【題目】如圖，abcd 是一個(gè)質(zhì)量為 m，邊長為 L 的正方形金屬線框，從圖示位置自由下落，在下落 h 后進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B 的勻強(qiáng)磁場，恰好做勻速直線運(yùn)動，該磁場的寬度也為 L．在這個(gè)磁場的正下方 h+L 處以下，還充滿一個(gè)強(qiáng)度未知的勻強(qiáng)磁場（寬度足夠?qū)�，且圖中未畫出），金屬線框 abcd 在進(jìn)入這個(gè)磁場時(shí)也恰好做勻速直線運(yùn)動。（不計(jì)空氣阻力影響）

求：（1）線框 cd 邊剛進(jìn)入未知磁場時(shí)的速度大小？

（2）未知磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大�。�

（3）線框從開始下落到完全進(jìn)入未知磁場的全過程中，產(chǎn)生的電能是多少？

【答案】(1)；(2) ；(3)3mgL

【解析】

（1）線框進(jìn)入第一個(gè)磁場前做自由落體運(yùn)動，機(jī)械能守恒，

由機(jī)械能守恒定律得：mgh＝mv12

解得：v1＝ ，

線框離開第一個(gè)磁場后到進(jìn)入第二個(gè)磁場前做勻加速運(yùn)動，

由勻變速運(yùn)動的速度位移公式得：v22﹣v12＝2gh

解得：v2＝2；

（2）線框進(jìn)入第一個(gè)磁場過程所受安培力：F＝BIL＝ ，

線框進(jìn)入磁場過程做勻速直線運(yùn)動，由平衡條件得：mg＝，

線框進(jìn)入第二個(gè)磁場過程受到的安培力：F′＝B′IL＝，

線框進(jìn)入第二個(gè)磁場過程做勻速直線運(yùn)動，由平衡條件得：

＝mg 解得，磁感應(yīng)強(qiáng)度：B′＝ ；

（3）線框穿過兩個(gè)磁場時(shí)都做勻速直線運(yùn)動，減少的重力勢能都轉(zhuǎn)化為電能，

線框從開始下落到完全進(jìn)入未知磁場的全過程中，線框產(chǎn)生的電能：E＝mg（2L+L）＝3mgL；

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】為了測量木塊與木板間的動摩擦因數(shù)μ，某小組使用DIS位移傳感器設(shè)計(jì)了如圖甲所示實(shí)驗(yàn)裝置，讓木塊從傾斜木板上一點(diǎn)A由靜止釋放，位移傳感器可以測出木塊到傳感器的距離.位移傳感器連接計(jì)算機(jī)，描繪出滑塊相對傳感器的距離x隨時(shí)間t的變化規(guī)律如圖乙所示.

(1)根據(jù)上述圖線，計(jì)算0.4 s時(shí)木塊的速度大小v＝______ m/s，木塊加速度a＝______ m/s2(結(jié)果均保留2位有效數(shù)字).

(2)在計(jì)算出加速度a后，為了測定動摩擦因數(shù)μ，還需要測量斜面的傾角θ(已知當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?/span>g)，那么得出μ的表達(dá)式是μ＝____________.（用a，θ，g表示）

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖，用“碰撞實(shí)驗(yàn)器”可以驗(yàn)證動量守恒定理，即研究兩個(gè)小球在軌道水平部分碰撞前后的動量關(guān)系。

（1）實(shí)驗(yàn)中，直接測定小球碰撞前后的速度是不容易的，但是，可以通過僅測量______（填選項(xiàng)前的符號），間接地解決這個(gè)問題。

A．小球開始釋放高度h

B．小球拋出點(diǎn)距地面的高度H

C．小球做平拋運(yùn)動的射程

（2）圖甲中O點(diǎn)是小球拋出點(diǎn)在地面上的垂直投影。實(shí)驗(yàn)時(shí)，先讓入射球m1多次從斜軌上S位置靜止釋放，找到其平均落地點(diǎn)的位置P，測量平拋射程OP．然后，把被碰小球m2靜置于軌道的水平部分，再將入射球m1從斜軌上S位置靜止釋放，與小球m2相碰，并多次重復(fù)，分別找到m1、m2相碰后平均落地點(diǎn)的位置M、N。接下來需要測量是______（填選項(xiàng)前的符號）

A．用天平測量兩個(gè)小球的質(zhì)量m1、m2

B．測量小球m1開始釋放的高度h

C．測量拋出點(diǎn)距地面的高度H

D．測量平拋射程OM，ON

（3）若兩球相碰前后的動量守恒，其表達(dá)式可表示為______[用（2）中測量的量表示]。

（4）經(jīng)測定，m1=45.0g，m2=7.5g，小球落地點(diǎn)的平均位置距O點(diǎn)的距離如圖乙所示。碰撞前、后m1的動量分別為p1與p1′，則p1：p1′=______：11；若碰撞結(jié)束時(shí)m2的動量為p2′，則p1′：p2′=______：2.9．（均用分?jǐn)?shù)形式表示）

實(shí)驗(yàn)結(jié)果說明，碰撞前、后總動量的比值為______。

（5）有同學(xué)認(rèn)為，上述實(shí)驗(yàn)中僅更換兩個(gè)小球的材質(zhì)，其他條件不變，可以使被碰小球做平拋運(yùn)動的射程增大。請你用（4）中已知的數(shù)據(jù)，分析和計(jì)算出被碰小球m2平拋運(yùn)動射程ON的最大值為______cm。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】（6分）一個(gè)靜止的鈾核，放在勻強(qiáng)磁場中，它發(fā)生一次衰變后變?yōu)殁Q核，衰變后，粒子和釷核都在勻強(qiáng)磁場中做勻速圓周運(yùn)動，則以下判斷正確的是( )

A. 1是粒子的徑跡，2是釷核的徑跡

B. 1是釷核的徑跡，2是粒子的徑跡

C. 3是粒子的徑跡，4是釷核的徑跡

D. 3是釷核的徑跡，4是粒子的徑跡

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，在光滑的水平面上方，有兩個(gè)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B，方向相反的水平勻強(qiáng)磁場，PQ為兩個(gè)磁場的理想邊界，磁場范圍足夠大。一個(gè)邊長為a、質(zhì)量為m、電阻為R的單匝正方形金屬線框，以速度v垂直磁場方向從如圖實(shí)線位置Ⅰ開始向右運(yùn)動，當(dāng)線框運(yùn)動到分別有一半面積在兩個(gè)磁場中的位置Ⅱ時(shí)，線框的速度為。則下列說法正確的是（ ）

A. 在位置Ⅱ時(shí)線框中的電功率為

B. 此過程中回路產(chǎn)生的電能為mv2

C. 在位置Ⅱ時(shí)線框的加速度為

D. 此過程中通過導(dǎo)線橫截面的電荷量為

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】下列說法正確的是（ ）

A. 愛因斯坦在光的粒子性的基礎(chǔ)上，建立了光電效應(yīng)方程

B. 康普頓效應(yīng)表明光子只具有能量，不具有動量

C. 玻爾的原子理論成功地解釋了氫原子光譜的實(shí)驗(yàn)規(guī)律

D. 盧瑟福根據(jù)α粒子散射實(shí)驗(yàn)提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型

E. 德布羅意指出微觀粒子的動量越大，其對應(yīng)的波長就越長

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】處于第 2 激發(fā)態(tài)的大量氫原子向低能級躍遷輻射多種頻率的光子，已知普朗克常量為 h，氫原子能級公式為 E=，不同軌道半徑為 r n =n2r1，E1為基態(tài)能量，r1為第Ⅰ軌道半徑， n=1，2，3…．則下列說法中錯(cuò)誤的是 （ ）

A. 共產(chǎn)生 3 種頻率的光子

B. 電子由第 2 激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)時(shí)，電勢能減小，動能增加，總能量減小

C. 處于第 2 激發(fā)態(tài)和處于基態(tài)電子做圓周運(yùn)動線速度大小之比為 1:3

D. 產(chǎn)生光子最大波長為λm=

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】圖1是電子束加工工件的示意圖，電子槍產(chǎn)生熱電子后被高壓電源加速，經(jīng)聚焦系統(tǒng)會聚成很細(xì)的電子束，打在工件上產(chǎn)生高壓力和強(qiáng)能量，對工件進(jìn)行加工。圖2是電子加速系統(tǒng)，K是與金屬板M距離很近的燈絲，電源EA給K加熱可以產(chǎn)生初速度不計(jì)的熱電子，N為金屬網(wǎng)，M、N接在輸出電壓恒為U的高壓電源EB上，M、N之間的電場近似為勻強(qiáng)電場。系統(tǒng)放置在真空環(huán)境中，通過控制系統(tǒng)排走工件上的多余電子，保證N與工件之間無電壓。正常工作時(shí)，若單位時(shí)間內(nèi)從K發(fā)出的電子數(shù)為n，經(jīng)M、N之間的電場加速后大多數(shù)電子從金屬網(wǎng)N的小孔射出，少部分電子打到金屬網(wǎng)絲上被吸收，從而形成回路電流，電流表的示數(shù)穩(wěn)定為I．已知電子的質(zhì)量為m、電量大小為e，不計(jì)電子所受的重力和電子之間的相互作用。求：

（1）單位時(shí)間內(nèi)被金屬網(wǎng)N吸收的電子數(shù)n′；若金屬網(wǎng)N吸收電子的動能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，則其發(fā)熱功率P為多少；

（2）電子在聚焦時(shí)運(yùn)動方向改變很小，可認(rèn)為垂直打到工件上時(shí)的速度與從N中射出時(shí)的速度相同，并假設(shè)電子打在工件上被工件全部吸收不反彈。求電子束打到工件表面時(shí)對工件的作用力F大��；并說明為增大這個(gè)作用力，可采取的合理可行的措施（至少說出兩點(diǎn)方法）；

（3）已知MN兩板間的距離為d，設(shè)在兩板之間與M相距x到x+△x的空間內(nèi)（△x足夠�。╇娮訑�(shù)為△N，求與x的關(guān)系式。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖，由U形管和細(xì)管連接的玻璃泡A、B和C浸泡在溫度均為0℃的水槽中，B的容積是A/4倍。閥門S將A和B兩部分隔開.A內(nèi)為真空，B和C內(nèi)都充有氣體.U形管內(nèi)左邊水銀柱比右邊的低50mm.打開閥門S，整個(gè)系統(tǒng)穩(wěn)定后，U形管內(nèi)左右水銀柱高度相等。假設(shè)U形管和細(xì)管中的氣體體積遠(yuǎn)小于玻璃泡的容積。

(i)求玻璃泡C中氣體的壓強(qiáng)(以mmHg為單位)

(ii)將右側(cè)水槽的水從0℃加熱到一定溫度時(shí)，U形管內(nèi)左右水銀柱高度差又為40mm，求加熱后右側(cè)水槽的水溫。

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同步練習(xí)冊答案