17．在某次發(fā)射科學(xué)家實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星“雙星”中，放置了一種磁強(qiáng)計(jì)，用于測(cè)定地磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度．磁強(qiáng)計(jì)的原理如圖所示（背面），電路中有一段金屬導(dǎo)體，它的橫截面是寬為a、高為b的長(zhǎng)方形，磁感應(yīng)強(qiáng)度垂直于上下兩工作面沿y軸正方向，導(dǎo)體中通有沿x軸正方向、大小為I的電流．已知金屬導(dǎo)體單位體積中的自由電子數(shù)為n，電子電荷量為e，金屬導(dǎo)電過程中，自由電子做定向移動(dòng)可視為勻速運(yùn)動(dòng)，測(cè)出金屬導(dǎo)體前后兩個(gè)側(cè)面間的電勢(shì)差為U．則下列說法正確的是（　　）
A．電流方向沿x軸正方向，正電荷受力方向指向前側(cè)面，因此前側(cè)面電勢(shì)較高
B．單位體積內(nèi)的電荷數(shù)越多，前后兩側(cè)面間的電勢(shì)差就越大
C．磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B=$\frac{nebU}{I}$
D．若用該磁強(qiáng)計(jì)測(cè)量地球郝道處的地磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度，該裝置上下兩工作面應(yīng)保持水平

分析 電子定向移動(dòng)形成電流，根據(jù)電流的方向得出電子定向移動(dòng)的方向，根據(jù)左手定則，判斷出電子的偏轉(zhuǎn)方向，在前后兩側(cè)面間形成電勢(shì)差，最終電子在電場(chǎng)力和洛倫茲力的作用下平衡，根據(jù)平衡求出磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小．

解答 解：A、金屬導(dǎo)體中有自由電子．當(dāng)電流形成時(shí)，金屬導(dǎo)體內(nèi)的自由電子逆著電流的方向做定向移動(dòng)．在磁場(chǎng)中受到洛倫茲力作用的是自由電子．由左手定則可知，自由電子受到的洛倫茲力沿z軸正方向，自由電子向前側(cè)面偏轉(zhuǎn)，故后側(cè)面電勢(shì)較高，故A錯(cuò)誤；
B、依據(jù)電場(chǎng)力等于洛倫茲力，即e$\frac{U}{a}$=eBv，從而得出前后兩側(cè)面間的電勢(shì)差U=Bav，與單位體積內(nèi)的電荷數(shù)多少無關(guān)，故B錯(cuò)誤；
C、設(shè)自由電子勻速運(yùn)動(dòng)的速度為v，則由電流的微觀表達(dá)式有I=neabv，金屬導(dǎo)體前后兩個(gè)側(cè)面間的電場(chǎng)強(qiáng)度E=$\frac{U}{a}$，達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，自由電子所受洛倫茲力與電場(chǎng)力平衡，則有：evB=eE，
解得磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為：B=$\frac{nebU}{I}$，故C正確；
D、赤道附近的磁場(chǎng)的方向?yàn)樗椒较颍杂没魻栐䴗y(cè)量赤道附近地磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度時(shí)，工作面應(yīng)處于豎直位置，故D錯(cuò)誤．
故選：C．

點(diǎn)評(píng) 解決本題的關(guān)鍵會(huì)利用左手定則判斷洛倫茲力的方向，以及知道穩(wěn)定時(shí)電荷所受的洛倫茲力和電場(chǎng)力平衡．

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：多選題

7．兩列簡(jiǎn)諧橫波的振幅都是10cm，傳播速度大小相同，實(shí)線波的頻率為2Hz，沿x軸正方向傳播；虛線波沿x軸負(fù)方向傳播．某時(shí)刻兩列波在如圖所示區(qū)域相遇，則（　　）
A．平衡位置為x=6m處的質(zhì)點(diǎn)此刻振動(dòng)方向向上
B．實(shí)線波和虛線波的周期之比為3：2
C．再相遇區(qū)域會(huì)發(fā)生干涉現(xiàn)象
D．平衡位置為x=8.5m處的質(zhì)點(diǎn)此刻位移y＞10cm
E．從圖示時(shí)刻起再經(jīng)過0.25s，平衡位置為x=5m處的質(zhì)點(diǎn)的位移y＜0

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

8．簡(jiǎn)諧橫波沿x軸傳播，M、N是x軸上兩質(zhì)點(diǎn)，如圖甲是質(zhì)點(diǎn)N的振動(dòng)圖象．圖乙中實(shí)線是t=3s時(shí)刻的波形圖象，質(zhì)點(diǎn)M位于x=8m處，虛線是再過△t時(shí)間后的波形圖象．圖中兩波峰間距離△x=7.0m．求
①波速大小和方向；
②時(shí)間△t．

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

5．彈簧振子在光滑水平面上做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，在振子向平衡位置運(yùn)動(dòng)的過程中（　　）
A．彈簧振子相對(duì)平衡位置的位移逐漸增大
B．彈簧振子的加速度逐漸增大
C．彈簧振子的速度逐漸增大
D．彈簧振子的勢(shì)能逐漸增大

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

12．如圖所示，質(zhì)量為m的小球A沿高度為h傾角為θ的光滑斜面由靜止滑下，另一質(zhì)量與A相同的小球B自相同高度由靜止落下．下列說法正確的是（　�。�
A．小球運(yùn)動(dòng)到地面的時(shí)間tA＜tB
B．落地前的瞬間A球重力的瞬時(shí)功率大于B球重力的瞬時(shí)功率
C．從釋放至落地瞬間，兩球重力的平均功率相等
D．從釋放至落地瞬間，重力對(duì)兩球做的功相等

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

2．下列敘述正確的是（　　）
A．懸浮在液體中的固體微粒越大，布朗運(yùn)動(dòng)就越不明顯
B．物體的溫度越高，分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能越小
C．當(dāng)分子間的距離增大時(shí)，分子間的引力變大而斥力減小
D．物體的溫度隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)達(dá)可以降低到絕對(duì)零度

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科目：高中物理 來源： 題型：多選題

9．一個(gè)連同裝備總質(zhì)量M=100kg的宇航員，脫離飛船進(jìn)行太空行走后，在與飛船相距d=45m的位置與飛船保持相對(duì)靜止．所帶氧氣筒中還剩有m0=0.5kg氧氣，氧氣除了供他呼吸外，還需向與飛船相反方向噴出一部分氧氣以獲得使他回到飛船反沖速度v′，為此氧氣筒上有可使氧氣以v=50m/s速度噴嘴．按照物理原理：如果一次性噴出氧氣質(zhì)量為m，噴氣速度為v，則其獲得反沖速度v′=$\frac{mv}{M}$，已知耗氧率為R=2.5×10-4kg/s（即每秒鐘呼吸消耗氧氣量）．則為保證他安全返回飛船，一次性噴出氧氣質(zhì)量m可能為（　�。�
A．0.10kgB．0.25kgC．0.35kgD．0.65kg

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

6．物體在一組共點(diǎn)力F1、F2、F3作用下處于平衡狀態(tài)，若撤去F1，該物體的運(yùn)動(dòng)不可能是（　�。�
A．勻加速直線運(yùn)動(dòng)B．勻減速直線運(yùn)動(dòng)C．勻變速曲線運(yùn)動(dòng)D．勻速直線運(yùn)動(dòng)

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科目：高中物理 來源： 題型：多選題

17．如圖甲所示，傾角 300、上側(cè)接有R=1Ω的定值電阻的粗糙導(dǎo)軌（導(dǎo)軌電阻忽略不計(jì)，且ab與導(dǎo)軌上側(cè)相距足夠遠(yuǎn)），處于垂直導(dǎo)軌平面向上、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B=1T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，導(dǎo)軌間距L=1m，一質(zhì)量m=2㎏、阻值r=1Ω的金屬棒，在作用于棒中點(diǎn)、沿斜面且平行于導(dǎo)軌的拉力F作用下，由靜止開始從ab處沿導(dǎo)軌向上加速運(yùn)動(dòng)，棒運(yùn)動(dòng)的速度-位移圖象如圖乙所示（b點(diǎn)為位置坐標(biāo)原點(diǎn)）．若金屬棒與導(dǎo)軌間動(dòng)摩擦因數(shù)μ=$\frac{\sqrt{3}}{3}$，g=10m/s2，則金屬棒從起點(diǎn)b沿導(dǎo)軌向上運(yùn)動(dòng)x=1m的過程中（　　）
A．金屬棒做勻加速直線運(yùn)動(dòng)
B．金屬棒與導(dǎo)軌間因摩擦產(chǎn)生的熱量為10J
C．電阻R產(chǎn)生的焦耳熱為0.25J
D．通過電阻R的感應(yīng)電荷量為1C

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