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如圖甲，相距為L的光滑平行金屬導軌水平放置，導軌一部分處在垂直導軌平面的勻強磁場中，oo′為磁場邊界，磁感應強度為B0，導軌右側接有定值電阻R，導軌電阻忽略不計。在距oo′為L處垂直導軌放置一質量為m、電阻不計的金屬桿ab。求：

甲                                             乙

（1）若ab桿在恒力作用下由靜止開始向右運動，其速度—位移的關系圖象如下圖乙所示，則在此過程中電阻R上產生的電熱Q1是多少？ab桿在離開磁場前瞬間的加速度為多少？（圖乙中的v1、v2為已知條件）

（2）若ab桿固定在導軌上的初始位置，磁場按Bt=B0cosωt規律由B0減小到零，在此過程中電阻R上產生的電熱為Q2，求ω的大小。

解：（1）ab桿在位移L到3L的過程中，由動能定理

F（3L-L）=m（v22-v12）

ab桿在磁場中發生L過程中，恒力F做的功等于ab桿增加的動能和回路產生的電能

FL=mv12+Q1

解得Q1=

ab桿在離開磁場前瞬間，水平方向上受安培力F安和外力F作用，加速度a，

F安=

a=

解得a=.

（2）當磁場按Bt=B0cosωt規律變化時，閉合回路的磁通量Φ的變化規律為

Φ=B0L2cosωt=B0L2cosωt

該過程中穿過線圈的磁通量，與線圈在磁場中以角速度ω勻速轉動規律相同，因此回路中產生交流電.

電動勢最大值

Em=B0ωL2

磁場由B0減小到零，相當于線圈轉過90°，經歷四分之一周期，過程中產生的電熱

Q2=

T=

解得ω=.

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

【選做題】A．（1）若一氣泡從湖底上升到湖面的過程中溫度保持不變，則在此過程中關于氣泡中的氣體，
下列說法正確的是
 
．（填寫選項前的字母）
（A）氣體分子間的作用力增大          （B）氣體分子的平均速率增大
（C）氣體分子的平均動能減小          （D）氣體組成的系統地熵增加
（2）若將氣泡內的氣體視為理想氣體，氣泡從湖底上升到湖面的過程中，對外界做了0.6J的功，則此過程中的氣泡
 
（填“吸收”或“放出”）的熱量是
 
J．氣泡到達湖面后，溫度上升的過程中，又對外界做了0.1J的功，同時吸收了0.3J的熱量，則此過程中，氣泡內氣體內能增加了
 
J
（3）已知氣泡內氣體的密度為1.29kg/m3，平均摩爾質量為0.29kg/mol．阿伏加德羅常數NA=6.02×1023mol-1，取氣體分子的平均直徑為2×10-10m，若氣泡內的氣體能完全變為液體，請估算液體體積與原來氣體體積的比值．（結果保留以為有效數字）
B．（1）如圖甲所示，強強乘電梯速度為0.9c（c為光速）的宇宙飛船追趕正前方的壯壯，壯壯的飛行速度為0.5c，強強向壯壯發出一束光進行聯絡，則壯壯觀測到該光束的傳播速度為
 
．（填寫選項前的字母）
（A）0.4c           （B）0.5c
（C）0.9c             （D）1.0c
（2）在t=0時刻，質點A開始做簡諧運動，其振動圖象如圖乙所示．質點A振動的周期是
 
s；t=8s時，質點A的運動沿y軸的
 
方向（填“正”或“負”）；質點B在波動的傳播方向上與A相距16m，已知波的傳播速度為2m/s，在t=9s時，質點B偏離平衡位置的位移是
 
cm
（3）圖丙是北京奧運會期間安置在游泳池底部的照相機拍攝的一張照片，照相機的鏡頭豎直向上．照片中，水利方運動館的景象呈限在半徑r=11cm的圓型范圍內，水面上的運動員手到腳的長度l=10cm，若已知水的折射率為n=
43
，請根據運動員的實際身高估算該游泳池的水深h，（結果保留兩位有效數字）
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C．在β衰變中常伴有一種稱為“中微子”的粒子放出．中微子的性質十分特別，因此在實驗中很難探測．1953年，萊尼斯和柯文建造了一個由大水槽和探測器組成的實驗系統，利用中微子與水中11H的核反應，間接地證實了中微子的存在．
（1）中微子與水中的11H發生核反應，產生中子（01n）和正電子（+10e），即中微子+11H→01n++10e可以判定，中微子的質量數和電荷數分別是
 
．（填寫選項前的字母）
（A）0和0             （B）0和1        （C）1和 0       （D）1和1
（2）上述核反應產生的正電子與水中的電子相遇，與電子形成幾乎靜止的整體后，可以轉變為兩個光子（γ），即+10e+-10e→2γ
已知正電子和電子的質量都為9.1×10-31㎏，反應中產生的每個光子的能量約為
 
J．正電子與電子相遇不可能只轉變為一個光子，原因是
 
．
（3）試通過分析比較，具有相同動能的中子和電子的物質波波長的大�。�

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科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

A．（1）為了將空氣裝入氣瓶內，現將一定質量的空氣等溫壓縮，空氣可視為理想氣體．下列圖象能正確表示該過程中空氣的壓強p和體積V關系的是
 
．精英家教網
（2）在將空氣壓縮裝入氣瓶的過程中，溫度保持不變，外界做了24kJ的功．現潛水員背著該氣瓶緩慢地潛入海底，若在此過程中，瓶中空氣的質量保持不變，且放出了5kJ的熱量．在上述兩個過程中，空氣的內能共減小
 
kJ，空氣
 
（選填“吸收”或“放出”）的總能量為
 
kJ．
（3）已知潛水員在岸上和海底吸入空氣的密度分別為1.3kg/m3和2.1kg/m3，空氣的摩爾質量為0.029kg/mol，阿伏加德羅常數NA=6.02×1023mol-1．若潛水員呼吸一次吸入2L空氣，試估算潛水員在海底比在岸上每呼吸一次多吸入空氣的分子數．（結果保留一位有效數字）
B．（1）激光具有相干性好，平行度好、亮度高等特點，在科學技術和日常生活中應用廣泛．下面關于激光的敘述正確的是
 
．
A．激光是縱波
B．頻率相同的激光在不同介質中的波長相同
C．兩束頻率不同的激光能產生干涉現象
D．利用激光平行度好的特點可以測量月球到地球的距離
（2）如圖甲所示，在楊氏雙縫干涉實驗中，激光的波長為5.30×10-7m，屏上P點距雙縫S1和S2的路程差為7.95×10-7m，則在這里出現的應是
 
（選填“明條紋”或“暗條紋”）．現改用波長為6.30×10-7m的激光進行上述實驗，保持其他條件不變，則屏上的條紋間距將
 
（選填“變寬”、“變窄”或“不變”）．
（3）如圖乙所示，一束激光從O點由空氣射入厚度均勻的介質，經下表面反射后，從上面的A點射出．已知入射角為i，A與O 相距l，介質的折射率為n，試求介質的厚度d．精英家教網
C．（1）研究光電效應電路如圖所示．用頻率相同、強度不同的光分別照射密封真空管的鈉極板（陰極K），鈉極板發射出的光電子被陽極A吸收，在電路中形成光電流．下列光電流I與A、K之間的電壓UAK的關系圖象中，正確的是
 
．精英家教網
（2）鈉金屬中的電子吸收光子的能量，從金屬表面逸出，這就是光電子．光電子從金屬表面逸出的過程中，其動量的大小
 
（選填“增大”、“減小”或“不變”），原因是
 
．
（3）已知氫原子處在第一、第二激發態的能級分別為-3.40eV和-1.51eV，金屬鈉的截止頻率為5.53×1014Hz，普朗克常量h=6.63×10-34J?s．請通過計算判斷，氫原子從第二激發態躍遷到第一激發態過程中發出的光照射金屬鈉板，能否發生光電效應．

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科目：高中物理 來源： 題型：

（2011?江蘇模擬）像打點計時器一樣，光電計時器也是一種研究物體運動情況的常見計時儀器，每個光電門都由光發射和接收裝置組成．當有物體從光電門中間通過時，與之相連的計時器就可以顯示物體的擋光時間．如圖甲所示，圖甲中NM是水平桌面、PM是一端帶有滑輪的長木板，1、2是固定在木板上相距為l的兩個光電門（與之連接的計時器沒有畫出）．滑塊A上固定著用于擋光的窄片K，讓滑塊A在重物B的牽引下從木板的頂端滑下，計時器分別顯示窄片K通過光電門1和光電門2的擋光時間分別為t1=2.50×10-2s、t2=1.25×10-2s；
（1）用游標卡尺測量窄片K的寬度（如圖乙）d=
5.15×10-3
5.15×10-3
m（已知l＞＞d）；
（2）用米尺測量兩光電門的間距為l=20cm，則滑塊的加速度a=
0.32
0.32
m/s2（保留兩位有效數字）；
（3）利用該裝置還可以完成的實驗有：
ACE
ACE

A．驗證牛頓第二定律
B．驗證A、B組成的系統機械能守恒
C．測定滑塊與木板之間的動摩擦因數
D．只有木板光滑，才可以驗證牛頓第二定律
E．只有木板光滑，才可以驗證A、B組成的系統機械守恒定律．

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科目：高中物理 來源：江蘇模擬 題型：問答題

像打點計時器一樣，光電計時器也是一種研究物體運動情況的常見計時儀器，每個光電門都由光發射和接收裝置組成．當有物體從光電門中間通過時，與之相連的計時器就可以顯示物體的擋光時間．如圖甲所示，圖甲中NM是水平桌面、PM是一端帶有滑輪的長木板，1、2是固定在木板上相距為l的兩個光電門（與之連接的計時器沒有畫出）．滑塊A上固定著用于擋光的窄片K，讓滑塊A在重物B的牽引下從木板的頂端滑下，計時器分別顯示窄片K通過光電門1和光電門2的擋光時間分別為t1=2.50×10-2s、t2=1.25×10-2s；
（1）用游標卡尺測量窄片K的寬度（如圖乙）d=______m（已知l＞＞d）；
（2）用米尺測量兩光電門的間距為l=20cm，則滑塊的加速度a=______m/s2（保留兩位有效數字）；
（3）利用該裝置還可以完成的實驗有：______
A．驗證牛頓第二定律
B．驗證A、B組成的系統機械能守恒
C．測定滑塊與木板之間的動摩擦因數
D．只有木板光滑，才可以驗證牛頓第二定律
E．只有木板光滑，才可以驗證A、B組成的系統機械守恒定律．
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科目：高中物理 來源：2011年江蘇省高考物理模擬試卷（三）（解析版） 題型：解答題

像打點計時器一樣，光電計時器也是一種研究物體運動情況的常見計時儀器，每個光電門都由光發射和接收裝置組成．當有物體從光電門中間通過時，與之相連的計時器就可以顯示物體的擋光時間．如圖甲所示，圖甲中NM是水平桌面、PM是一端帶有滑輪的長木板，1、2是固定在木板上相距為l的兩個光電門（與之連接的計時器沒有畫出）．滑塊A上固定著用于擋光的窄片K，讓滑塊A在重物B的牽引下從木板的頂端滑下，計時器分別顯示窄片K通過光電門1和光電門2的擋光時間分別為t1=2.50×10-2s、t2=1.25×10-2s；
（1）用游標卡尺測量窄片K的寬度（如圖乙）d=______m（已知l＞＞d）；
（2）用米尺測量兩光電門的間距為l=20cm，則滑塊的加速度a=______m/s2（保留兩位有效數字）；
（3）利用該裝置還可以完成的實驗有：______
A．驗證牛頓第二定律
B．驗證A、B組成的系統機械能守恒
C．測定滑塊與木板之間的動摩擦因數
D．只有木板光滑，才可以驗證牛頓第二定律
E．只有木板光滑，才可以驗證A、B組成的系統機械守恒定律．

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