题目内容
（18分）如图所示，在上、下水平放置的金属板H、Q的上方有一个匀强磁场区域，磁感应强度为B，垂直纸面向外，该磁场被限制在边长为d的正方形弹性塑料边界EFPG中．水平金属导轨M、N用导线和金属板H、Q相连，导轨间的距离为L．金属棒CD置于导轨上且与导轨垂直，可以无摩擦的滑动．在导轨所在空间有竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为B′．虚线OO′平分金属板和正方形磁场区域EFPG，O、O′为金属板上的小孔，磁场边界PG紧靠金属板H，且PG正中央开有一小孔与O′对接．在小孔O的下方有一个质量为m、电量大小为q的弹性小球飘入两金属板间，其飘入金属板间的速率可以忽略不计，不考虑小球的重力以及对金属板电势的影响．求：
（1）当金属棒CD以速度v向右匀速运动时，金属板H、Q哪一块板的电势高？这两块金属板间的电势差为多少？
（2）在（1）问中，若从小孔O飘入两金属板间的弹性小球能被加速，则小球带何种电荷？其到达O′的速率有多大？
（3）金属棒CD在导轨上应以多大的速率匀速运动，才能使弹性小球进入磁场与弹性塑料边界EFPG发生碰撞后又返回到小孔O处？已知小球每次与边界发生碰撞均无电荷迁移和机械能损失．
（18分）解：（1）根据右手定则，可以判定金属棒的C端电势高故金属板H的电势高（1分）
金属棒向右匀速运动时，产生的电动势为：
……②（2分）
金属板Q、H间的电势差：
③（1分 所以金属板Q、H间的电势差为 
④（1分）
（2）在（1）问中，由于金属板H的电势高，故小球带负电……⑤（1分）
根据 
……⑥（2分） 由④⑥式解得小球到达O′的速率为 
……⑦（1分）
（3）小球被加速后进入磁场区域，在洛伦兹力作用下作匀速圆周运动，有
……⑧（2分） 解得
……⑨（1分）
要小球返回到小孔O处，小球离开磁场时必与边界PG垂直射出. 小球进入磁场后可能出现的几种运动轨迹如图所示
小球作圆周运动的半径为
…… ⑩（4分）
由⑨⑩式解得小球作圆周运动的速度大小为
⑪（1分）
由⑦⑪解得金属棒向右匀速运动的速度大小为
⑫（1分）
说明：用其他方法解答，正确的同样给分．
期末1卷素质教育评估卷系列答案
如图所示，A、B是两个游泳运动员，他们隔着水流端急的河流站在岸边，A在下游的位置，且A的游泳技术比B好，现在两个人同时下水游泳，要求两个人尽快在河中相遇，试问应采取下列哪种方式比较好（ ）
（选修模块3-3）
（选修模块3-3）
我国第一艘超导电磁推进船HEMS-1已下水试验，它取消了传统的螺旋桨，是船舶推进的重大革新，其原理如图所示，安装在靠近船底部的超导磁体在海水中产生磁场，海水中含有丰富的NaCl成分，导电正负离子Na+、Cl-较多，电导率较高．当电流在垂直于磁场的方向上流过时，就会在与电流方向、磁场方向都垂直的方向上产生推力．强磁场方向竖直向下，在垂直于船身方向，两边安装正负电极，电极浸在海水里，当电源接通时，海水中产生垂直于船体方向的强电流，推动船体运动．如磁感强度为5T，（可看作匀强）水通道宽为1m，产生推动为100N，则船上的电池中，电流为
世界最强核航母美国福特号于2013年11月12日04时成功下水．该航母采用了舰载机电磁弹射系统，该系统包括电源、强迫储能装置、导轨等．该系统可简化为如图所示．舰载机可在两平行轨道之间无摩擦滑动，电流I从一条轨道流入，通过舰载机从另一条轨道流出（储能装置可以保证舰载机起飞过程中此电流恒定不变）；同时该电流I通过一电磁装置产生的匀强磁场垂直穿过轨道所在的平面（图中未画出），磁感应强度大小与电流强度I成正比．若不考虑阻力，在安培力作用下舰载机从轨道一端由静止匀加速滑行L后，以速度v离开轨道，实现弹射起飞．关于舰载机起飞过程以下说法正确的是（ ）| A、若遇紧急情况使L减为原来一半，舰载机仍要以速度v弹射出，则电流I应变为原来2倍 | ||
| B、若遇紧急情况使每架舰载机起飞时间减为原来一半，舰载机仍要以速度v弹射出，则电流I应变为原来2倍 | ||
C、若载弹后舰载机的总质量为原来2倍，仍要以速度v弹射起飞，则电流I至少应变为原来的
| ||
| D、若考虑阻力因素，其他条件不变时，舰载机在航母上起飞的速度小于v |