沪教版高二下物理专项卷-计算运用卷 一、解答题 如图（），两相距 的平行金属导轨固定于水平面上，导轨左端与阻值 的电阻连接，导轨间虚线右侧存在垂直导轨平面的匀强磁场。质量 的金属杆垂直置于导轨上，与导轨接触良好，导轨与金属杆的电阻可忽略。杆在水平向右的恒定拉力作用下由静止开始运动，并始终与导轨垂直，其 图象如图（）所示。在 时撤去拉力，同时使磁场随时间变化，从而保持杆中电流为 。求： (1) 金属杆所受拉力的大小 ； (2) 内匀强磁场的磁感应强度大小 ； (3) 内磁感应强度随时间变化规律。 如图所示，竖直平面内有一宽度为 且足够长的“”形金属导轨，处在磁感应强度大小为 、方向与导轨平面垂直的匀强磁场中，导体棒 沿导轨以 的速度竖直向下匀速运动了 。求： (1) 这段时间内回路中磁通量的变化量； (2) 这段时间内回路中感应电动势的大小。 开普勒三大定律的发现为人类对天体运动规律的认识作出巨大贡献。其中开普勒第三定律告诉我们：行星绕太阳一周所需时间的平方跟其椭圆轨道半长轴的立方之比是一个常数 如表表示太阳系中某些行星绕太阳运动的轨道半径，设各行星绕太阳做圆周运动，轨道半长轴等于轨道半径。请计算出水星绕太阳公转的周期？ 如图甲所示，磁感应强度为 的匀强磁场垂直于纸面，在纸面内固定一条以 点为圆心、半径为 的圆弧形金属导轨，长也为 的导体棒 绕 点以角速度 匀速转动，棒的 端与导轨接触良好， 、导轨、电阻 构成闭合电路。 (1) 试根据法拉第电磁感应定律 ，证明导体棒产生的感应电动势 。 (2) 某同学设计了一种带有闪烁灯的自行车后轮，如图乙所示。车轮与轮轴之间均匀地连接 根金属条，每根金属条中间都串接一个小灯，阻值为 并保持不变，车轮半径 ，轮轴半径可以忽略。车架上固定一个强磁铁，可形成圆心角为 的扇形匀强磁场区域，磁感应强度 ，方向如图乙所示。若自行车前进时，后轮顺时针转动的角速度恒为 ，不计其它电阻和车轮厚度。求金属条 进入磁场时， 中感应电流的大小和方向。 (3) 上问中，已知自行车牙盘半径 ，飞轮半径 ，如图丙所示。若该同学骑车时每分钟踩踏脚板 圈，车辆和人受到外界阻力的大小恒为 ，他骑车 分钟的时间内一共需要对自行车做多少功？ 如图甲所示，两根足够长、电阻不计的光滑平行金属导轨相距为 ，导轨平面与水平面成 角，上端连接阻值 的电阻；质量为 、阻值 的匀质金属棒 放在两导轨上，距离导轨最上端为 ，棒与导轨垂直并保持良好接触。整个装置处于一匀强磁场中，该匀强磁场方向与导轨平面垂直，磁感应强度大小随时间变化的情况如图乙所示。（） (1) 保持 棒静止，在 内，通过金属棒 的电流多大？方向如何？ (2) 为了保持 棒静止，需要在棒的中点施加了一平行于导轨平面的外力 ，求当 时，外力 的大小和方向； (3) 后，撤去外力 ，金属棒将由静止开始下滑，这时用电压传感器将 两端的电压即时采集并输入计算机，在显示器显示的电压达到某一恒定值后，记下该时刻棒的位置，测出棒从静止开始运动到该位置过程中通过电阻 的电量为 ，求金属棒此时的速度及下滑到该位置的过程中在电阻 上产生的焦耳热。 已知镭的原子序数是 ，原子核质量数是 。试问： (1) 镭核中有几个质子？几个中子？ (2) 镭核所带的电荷量是多少？ (3) 呈中性的镭原子，核外有几个电子？ 正电子发射计算机断层扫描（，简称 ）是一种核医学成像技术，它的基本原理是：将放射性同位素氟 注入人体参与人体的代谢过程。氟 在人体内衰变放出正电子，与人体内负电子相遇而湮灭转化为一对光子，被探测器探测到，经计算机处理后产生清晰的图象（如图 ）。根据 原理，回答下列问题： (1) 写出氟 的衰变的方程式及正负电子发生湮灭的方程式。 (2) 设电子质量为 ，电荷量为 ，光速为 ... ...
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