【題目】如圖，豎直平面內(nèi)放著兩根間距L = 1m、電阻不計的足夠長平行金屬板M、N，兩板間接一阻值R= 2Ω的電阻，N板上有一小孔Q，在金屬板M、N及CD上方有垂直紙面向里的磁感應強度B0= 1T的有界勻強磁場，N板右側(cè)區(qū)域KL上、下部分分別充滿方向垂直紙面向外和向里的勻強磁場，磁感應強度大小分別為B1=3T和B2=2T。有一質(zhì)量M = 0.2kg、電阻r =1Ω的金屬棒搭在MN之間并與MN良好接觸，用輸出功率恒定的電動機拉著金屬棒豎直向上運動，當金屬棒達最大速度時，在與Q等高并靠近M板的P點靜止釋放一個比荷的正離子，經(jīng)電場加速后，以v =200m/s的速度從Q點垂直于N板邊界射入右側(cè)區(qū)域。不計離子重力，忽略電流產(chǎn)生的磁場，取g=。求：

（1）金屬棒達最大速度時，電阻R兩端電壓U；

（2）電動機的輸出功率P；

（3）離子從Q點進入右側(cè)磁場后恰好不會回到N板，Q點距分界線高h等于多少。

【答案】（1）2V（2）9W（3）

【解析】試題分析：（1）離子從P運動到Q，由動能定理：①

解得R兩端電壓②

（2）電路的電流③

安培力④

受力平衡⑤

由閉合電路歐姆定律⑥

感應電動勢⑦

功率⑧

聯(lián)立②-⑧式解得：電動機功率⑨

(3)如圖所示，設離子恰好不會回到N板時，對應的離子在上、下區(qū)域的運動半徑分別為和,圓心的連線與N板的夾角為φ。

在磁場中，由⑩

解得運動半徑為11

在磁場中，由12

解得運動半徑為13

由幾何關系得14

15

解 ⑩--15得:16

練習冊系列答案
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【題目】如圖所示，一條紅色光線和另一條紫色光線，以不同的角度同時沿不同的半徑方向射入同一塊橫截面為半圓形的玻璃柱體，其透射光線都是由圓心O點沿OC方向射出。則可知(　 )

A. 擋住BO光線，OC光線是紅光

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A. A、B、C、D四個點的電勢相同

B. A1、B1、C1、D1四個點的電場強度相同

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【題目】如圖所示，用長為L的輕桿連著質(zhì)量為m的小球在豎直平面內(nèi)做圓周運動，則下列說法中正確的是 ( )

A. 小球在圓周最高點時所受的向心力一定為重力

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D. 小球過最低點輕桿對小球的拉力可能等于小球的重力

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【題目】如圖所示，一寬40cm的勻強磁場區(qū)域，磁場方向垂直紙面向里．一邊長為20cm的正方形導線框位于紙面內(nèi)，以垂直于磁場邊界的恒定速度v=20cm/s通過磁場區(qū)域．在運動過程中，線框有一邊始終與磁場區(qū)域的邊界平行，取它剛進入磁場的時刻t=0，在下圖所示的圖線中，能正確反映感應電流隨時間變化規(guī)律的是（ ）

A. B.

C. D.

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【題目】關于光電效應的規(guī)律，下列說法中正確的是(　　)

A. 只要入射光的波長小于該金屬的極限波長，光電效應就能產(chǎn)生

B. 光電子的最大初動能跟入射光強度成正比

C. 發(fā)生光電效應的反應時間一般都大于10－7s

D. 發(fā)生光電效應時，單位時間內(nèi)從金屬內(nèi)逸出的光電子數(shù)目與入射光頻率成正比

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【題目】如圖所示，在半徑為r=10cm的輪軸上懸掛一個質(zhì)量為M=3kg的水桶，軸上分布著6根手柄，柄端有6個質(zhì)量為m=0.5kg的金屬小球。球離軸心的距離為L=50cm，輪軸、繩及手柄的質(zhì)量以及摩擦均不計。開始時水桶在離地面某高度處，釋放后水桶帶動整個裝置轉(zhuǎn)動，當轉(zhuǎn)動n（未知量）周時，測得金屬小球的線速度v1=5m/s，此時水桶還未到達地面，g=10m/s2，求：

（1）轉(zhuǎn)動n周時，水桶重力做功的功率P；

（2）n的數(shù)值。

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A. c、d兩點的電場強度相同

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