如圖所示，長為L的通電直導(dǎo)體棒放在光滑水平絕緣軌道上，勁度系數(shù)為k的水平輕彈簧一端固定，另一端拴在棒的中點(diǎn)，且與棒垂直，整個(gè)裝置處于方向豎直向上、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，彈簧伸長x，棒處于靜止?fàn)顟B(tài)．則：

A．導(dǎo)體棒中的電流方向從a流向b

B．導(dǎo)體棒中的電流大小為

C．若只將磁場方向緩慢順時(shí)針轉(zhuǎn)過一小角度，x變大

D．若只將磁場方向緩慢逆時(shí)針轉(zhuǎn)過一小角度，x變大


【答案】AB

【解析】

A、由于彈簧伸長，則安培力方向水平向右；由左手定則可得，導(dǎo)體棒中的電流方向從a流向b，故A錯(cuò)誤，

B、由于彈簧伸長為x，根據(jù)胡克定律可得，，則有，故B正確；

C、若只將磁場方向緩慢順時(shí)針轉(zhuǎn)過一小角度，則水平向右方向安培力也順時(shí)針轉(zhuǎn)動一小角度，根據(jù)力的分解與平衡可得，彈力變小，導(dǎo)致x變小，故C錯(cuò)誤；

D、若只將磁場方向緩慢逆時(shí)針轉(zhuǎn)過一小角度，則水平向右方向安培力也逆時(shí)針轉(zhuǎn)動一小角度，根據(jù)力的分解與平衡可得，彈力變小，導(dǎo)致x變小，故D錯(cuò)誤。

故選AB。

【考點(diǎn)】安培力；力的合成與分解；共點(diǎn)力平衡


練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：


物體受到幾個(gè)恒力的作用處于平衡狀態(tài)，若再對物體施加一個(gè)恒力，則物體可能做

A．靜止                          B．勻速直線運(yùn)動

C．變加速曲線運(yùn)動                D．勻變速曲線運(yùn)動

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科目：高中物理 來源： 題型：


已知一質(zhì)量m＝1 kg的物體在傾角α＝37°的斜面上恰能勻速下滑，當(dāng)對該物體施加一個(gè)沿斜面向上的推力F時(shí)，物體恰能勻速上滑。(取g＝10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)

(1)物體與斜面間的動摩擦因數(shù)μ是多大？

(2)求推力F的大小。

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科目：高中物理 來源： 題型：


面積S = 0.2m2、n = 100匝的圓形線圈，處在如圖所示的磁場內(nèi)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化的規(guī)律是B = 0.02t，R = 3Ω，C = 30μF，線圈電阻r = 1Ω，其余導(dǎo)線電阻不計(jì)，求：

（1）通過R的電流大小和方向．

（2）電容器C所帶的電荷量．

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科目：高中物理 來源： 題型：


用圖示的電路可以測量電阻的阻值。圖中Rx是待測電阻，R0是定值電阻，G是靈敏度很高的電流表，MN是一段均勻的電阻絲。閉合開關(guān)，改變滑動頭P的位置，當(dāng)通過電流表G的電流為零時(shí)，測得NP之間距離為l1、MP之間距離為l2則Rx的阻值為：

A．           B．

C．           D． 

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科目：高中物理 來源： 題型：


閱讀以下有關(guān)加速器的文章完成文中問題（問題以加粗字體標(biāo)記）。

相關(guān)知識背景：

電子伏特，符號為eV，是能量的單位。代表一個(gè)電子經(jīng)過1伏特的電勢差加速后所獲得的動能。在微觀領(lǐng)域，一般使用電子伏特作為能量單位。電子伏特與SI制的能量單位焦耳（J）的換算關(guān)系是單位換算：1eV=1.6×10-19J    1MeV=1×106 eV

a粒子即為氦原子核    

科學(xué)家在研究原子核的結(jié)構(gòu)時(shí)，采用了高速運(yùn)動的亞原子粒子去轟擊原子核．早在1906年，盧瑟福就利用放射性物質(zhì)釋放的高速α粒子來轟擊物質(zhì)．1919年他成功地從氮原子核中打出了質(zhì)子，使氮原子核變成氧原子核．然而使用天然產(chǎn)生的α粒子作為轟擊物，有很大的局限性．帶正電的α粒子與帶正電的原子核相互排斥，要消耗很大的能量；而天然產(chǎn)生的帶電粒子的能量是有限的．為了得到更高能量的帶電粒子，物理學(xué)家們開始嘗試設(shè)計(jì)一種產(chǎn)生高能量帶電粒子的實(shí)驗(yàn)設(shè)備——加速器．我們知道電場可以使帶電粒子加速，增加帶電粒子的能量。

（1）如圖所示，這就是早期的加速器的原理。若設(shè)該加速器兩板間電壓為1000V，兩板間距為20厘米，求一初速度可忽略不計(jì)的α粒子通過該加速器所獲得的能量？

這種加速器可以通過增加電極間的電壓來提高粒子加速的能量，但這種加速器的發(fā)展受到高壓絕緣的限制。（電壓太大，電介質(zhì)會被擊穿）。

因此，人們就想利用較低的電壓，采用多級加速使粒子加速到高能量，如圖甲所示。N個(gè)長度逐個(gè)增大的金屬圓筒和一個(gè)靶,它們沿軸線排列成一串,如圖所示(圖中只畫出了六個(gè)圓筒,作為示意)。各筒和靶相間地連接到如圖乙所示周期為T、電壓值為U0的高頻方波電源的兩端。整個(gè)裝置放在高真空容器中，圓筒的兩底面中心開有小孔。帶電粒子沿軸線射入圓筒,并將在圓筒間及圓筒與靶間的縫隙處受到電場力的作用而加速(設(shè)圓筒內(nèi)部沒有電場)�？p隙的寬度很小，粒子穿過縫隙的時(shí)間可以不計(jì)。

（2）為使初動能為2U0e、質(zhì)量為mα的α粒子打到靶時(shí)獲得最大能量,各個(gè)圓筒的長度應(yīng)滿足什么條件?

（3）在滿足第（2）問條件的前提下，若用該加速器加速一初動能為2U0e的α粒子，求α粒子進(jìn)入第k個(gè)圓筒前與進(jìn)入第n個(gè)圓筒前的速率之比vk:vn。（k和n均為自然數(shù)）

（4）若該加速器的電壓U0=1×105V，T=0.002s用該加速器加速一初動能2×105eV的α粒子，為使粒子獲得40MeV以上的動能，則該加速器的長度至少為多大？（可以用數(shù)列形式表示）α粒子質(zhì)量為mα≈3600MeV/c²（c指光速）

通過剛才的計(jì)算我們可以看到，要想達(dá)到越來越高的能量，就必須使設(shè)備的長度增加到數(shù)十甚至數(shù)百英里的長度，從而因?yàn)榻?jīng)濟(jì)效益的原因變的不實(shí)用。

1931年，加利福尼亞大學(xué)的歐內(nèi)斯特·O·勞倫斯（Ernest O.Lawrence）提出了一個(gè)卓越的思想，通過磁場的作用迫使粒子沿著磁極之間作螺旋線運(yùn)動，把電極像卷尺那樣卷起來，這樣就可以在有限的場地裝設(shè)比原來長許多倍的電極，他把這種設(shè)備叫作“回旋加速器”。

回旋加速器主要由圓柱形磁極、D形盒、高頻交變電源、粒子源和引出裝置組成，如圖所示．其中D形盒裝在真空室中，是回旋加速器的核心部件，整個(gè)真空室放在磁極之間，磁場方向垂直于D形盒，兩個(gè)D形盒之間留一個(gè)窄縫，分別與高頻電源的兩極相連．當(dāng)粒子經(jīng)過D形盒之間的窄縫，得到高頻電源的加速，在D形盒之間，由于屏蔽作用，盒內(nèi)只有磁場分布，這樣帶電粒子在D形盒內(nèi)沿螺線軌道運(yùn)動，達(dá)到預(yù)期的速率后，用引出裝置引出。

如圖所示：若D形盒的半徑為R，離子源放出質(zhì)量為m、帶電量為q的正離子，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，求：

（5）加在D形盒間的高頻電源的頻率。（用字母表示）

（6）從靜電偏轉(zhuǎn)板（如圖所示）出去的離子所具有的能量。（用字母表示）

（7）若被回旋加速器加速的粒子為初速度可忽略不計(jì)的α粒子，若：

α粒子質(zhì)量為mα≈3600MeV/c²（c指光速）， D形盒中的磁感應(yīng)強(qiáng)度為1T，為使粒子獲得40MeV以上的動能，則D形盒的半徑R至少為多大？

兩相比較，我們發(fā)現(xiàn)加速到相同的動能，勞倫斯的回旋加速器的占地面積遠(yuǎn)小于多級加速器，所以，回旋加速器的出現(xiàn)，使科學(xué)家們在實(shí)驗(yàn)室中獲得高能粒子的愿望得以實(shí)現(xiàn)。

40年代以后，物理學(xué)家用勞倫斯創(chuàng)造的加速器發(fā)現(xiàn)了許多新型核反應(yīng)，觀察到幾百種前所未聞的同位素．在實(shí)施制造原子彈的曼哈頓工程時(shí)，勞倫斯用他的加速器分離出僅占鈾的總量0.7% 的鈾235，為發(fā)明原子彈立下了汗馬功勞。

因?yàn)榘l(fā)明回旋加速器，勞倫斯獲1939年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。

帶電粒子加速器自1930年前后問世以來，主要是朝更高能量的方向發(fā)展，在勞倫斯之后，科學(xué)家們設(shè)計(jì)制造了各種類型的新型加速器，如同步加速器、電子感應(yīng)加速器，對撞機(jī)等。任何一種加速器都經(jīng)歷了發(fā)生、發(fā)展和加速能力或經(jīng)濟(jì)效益受到限制的三個(gè)階段。在第三個(gè)階段中，總會出現(xiàn)新技術(shù)或新原理突破困難，從而建造出新類型的加速器，使能量進(jìn)一步提高，或使建造更高能量加速器在經(jīng)濟(jì)上成為可行。

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科目：高中物理 來源： 題型：


如圖所示，真空中等量異種點(diǎn)電荷放置在M、N兩點(diǎn)， 在MN的連線上有對稱點(diǎn)a、c，MN連線的中垂線上有對稱點(diǎn)b、d，則下列說法正確的是 (　　)

A．a(chǎn)點(diǎn)場強(qiáng)與c點(diǎn)場強(qiáng)不一定相同

B．a(chǎn)點(diǎn)電勢一定小于c點(diǎn)電勢

C．負(fù)電荷在c點(diǎn)電勢能一定大于在a點(diǎn)電勢能

D．正電荷從d點(diǎn)移到b點(diǎn)電場力不做功 

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科目：高中物理 來源： 題型：


如圖所示,水平木板上有質(zhì)量m=1.0kg的物塊,受到隨時(shí)間t變化的水平拉力F作用,用力傳感器測出相應(yīng)時(shí)刻物塊所受摩擦力Ff的大小。取重力加速度g=10m/s2。下列判斷正確的是　(　　)

A.5 s內(nèi)拉力對物塊做功為零

B.4 s末物塊所受合力大小為4.0 N

C.物塊與木板之間的動摩擦因數(shù)為0.4

D.6～9 s內(nèi)物塊的加速度大小為2.0 m/s2

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科目：高中物理 來源： 題型：


如圖所示,一個(gè)帶正電的物塊m,由靜止開始從斜面上A點(diǎn)下滑,滑到水平面BC上的D點(diǎn)停下來。已知物塊與斜面及水平面間的動摩擦因數(shù)相同,且不計(jì)物塊經(jīng)過B處時(shí)的機(jī)械能損失。先在ABC所在空間加豎直向下的勻強(qiáng)電場,第二次讓物塊m從A點(diǎn)由靜止開始下滑,結(jié)果物塊在水平面上的D′點(diǎn)停下來。后又撤去電場,在ABC所在空間加水平向里的勻強(qiáng)磁場,再次讓物塊m從A點(diǎn)由靜止開始下滑,結(jié)果物塊沿斜面滑下并在水平面上的D″點(diǎn)停下來。則以下說法中正確的是　(　　)

A.D′點(diǎn)一定在D點(diǎn)左側(cè)　　   B.D′點(diǎn)一定與D點(diǎn)重合

C.D″點(diǎn)一定在D點(diǎn)左側(cè)       D.D″點(diǎn)一定與D點(diǎn)重合

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同步練習(xí)冊答案