如圖所示，一對平行光滑軌道放置在水平面上，兩軌道間距l(xiāng)＝0.20 m，電阻R＝1 W，有一質(zhì)量為m＝1kg的金屬棒MN平放在軌道上，與兩軌道垂直，金屬棒及軌道的電阻可忽略不計，整個裝置處于垂直軌道平面向下的勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=5T，現(xiàn)用拉力F平行軌道方向拉金屬棒，使棒做初速為零的勻加速直線運(yùn)動，加速度a＝1m/s2，試求：

（1）第2s末安培力FA的大小；

（2）在虛線方框內(nèi)畫出拉力F隨時間t變化的圖線(要標(biāo)出坐標(biāo)值)；

（3）當(dāng)拉力F＝4N時，電路消耗的電功率；

（4）若拉力F的最大值為5N，流過電阻R的最大電流為多大？

 

 


解答：（1）   ，

（3分）

（2），代入數(shù)據(jù)得到

          （2分）

        由此方程畫出圖線   （2分）

       （若直接準(zhǔn)確畫出圖線給4分）

（3） 當(dāng)F=4N時，由圖線求得t =3s

     此時速度v/ = at =3m/s，相應(yīng)的安培力為F/安=3N，安培力的功率即為電路消耗的功率：

P = F/安v/=3×3w =9w    （3分）

 (4) 若拉力最大為5N，則當(dāng)F安 = F時，加速度為零，此時速度最大，電路中感應(yīng)電流最大，F(xiàn)安m = BImL，代入數(shù)據(jù)求得最大電流為Im =5A （4分）

 

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源：成功之路·突破重點(diǎn)線·物理（學(xué)生用書） 題型：038

如圖1所示．一對平行光距l＝0.20m，電阻R＝1.0Ω；有一導(dǎo)體桿靜止地放在軌道上，與兩軌道垂直，桿及軌道的電阻皆可忽略不計，整個裝置處于磁感強(qiáng)度B＝0.5T的勻強(qiáng)磁場中，磁場方向垂直軌道向下．現(xiàn)在一外力F沿軌道方向拉桿，使之做勻加速運(yùn)動，測得力F與時間t的關(guān)系如圖2所示．求桿的質(zhì)量m和加速度α．

　

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科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

（25分）圖1所示為楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)的示意圖，取紙面為yz平面。y、z軸的方向如圖所示。線光源S通過z軸，雙縫S1、S2對稱分布在z軸兩側(cè)，它們以及屏P都垂直于紙面。雙縫間的距離為d，光源S到雙縫的距離為l，雙縫到屏的距離為D，，。

　　1.從z軸上的線光源S出發(fā)經(jīng)S1、S2不同路徑到P0點(diǎn)的光程差為零，相干的結(jié)果產(chǎn)生一亮紋，稱為零級亮紋。為了研究有一定寬度的擴(kuò)展光源對于干涉條紋清晰度的影響，我們先研究位于軸外的線光源S′形成的另一套干涉條紋，S′位于垂直于z軸的方向上且與S平行，兩者相距，則由線光源S′出發(fā)分別經(jīng)S1、S2產(chǎn)生的零級亮紋，與P0的距離

　　2.當(dāng)光源寬度為的擴(kuò)展光源時，可將擴(kuò)展光源看作由一系列連續(xù)的、彼此獨(dú)立的、非相干的線光源組成。這樣，各線光源對應(yīng)的干涉條紋將彼此錯開，在屏上看到的將是這些干涉條紋的光強(qiáng)相加的結(jié)果，干涉條紋圖像將趨于模糊，條紋的清晰度下降。假設(shè)擴(kuò)展光源各處發(fā)出的光強(qiáng)相同、波長皆為。當(dāng)增大導(dǎo)致零級亮紋的亮暗將完全不可分辨，則此時光源的寬度

　　3.在天文觀測中，可用上述干涉原理來測量星體的微小角直徑。遙遠(yuǎn)星體上每一點(diǎn)發(fā)出的光到達(dá)地球處都可視為平行光，從星體相對的兩邊緣點(diǎn)發(fā)來的兩組平行光之間的夾角就是星體的角直徑。遙遠(yuǎn)星體的角直徑很小，為測量如些微小的角直徑，邁克爾遜設(shè)計了測量干涉儀，其裝置簡化為圖2所示。M1、M2、M3、M4是四個平面反射鏡，它們兩兩平行，對稱放置，與入射光（a、 a′）方向成45°角。S1和S2是一對小孔，它們之間的距離是d。M1和M2可以同步對稱調(diào)節(jié)來改變其中心間的距離h。雙孔屏到觀察屏之間的距離是D。a、 a′和b、 b′分別是從星體上相對著的兩邊緣點(diǎn)發(fā)來的平行光束。設(shè)光線a、 a′垂直雙孔屏和像屏，星光的波長是，試導(dǎo)出星體上角直徑的計算式。

注：將星體作圓形擴(kuò)展光源處理時，研究擴(kuò)展光源的線度對于干涉條紋圖像清晰度的影響會遇到數(shù)學(xué)困難，為簡化討論，本題擬將擴(kuò)展光源作寬度為的矩形光源處理。

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科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

選做題(請從A、B和C三小題中選定兩小題作答，如都作答，則按A、B兩小題評分．)

A．(選修模塊3-3)

（1）下列說法正確的是                                            （       ）

A．熵是物體內(nèi)分子運(yùn)動無序程度的量度

B．由氫氣的摩爾體積和每個氫分子的體積可估算出阿伏加德羅常數(shù)

C．滿足能量守恒定律的客觀過程都不是可以自發(fā)進(jìn)行的

D．液體表面層的分子比液體內(nèi)部的分子有更大的分子勢能

（2） 一定質(zhì)量的理想氣體由狀態(tài)A經(jīng)狀態(tài)B變化到狀態(tài)C的p-V圖象如圖所示．在由狀態(tài)A變化到狀態(tài)B的過程中，理想氣體的溫度          （填“升高”、“降低”或“不變”）．在由狀態(tài)A變化到狀態(tài)C的過程中，理想氣體吸收的熱量       它對外界做的功（填“大于”、“小于”或“等于”）．

（3）已知阿伏加德羅常數(shù)為6.0×1023mol-1，在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)（壓強(qiáng)p0=1atm、溫度t0=0℃）下任何氣體的摩爾體積都為22.4l，設(shè)第（2）問中理想氣體在狀態(tài)A下的溫度為0℃，求該氣體的分子數(shù)．（計算結(jié)果取兩位有效數(shù)字）

B．(選修模塊3-4)

（1）以下說法中正確的是                                           (      )

A．拍攝玻璃櫥窗內(nèi)的物品時，往往在鏡頭前加一個偏振片以增加透射光的強(qiáng)度

B．全息照片往往用激光來拍攝，主要是利用了激光的相干性

C．根據(jù)宇宙大爆炸學(xué)說，遙遠(yuǎn)星球發(fā)出的紅光被地球接收到時可能是紅外線

D．超聲波可以在真空中傳播

（2）平行光a垂直射向一半徑為R的玻璃半球的平面，其截面如圖所示，發(fā)現(xiàn)只有P、Q之間所對圓心角為60°的球面上有光射出，則玻璃球?qū)光的折射率為         ，若僅將a平行光換成b平行光，測得有光射出的范圍增大，設(shè)a、b兩種色光在玻璃球中的速度分別為va和vb，則va        vb（選填“>”、“<”或“=”）．

（3）在均勻介質(zhì)中選取平衡位置在同一直線上的9個質(zhì)點(diǎn)，相鄰兩質(zhì)點(diǎn)間的距離均為0.1m，如圖(a)所示．一列橫波沿該直線向右傳播，t=0時到達(dá)質(zhì)點(diǎn)1，質(zhì)點(diǎn)1開始向下運(yùn)動，振幅為0.2m，經(jīng)過時間0.3s第一次出現(xiàn)如圖（b）所示的波形．試寫出質(zhì)點(diǎn)1的振動方程．

C．(選修模塊3-5)

（1）下列說法正確的有                                               （    ）

A．盧瑟福的α粒子散射實(shí)驗(yàn)可以估測原子核的大小

B．氫原子輻射出一個光子后，氫原子的電勢能增大，核外電子的運(yùn)動加速度增大

C．物質(zhì)波是一種概率波，在微觀物理學(xué)中不可以用“軌跡”來描述粒子的運(yùn)動

D．若氫原子從 n = 6 能級向 n = 1 能級躍遷時輻射出的光不能使某金屬發(fā)生光電效應(yīng)，則氫原子從 n = 6 能級向 n = 2 能級躍遷時輻射出的光能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)

（2）正電子發(fā)射計算機(jī)斷層顯象(PET)的基本原理是：將放射性同位素注入人體，在人體內(nèi)衰變放出的正電子與人體內(nèi)的負(fù)電子相遇而湮滅，轉(zhuǎn)化為一對γ光子，被探測器探測到，并經(jīng)計算機(jī)處理后產(chǎn)生清晰的圖象．根據(jù)PET的原理，在人體內(nèi)衰變的方程式是                ；在PET中，的主要用途是作為               ．

（3）如圖所示，質(zhì)量分別為m1和m2的兩個小球在光滑水平面上分別以速度v1、v2同向運(yùn)動，并發(fā)生對心碰撞，碰后m2被右側(cè)墻壁原速彈回，又與m1碰撞，再一次碰撞后兩球都靜止．求第一次碰后m1球速度的大小.

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科目：高中物理 來源：2010年江蘇省揚(yáng)州市高三第四次模擬考試物理試題 題型：計算題

選做題(請從A、B和C三小題中選定兩小題作答，如都作答，則按A、B兩小題評分．)
A．(選修模塊3-3)
（1）下列說法正確的是                                           （      ）
A．熵是物體內(nèi)分子運(yùn)動無序程度的量度
B．由氫氣的摩爾體積和每個氫分子的體積可估算出阿伏加德羅常數(shù)
C．滿足能量守恒定律的客觀過程都不是可以自發(fā)進(jìn)行的
D．液體表面層的分子比液體內(nèi)部的分子有更大的分子勢能
（2）一定質(zhì)量的理想氣體由狀態(tài)A經(jīng)狀態(tài)B變化到狀態(tài)C的p-V圖象如圖所示．在由狀態(tài)A變化到狀態(tài)B的過程中，理想氣體的溫度         （填“升高”、“降低”或“不變”）．在由狀態(tài)A變化到狀態(tài)C的過程中，理想氣體吸收的熱量      它對外界做的功（填“大于”、“小于”或“等于”）．

（3）已知阿伏加德羅常數(shù)為6.0×1023mol-1，在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)（壓強(qiáng)p0=1atm、溫度t0=0℃）下任何氣體的摩爾體積都為22.4l，設(shè)第（2）問中理想氣體在狀態(tài)A下的溫度為0℃，求該氣體的分子數(shù)．（計算結(jié)果取兩位有效數(shù)字）
B．(選修模塊3-4)
（1）以下說法中正確的是                                           (      )
A．拍攝玻璃櫥窗內(nèi)的物品時，往往在鏡頭前加一個偏振片以增加透射光的強(qiáng)度
B．全息照片往往用激光來拍攝，主要是利用了激光的相干性
C．根據(jù)宇宙大爆炸學(xué)說，遙遠(yuǎn)星球發(fā)出的紅光被地球接收到時可能是紅外線
D．超聲波可以在真空中傳播
（2）平行光a垂直射向一半徑為R的玻璃半球的平面，其截面如圖所示，發(fā)現(xiàn)只有P、Q之間所對圓心角為60°的球面上有光射出，則玻璃球?qū)光的折射率為        ，若僅將a平行光換成b平行光，測得有光射出的范圍增大，設(shè)a、b兩種色光在玻璃球中的速度分別為va和vb，則va       vb（選填“>”、“<”或“=”）．

（3）在均勻介質(zhì)中選取平衡位置在同一直線上的9個質(zhì)點(diǎn)，相鄰兩質(zhì)點(diǎn)間的距離均為0.1m，如圖(a)所示．一列橫波沿該直線向右傳播，t=0時到達(dá)質(zhì)點(diǎn)1，質(zhì)點(diǎn)1開始向下運(yùn)動，振幅為0.2m，經(jīng)過時間0.3s第一次出現(xiàn)如圖（b）所示的波形．試寫出質(zhì)點(diǎn)1的振動方程．

C．(選修模塊3-5)
（1）下列說法正確的有                                              （   ）
A．盧瑟福的α粒子散射實(shí)驗(yàn)可以估測原子核的大小
B．氫原子輻射出一個光子后，氫原子的電勢能增大，核外電子的運(yùn)動加速度增大
C．物質(zhì)波是一種概率波，在微觀物理學(xué)中不可以用“軌跡”來描述粒子的運(yùn)動
D．若氫原子從 n =" 6" 能級向 n =" 1" 能級躍遷時輻射出的光不能使某金屬發(fā)生光電效應(yīng)，則氫原子從 n =" 6" 能級向 n =" 2" 能級躍遷時輻射出的光能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)
（2）正電子發(fā)射計算機(jī)斷層顯象(PET)的基本原理是：將放射性同位素注入人體，在人體內(nèi)衰變放出的正電子與人體內(nèi)的負(fù)電子相遇而湮滅，轉(zhuǎn)化為一對γ光子，被探測器探測到，并經(jīng)計算機(jī)處理后產(chǎn)生清晰的圖象．根據(jù)PET的原理，在人體內(nèi)衰變的方程式是               ；在PET中，的主要用途是作為              ．
（3）如圖所示，質(zhì)量分別為m1和m2的兩個小球在光滑水平面上分別以速度v1、v2同向運(yùn)動，并發(fā)生對心碰撞，碰后m2被右側(cè)墻壁原速彈回，又與m1碰撞，再一次碰撞后兩球都靜止．求第一次碰后m1球速度的大小.

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科目：高中物理 來源：江蘇省揚(yáng)州市2010屆高三第四次模擬考試 題型：實(shí)驗(yàn)題

 選做題(請從A、B和C三小題中選定兩小題作答，如都作答，則按A、B兩小題評分．)

A．(選修模塊3-3)(12分)

⑴下列說法正確的是                                            （       ）

A．熵是物體內(nèi)分子運(yùn)動無序程度的量度

B．由氫氣的摩爾體積和每個氫分子的體積可估算出阿伏加德羅常數(shù)

C．滿足能量守恒定律的客觀過程都不是可以自發(fā)進(jìn)行的

D．液體表面層的分子比液體內(nèi)部的分子有更大的分子勢能

(2) 一定質(zhì)量的理想氣體由狀態(tài)A經(jīng)狀態(tài)B變化到狀態(tài)C的p-V圖象如圖所示．在由狀態(tài)A變化到狀態(tài)B的過程中，理想氣體的溫度          （填“升高”、“降低”或“不變”）．在由狀態(tài)A變化到狀態(tài)C的過程中，理想氣體吸收的熱量       它對外界做的功（填“大于”、“小于”或“等于”）．

 (3) 已知阿伏加德羅常數(shù)為6.0×1023mol-1，在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)（壓強(qiáng)p0=1atm、溫度t0=0℃）下任何氣體的摩爾體積都為22.4l，設(shè)第（2）問中理想氣體在狀態(tài)A下的溫度為0℃，求該氣體的分子數(shù)．（計算結(jié)果取兩位有效數(shù)字）

B．(選修模塊3-4)(12分)

⑴以下說法中正確的是                                           (      )

A．拍攝玻璃櫥窗內(nèi)的物品時，往往在鏡頭前加一個偏振片以增加透射光的強(qiáng)度

B．全息照片往往用激光來拍攝，主要是利用了激光的相干性

C．根據(jù)宇宙大爆炸學(xué)說，遙遠(yuǎn)星球發(fā)出的紅光被地球接收到時可能是紅外線

D．超聲波可以在真空中傳播

⑵平行光a垂直射向一半徑為R的玻璃半球的平面，其截面如圖所示，發(fā)現(xiàn)只有P、Q之間所對圓心角為60°的球面上有光射出，則玻璃球?qū)光的折射率為         ，若僅將a平行光換成b平行光，測得有光射出的范圍增大，設(shè)a、b兩種色光在玻璃球中的速度分別為va和vb，則va        vb（選填“>”、“<”或“=”）．

⑶在均勻介質(zhì)中選取平衡位置在同一直線上的9個質(zhì)點(diǎn)，相鄰兩質(zhì)點(diǎn)間的距離均為0.1m，如圖(a)所示．一列橫波沿該直線向右傳播，t=0時到達(dá)質(zhì)點(diǎn)1，質(zhì)點(diǎn)1開始向下運(yùn)動，振幅為0.2m，經(jīng)過時間0.3s第一次出現(xiàn)如圖（b）所示的波形．試寫出質(zhì)點(diǎn)1的振動方程．

C．(選修模塊3-5)(12分)

⑴下列說法正確的有                                               （    ）

A．盧瑟福的α粒子散射實(shí)驗(yàn)可以估測原子核的大小

B．氫原子輻射出一個光子后，氫原子的電勢能增大，核外電子的運(yùn)動加速度增大

C．物質(zhì)波是一種概率波，在微觀物理學(xué)中不可以用“軌跡”來描述粒子的運(yùn)動

D．若氫原子從 n = 6 能級向 n = 1 能級躍遷時輻射出的光不能使某金屬發(fā)生光電效應(yīng)，則氫原子從 n = 6 能級向 n = 2 能級躍遷時輻射出的光能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)

⑵正電子發(fā)射計算機(jī)斷層顯象(PET)的基本原理是：將放射性同位素注入人體，在人體內(nèi)衰變放出的正電子與人體內(nèi)的負(fù)電子相遇而湮滅，轉(zhuǎn)化為一對γ光子，被探測器探測到，并經(jīng)計算機(jī)處理后產(chǎn)生清晰的圖象．根據(jù)PET的原理，在人體內(nèi)衰變的方程式是                ；在PET中，的主要用途是作為               ．

⑶如圖所示，質(zhì)量分別為m1和m2的兩個小球在光滑水平面上分別以速度v1、v2同向運(yùn)動，并發(fā)生對心碰撞，碰后m2被右側(cè)墻壁原速彈回，又與m1碰撞，再一次碰撞后兩球都靜止．求第一次碰后m1球速度的大小.

 

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