【題目】如圖，豎直平面內(nèi)放著兩根間距L = 1m、電阻不計(jì)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(yīng)強(qiáng)度B0= 1T的有界勻強(qiáng)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(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)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(dòng)機(jī)拉著金屬棒豎直向上運(yùn)動(dòng)，當(dāng)金屬棒達(dá)最大速度時(shí)，在與Q等高并靠近M板的P點(diǎn)靜止釋放一個(gè)比荷的正離子，經(jīng)電場加速后，以v =200m/s的速度從Q點(diǎn)垂直于N板邊界射入右側(cè)區(qū)域。不計(jì)離子重力，忽略電流產(chǎn)生的磁場，取g=。求：

（1）金屬棒達(dá)最大速度時(shí)，電阻R兩端電壓U；

（2）電動(dòng)機(jī)的輸出功率P；

（3）離子從Q點(diǎn)進(jìn)入右側(cè)磁場后恰好不會(huì)回到N板，Q點(diǎn)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(yùn)動(dòng)到Q，由動(dòng)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(yīng)電動(dòng)勢⑦

功率⑧

聯(lián)立②-⑧式解得：電動(dòng)機(jī)功率⑨

(3)如圖所示，設(shè)離子恰好不會(huì)回到N板時(shí)，對(duì)應(yīng)的離子在上、下區(qū)域的運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)半徑為11

在磁場中，由12

解得運(yùn)動(dòng)半徑為13

由幾何關(guān)系得14

15

解 ⑩--15得:16

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】如圖，在繞地運(yùn)行的天宮一號(hào)實(shí)驗(yàn)艙中，宇航員王亞平將支架固定在桌面上，擺軸末端用細(xì)繩連接一小球．拉直細(xì)繩并給小球一個(gè)垂直細(xì)繩的初速度，它沿bdac做圓周運(yùn)動(dòng)．在a、b、c、d四點(diǎn)時(shí)（d、c兩點(diǎn)與圓心等高），設(shè)在天宮一號(hào)實(shí)驗(yàn)艙中測量小球動(dòng)能分別為、、、，細(xì)繩拉力大小分別為、、、，阻力不計(jì)，則（ ）

A.

B. 若在c點(diǎn)繩子突然斷裂，王亞平看到小球做豎直上拋運(yùn)動(dòng)

C.

D. 若在b點(diǎn)繩子突然斷裂，王亞平看到小球做平拋運(yùn)動(dòng)

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，一輕質(zhì)彈簧，兩端連著物體A和B放在光滑水平面上，靜止放在光滑水平面上，如果物體A被水平速度為的子彈射中并嵌在物體A中(時(shí)間極短)，已知物體B的質(zhì)量為m，已知物體A的質(zhì)量為物體B的質(zhì)量的，子彈的質(zhì)量是物體B質(zhì)量的，彈簧被壓縮到最短時(shí)物體B的速度及彈簧的彈性勢能為（ ）

A. ， B. ， C. ， D. ，

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】質(zhì)量為m的汽車在平直路面上啟動(dòng)，啟動(dòng)過程的速度圖象如圖所示，從t1時(shí)刻起汽車的功率保持不變，整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中汽車所受阻力恒為Ff，則（ ）

A. 0～t1時(shí)間內(nèi)，汽車的牽引力等于

B. t1～t2時(shí)間內(nèi)，汽車的功率等于

C. 汽車運(yùn)動(dòng)的最大速度等于

D. t1～t2時(shí)間內(nèi)，汽車的平均速度小于

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】氣體溫度計(jì)結(jié)構(gòu)如圖所示。玻璃測溫泡A內(nèi)充有理想氣體,通過細(xì)玻璃管B和水銀壓強(qiáng)計(jì)相連。開始時(shí)A處于冰水混合物中,左管C中水銀面在O點(diǎn)處,右管D中水銀面高出O點(diǎn)h1=14cm,后將A放入待測恒溫槽中,上下移動(dòng)D,使C中水銀面仍在O點(diǎn)處,測得D中水銀面高出O點(diǎn)h2=44cm。(已知外界大氣壓為標(biāo)準(zhǔn)大氣壓,標(biāo)準(zhǔn)大氣壓相當(dāng)于76cm高水銀柱產(chǎn)生的壓強(qiáng))

(1)求恒溫槽的溫度______________。

(2)此過程A內(nèi)氣體內(nèi)能______________(選填“增大”或“減小”),氣體不對(duì)外做功,氣體將________________(選填“吸熱”或“放熱”)。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】攝影組在某大樓邊拍攝武打片，要求特技演員從地面飛到屋頂，如圖所示。若特技演員的質(zhì)量m=50 kg，人和車均視為質(zhì)點(diǎn)，g=10 m/s2，導(dǎo)演從某房頂離地H=8 m處架設(shè)了輪軸，輪和軸的直徑之比為2:1。若軌道車從圖中A前進(jìn)s=6 m到B處時(shí)速度為v=5 m/s，（以地面為零勢能面）。則小車從A到B運(yùn)動(dòng)的過程中，對(duì)于繞在輪上的細(xì)鋼絲拉動(dòng)的特技演員

A. 上升的高度為6 m

B. 在最高點(diǎn)具有豎直向上的速度6 m/s

C. 在最高點(diǎn)具有的動(dòng)能與重力勢能的總和為2900 J

D. 鋼絲在這一過程中對(duì)演員做的功為1900 J

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，固定斜面的傾角θ=30°，物體A與斜面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，輕彈簧下端固定在斜面底端，彈簧處于原長時(shí)上端位于C點(diǎn)．用一根不可伸長的輕繩通過輕質(zhì)光滑的定滑輪連接物體A和B，滑輪右側(cè)繩子與斜面平行，A的質(zhì)量為2m，B的質(zhì)量為m，初始時(shí)物體A到C點(diǎn)的距離為L．現(xiàn)給A、B一初速度v0（）使A開始沿斜面向下運(yùn)動(dòng)，B向上運(yùn)動(dòng)，物體A將彈簧壓縮到最短后又恰好能彈到C點(diǎn)．已知重力加速度為g，不計(jì)空氣阻力，整個(gè)過程中，輕繩始終處于伸直狀態(tài)，求：

（1）物體A向下運(yùn)動(dòng)剛到C點(diǎn)時(shí)的速度；

（2）彈簧的最大壓縮量；

（3）彈簧中的最大彈性勢能．

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，一個(gè)足夠大的容器中盛滿了某種透明液體，MN為該液體與空氣的水平分界面,其上有一以A點(diǎn)為圓心、d＝m為半徑的圓形不透光薄片。已知分界面上A點(diǎn)正下方h＝3 m深處有一點(diǎn)光源O，該點(diǎn)光源發(fā)出的光線經(jīng)不透光薄片的邊緣B點(diǎn)處射入空氣時(shí)，其折射光線與反射光線恰好垂直。

①求該透明液體對(duì)該光的折射率n

②若在點(diǎn)光源O正下方也為h＝3 m的P處水平放置一足夠大的平面鏡，試計(jì)算點(diǎn)光源O在分界面MN上照亮區(qū)域的面積（取π＝3．14）

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】意大利著名物理學(xué)家________開創(chuàng)了科學(xué)實(shí)驗(yàn)之先河，奠定了現(xiàn)代物理學(xué)的基礎(chǔ)。他在研究自由落體運(yùn)動(dòng)時(shí)做了上百次的銅球沿斜面運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)，下圖是實(shí)驗(yàn)示意圖。他設(shè)想：若斜面的傾角越接近90°，則小球從靜止開始沿斜面滾下的運(yùn)動(dòng)就越接近自由落體運(yùn)動(dòng)，若發(fā)現(xiàn)斜面上的小球都做________________________運(yùn)動(dòng)，則由此可以外推出自由落體運(yùn)動(dòng)也是________________________運(yùn)動(dòng)。最終的實(shí)驗(yàn)很好地證明了他的設(shè)想是正確的。

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