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【题目】如图,ABCD两根足够长的平行光滑金属导轨,构成的斜面与水平面成,两导轨间距L=0.5m,导轨的电阻可忽略。AC两点间接有阻值为的电阻。一根质量m=0.5kg、电阻r=0.1Ω的均匀直金属杆MN放在两导轨上,与导轨垂直且接触良好。整套装置处于磁感应强度B=1T,方向垂直斜面向下的匀强磁场中。自图示位置起,杆MN受到方向平行导轨沿斜面向下的拉力作用,由静止开始运动,测得通过电阻的电流随时间均匀增大。(10m/s2 cos37°0.8

1)判断金属杆MN在匀强磁场中做何种运动,并请写出推理过程;

2)若杆MN受到的力F=0.5v+1(式中为杆MN运动的速度,力的单位为N),求电阻的阻值;

3)在(2)条件下,金属杆MN自静止开始下滑m的过程需要的时间和时间内通过电阻的电量。

【答案】(1) 金属杆做匀加速运动(或金属杆做初速为零的匀加速运动)。通过R的电流,因通过R的电流I随时间均匀增大,即杆的速度随时间均匀增大,杆的加速度为恒量,故金属杆做匀加速运动。 (2) 0.4 Ω (3)

【解析】试题分析:通过R的电流因通过R的电流随时间均匀增大,即杆的速度随时间均匀增大,杆的加速度为恒量,故金属杆做匀加速运动;根据根据闭合电路欧姆定律和牛顿第二定律即可求出电阻;根据运动学公式求出时间和速度,再根据求出电量。

1)金属杆做匀加速运动(或金属杆做初速为零的匀加速运动)。

通过R的电流因通过R的电流I随时间均匀增大,即杆的速度随时间均匀增大,杆的加速度为恒量,故金属杆做匀加速运动。

2)对回路,根据闭合电路欧姆定律

对杆,根据牛顿第二定律有:

F=0.5v+1代入得:

av无关(取刚开始运动时刻,v=0),所以解得:a=8m/s2

解得R=0.4 Ω

3)由得,所需时间

因杆做初速度为零的匀加速运动,有vt = at=4m/s

通过R的电流I随时间从零开始均匀增大

所以

代入数据得 q1C

练习册系列答案
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【题目】如图所示,P、Q处固定有等量的同种正电荷,OP、Q连线的中点,在P、Q连线的垂直平分线上,一个带电粒子在A点由静止释放,结果粒子在A、B、C三点的加速度大小相等,且A、C关于P、Q连线对称,不计粒子受到的重力,则下列说法正确的是

A. 粒子在C点的速度大小为零

B. 带电粒子在O点的速度最大

C. 带电粒子在O点的加速度为零

D. 带电粒子从A点运动到B点的过程中,加速度先减小后增大

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【题目】如图甲所示,静止在水平面上的等边三角形金属闭合线框,匝数n=10,总电阻,边长L=0.3m,处在两个半径均为r=0.1m的圆形匀强磁场中,线框顶点与右侧圆心重合,线框底边与左侧圆直径重合,磁感应强度垂直水平面向外, 垂直水平面向里, 随时间t的变化如图乙所示,线框一直处于静止状态,计算过程中近似取。下列说法正确的是(

A. t=0时刻穿过线框的磁通量为0.5Wb

B. t=0.2s时刻线框中感应电动势为1.5V

C. 内通过线框横截面的电荷量为0.18C

D. 线框具有向左的运动趋势

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【题目】如图,间距为L的两平行金属导轨与阻值为R的定值电阻相连,导轨足够长且电阻不计,导轨所在平面与水平面成θ角。整个装置处于磁感应强度大小为B方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场中。导轨上质量为m、电阻为r的金属杆CD,在沿导轨平面向上的外力作用下,由静止开始沿导轨向上做加速度为a的匀加速直线运动,杆与导轨间的动摩擦因数为μ。设刚开始运动时t=0,求:

1)外力随时间t的变化关系;

2t=t1时,电阻R上消耗的功率;

30 - t1时间内,通过电阻R的电量;

4)若t1末撤销外力,请分析说明导体棒CD的运动情况。

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【题目】在玻尔的原子结构理论中氢原子由高能态向低能态跃迁时能发出一系列不同频率的光波长可以用巴耳末一里德伯公式 来计算式中为波长,R为里德伯常量,nk分别表示氢原子跃迁前和跃迁后所处状态的量子数对于每一个 。其中赖曼系谐线是电子由的轨道跃迁到的轨道时向外辐射光子形成的巴耳末系谱线是电子由 的轨道跃迁到的轨道时向外辐射光子形成的。

(1)如图所示的装置中K为一金属板A为金属电极都密封在真空的玻璃管中S为石英片封盖的窗口单色光可通过石英片射到金属板K上。实验中当滑动变阻器的滑片位于最左端用某种频率的单色光照射K电流计G指针发生偏转向右滑动滑片AK的电势低到某一值 (遏止电压)电流计C指针恰好指向零现用氢原子发出的光照射某种金属进行光电效应实验。若用赖曼系中波长最长的光照射时,遏止电压的大小为若用巴耳末系中的光照射金属时,遏止电压的大小为金属表面层内存在一种力阻碍电子的逃逸。电子要从金属中挣脱出来必须克服这种阻碍做功。使电子脱离某种金属所做功的最小值,叫做这种金属的出功。已知电子电荷量的大小为e真空中的光速为c,里德伯常量为R。试求

a赖曼系中波长最长的光对应的频率

b普朗克常量h和该金属的逸出功

(2)光子除了有能量还有动量动量的表达式为 (h为普朗克常量)

a请你推导光子动量的表达式

b.处于n=2激发态的某氢原子以速度运动当它向的基态跃迁时沿与相反的方向辐射一个光子。辐射光子前后可认为氢原子的质量为M不变。求辐射光子后氢原子的速度 (hRM表示)

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【题目】如图所示,两个大小不计质量均为m的物体AB放置在水平地面上,一根长为L不可伸长的轻绳两端分别系在两物体上,绳恰好伸直且无拉力,在绳的中点施加一个竖直向上的拉力F,使两物体慢慢靠近,直至两物体接触,已知两物体与水平地面间的动摩擦因素均为,则在两物体靠近的过程中下列说法正确的是

A. 拉力F一直增大

B. 物体A所受的摩擦力不变

C. 地面对A物体的支持力先减小后增大

D. 当两物体间的距离为时,绳上的拉力最小

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