2016高三物理复习第1页推导习题集1、(2014高考)导体切割磁感线的运动可以从宏观和微观两个角度来认识。如图所示,固定于水平面的U型导线框处于竖直向下的匀强磁场中,金属直导线MN在于其垂直的水平恒力F作用下,在导线框上以速度v做匀速运动,速度v与恒力F的方向相同:导线MN始终与导线框形成闭合电路。已知导线MN电阻为R,其长度恰好等于平行轨道间距,磁场的磁感应强度为B。忽略摩擦阻力和导线框的电阻。(1)通过公式推导验证:在时间内,F对导线MN所做的功W等于电路获得的电能,也等于导线MN中产生的焦耳热Q;(2)若导线MN的质量m=8.0g,长度L=0.10m,感应电流=1.0A,假设一个原子贡献一个自由电子,计算导线MN中电子沿导线长度方向定向移动的平均速率ve(下表中列出一些你可能会用到的数据);阿伏伽德罗常数NA元电荷导线MN的摩尔质量(3)经典物理学认为,金属的电阻源于定向运动的自由电子和金属离子(即金属原子失去电子后的剩余部分)的碰撞。展开你想象的翅膀,给出一个合理的自由电子的运动模型;在此基础上,求出导线MN中金属离子对一个自由电子沿导线长度方向的平均作用力f的表达式。MNFBV2016高三物理复习第2页2、(2013高考)对于同一个物理问题,常常可以从宏观和微观两个不同角度进行研究,找出其内在联系,从而更加深刻地理解其物理本质。(1)一段横截面积为S,长为L的直导线,单位体积内有n个自由电子,电子质量为e,该导线通有电流时,假设自由电子定向移动的速率均为v(a)求导线中的电流I(b)将该导线放在匀强磁场中,电流方向垂直于磁感应强度B,导线所受安培力大小为F安,导线内自由电子所受洛伦兹力大小的总和为F,推到F安=F(2)正方体密闭容器中有大量运动粒子,每个粒子质量为m,单位体积内粒子数量n为恒量,为简化问题,我们假定:粒子大小可以忽略,其速率均为v,且与器壁各面碰撞的机会均等,与器壁碰撞前后瞬间,粒子速度方向都与器壁垂直,且速率不变,利用所学力学知识,导出容器壁单位面积所受粒子压力f与m,n,和v的关系.3、(2009高考)已知地球半径为R,地球表面重力加速度为g,不考虑地球自转的影响。(1)推导第一宇宙速度v1的表达式;(2)若卫星绕地球做匀速圆周运动,运行轨道距离地面高度为h,求卫星的运行周期T。2016高三物理复习第3页4、(2016西城期末)如图1所示,一根轻质弹簧上端固定在天花板上,下端挂一小球(可视为质点),弹簧处于原长时小球位于O点。将小球从O点由静止释放,小球沿竖直方向在OP之间做往复运动,如图2所示。小球运动过程中弹簧始终处于弹性限度内。不计空气阻力,重力加速度为g。(1)在小球运动的过程中,经过某一位置A时动能为Ek1,重力势能为EP1,弹簧弹性势能为E弹1,经过另一位置B时动能为Ek2,重力势能为EP2,弹簧弹性势能为E弹2。请根据功是能量转化的量度,证明:小球由A运动到B的过程中,小球、弹簧和地球组成的物体系统机械能守恒;(2)已知弹簧劲度系数为k。以O点为坐标原点,竖直向下为x轴正方向,建立一维坐标系O-x,如图2所示。a.请在图3中画出小球从O运动到P的过程中,弹簧弹力的大小F随相对于O点的位移x变化的图象。根据F-x图象求:小球从O运动到任意位置x的过程中弹力所做的功W,以及小球在此位置时弹簧的弹性势能E弹;b.已知小球质量为m。求小球经过OP中点时瞬时速度的大小v。图2OPx图1OxFO图32016高三物理复习第4页5、(2014丰台一模)电磁感应现象是电磁学中最重大的发现之一,它揭示了电、磁现象之间的本质联系。电路中感应电动势的大小,跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比,即Ent,这就是法拉第电磁感应定律。(1)如图所示,把矩形线框abcd放在磁感应强度为B的匀强磁场里,线框平面跟磁感线垂直。设线框可动部分ab的长度为L,它以速度v向右匀速运动。请根据法拉第电磁感应定律推导出闭合电路的感应电动势E=BLv。(2)两根足够长的光滑直金属导轨平行放置在倾角为θ的绝缘斜面上,两导轨间距为L。两导轨间接有阻值为R的电阻。一根质量为m的均匀直金属杆MN放在两导轨上,并与导轨垂直。整套装置处于匀强磁场中,磁场方向垂直于斜面向上。导轨和金属杆的电阻可忽略。让金属杆MN由静止沿...