解:(1)设电子的质量为m,电量为e,电子在电场I中做匀加速直线运动,出区域I时的速度为v0,此后进入电场II做类平抛运动,假设电子从CD边射出,出射点纵坐标为y,有
解得y=
(2)设释放点在电场区域I中,其坐标为(x,y),在电场I中电子被加速到v1,然后进入电场II做类平抛运动,并从D点离开,有
解得xy=
(3)设电子从(x,y)点释放,在电场I中加速到v2,进入电场II后做类平抛运动,在高度为y′处离开电场II时的情景与(2)中类似,然后电子做匀速直线运动,经过D点,则有
解得
24.(14分)
解:(1)以导体棒为研究对象,棒在磁场I中切割磁感线,棒中产生感应电动势,导体棒ab从A下落r/2时,导体棒在重力与安培力作用下做加速运动,由牛顿第二定律,得
mg-BIL=ma,式中l=
式中
由以上各式可得到
(2)当导体棒ab通过磁场II时,若安培力恰好等于重力,棒中电流大小始终不变,即
式中
解得
导体棒从MN到CD做加速度为g的匀加速直线运动,有
得
此时导体棒重力的功率为
根据能量守恒定律,此时导体棒重力的功率全部转化为电路中的电功率,即
所以,
(3)设导体棒ab进入磁场II后经过时间t的速度大小为
由于导体棒ab做匀加速直线运动,有
根据牛顿第二定律,有
F+mg-F′=ma
即
由以上各式解得
上海市高中毕业统一学业考试物理试卷(word解析版)答案要点
一.填空题(共20分)