如圖所示，一對(duì)平行光滑軌道放置在水平面上，兩軌道間距L=0.20m，電阻R=8Ω，有一電阻r=2Ω，質(zhì)量m=1kg的金屬棒ab垂直平放在軌道上，軌道電阻可忽略不計(jì)，整個(gè)裝置處于垂直軌道平面向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=5T，現(xiàn)用一外力F沿軌道方向拉金屬棒，使之做初速為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，加速度a=1m/s2．試求：
（1）2s內(nèi)通過(guò)電阻R的電量Q大��；
（2）外力F與時(shí)間t的關(guān)系；
（3）求當(dāng)t=5s時(shí)電阻R上的電功率PR和F的功率PF的大小，并用能量守恒的觀點(diǎn)說(shuō)明兩者為何不相等？
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（1）t=2s時(shí)，金屬棒通過(guò)的位移為 x=
1
2
at2=2m
回路磁通量的變化量為△Φ=BxL=2Wb
感應(yīng)電流為 I=
BLv
(r+R)

則電量  Q=I△t=
△φ
R+r

代入解得  Q=0.2C
（2）安培力表達(dá)式為FA=BIL=B
BLv
R+r
L=
B2L2at
R+r

代入解得，FA=
B2L2at
(r+R)
=0.1t
根據(jù)牛頓第二定律得  F-FA=ma
則得  F=1+0.1t   
（3）當(dāng)t=5s時(shí)，I=
BLat
(R+r)
=0.5A，
則PR=I2R=2W，
因F=1.5N，v=at=5m/s，則PF=Fv=7.5W．  
外力F的功率轉(zhuǎn)化為用于導(dǎo)體棒動(dòng)能增加的機(jī)械功率和電阻上的發(fā)熱功率，而發(fā)熱功率還包括電阻R上的功率和導(dǎo)體棒電阻r的功率，所以有PR＜PF．  
答：（1）2s內(nèi)通過(guò)電阻R的電量Q大小是0.2C；
（2）外力F與時(shí)間t的關(guān)系是F=1+0.1t；
（3）當(dāng)t=5s時(shí)電阻R上的電功率PR是2W，F(xiàn)的功率PF的大小是7.5W，外力F的功率轉(zhuǎn)化為用于導(dǎo)體棒動(dòng)能增加的機(jī)械功率和電阻上的發(fā)熱功率，而發(fā)熱功率還包括電阻R上的功率和導(dǎo)體棒電阻r的功率，所以有PR＜PF．
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源：成功之路·突破重點(diǎn)線·物理（學(xué)生用書(shū)） 題型：038

如圖1所示．一對(duì)平行光距l＝0.20m，電阻R＝1.0Ω；有一導(dǎo)體桿靜止地放在軌道上，與兩軌道垂直，桿及軌道的電阻皆可忽略不計(jì)，整個(gè)裝置處于磁感強(qiáng)度B＝0.5T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直軌道向下．現(xiàn)在一外力F沿軌道方向拉桿，使之做勻加速運(yùn)動(dòng)，測(cè)得力F與時(shí)間t的關(guān)系如圖2所示．求桿的質(zhì)量m和加速度α．

　

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：閱讀理解

（25分）圖1所示為楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)的示意圖，取紙面為yz平面。y、z軸的方向如圖所示。線光源S通過(guò)z軸，雙縫S1、S2對(duì)稱(chēng)分布在z軸兩側(cè)，它們以及屏P都垂直于紙面。雙縫間的距離為d，光源S到雙縫的距離為l，雙縫到屏的距離為D，，。

　　1.從z軸上的線光源S出發(fā)經(jīng)S1、S2不同路徑到P0點(diǎn)的光程差為零，相干的結(jié)果產(chǎn)生一亮紋，稱(chēng)為零級(jí)亮紋。為了研究有一定寬度的擴(kuò)展光源對(duì)于干涉條紋清晰度的影響，我們先研究位于軸外的線光源S′形成的另一套干涉條紋，S′位于垂直于z軸的方向上且與S平行，兩者相距，則由線光源S′出發(fā)分別經(jīng)S1、S2產(chǎn)生的零級(jí)亮紋，與P0的距離

　　2.當(dāng)光源寬度為的擴(kuò)展光源時(shí)，可將擴(kuò)展光源看作由一系列連續(xù)的、彼此獨(dú)立的、非相干的線光源組成。這樣，各線光源對(duì)應(yīng)的干涉條紋將彼此錯(cuò)開(kāi)，在屏上看到的將是這些干涉條紋的光強(qiáng)相加的結(jié)果，干涉條紋圖像將趨于模糊，條紋的清晰度下降。假設(shè)擴(kuò)展光源各處發(fā)出的光強(qiáng)相同、波長(zhǎng)皆為。當(dāng)增大導(dǎo)致零級(jí)亮紋的亮暗將完全不可分辨，則此時(shí)光源的寬度

　　3.在天文觀測(cè)中，可用上述干涉原理來(lái)測(cè)量星體的微小角直徑。遙遠(yuǎn)星體上每一點(diǎn)發(fā)出的光到達(dá)地球處都可視為平行光，從星體相對(duì)的兩邊緣點(diǎn)發(fā)來(lái)的兩組平行光之間的夾角就是星體的角直徑。遙遠(yuǎn)星體的角直徑很小，為測(cè)量如些微小的角直徑，邁克爾遜設(shè)計(jì)了測(cè)量干涉儀，其裝置簡(jiǎn)化為圖2所示。M1、M2、M3、M4是四個(gè)平面反射鏡，它們兩兩平行，對(duì)稱(chēng)放置，與入射光（a、 a′）方向成45°角。S1和S2是一對(duì)小孔，它們之間的距離是d。M1和M2可以同步對(duì)稱(chēng)調(diào)節(jié)來(lái)改變其中心間的距離h。雙孔屏到觀察屏之間的距離是D。a、 a′和b、 b′分別是從星體上相對(duì)著的兩邊緣點(diǎn)發(fā)來(lái)的平行光束。設(shè)光線a、 a′垂直雙孔屏和像屏，星光的波長(zhǎng)是，試導(dǎo)出星體上角直徑的計(jì)算式。

注：將星體作圓形擴(kuò)展光源處理時(shí)，研究擴(kuò)展光源的線度對(duì)于干涉條紋圖像清晰度的影響會(huì)遇到數(shù)學(xué)困難，為簡(jiǎn)化討論，本題擬將擴(kuò)展光源作寬度為的矩形光源處理。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：閱讀理解

選做題(請(qǐng)從A、B和C三小題中選定兩小題作答，如都作答，則按A、B兩小題評(píng)分．)

A．(選修模塊3-3)

（1）下列說(shuō)法正確的是                                            （       ）

A．熵是物體內(nèi)分子運(yùn)動(dòng)無(wú)序程度的量度

B．由氫氣的摩爾體積和每個(gè)氫分子的體積可估算出阿伏加德羅常數(shù)

C．滿(mǎn)足能量守恒定律的客觀過(guò)程都不是可以自發(fā)進(jìn)行的

D．液體表面層的分子比液體內(nèi)部的分子有更大的分子勢(shì)能

（2） 一定質(zhì)量的理想氣體由狀態(tài)A經(jīng)狀態(tài)B變化到狀態(tài)C的p-V圖象如圖所示．在由狀態(tài)A變化到狀態(tài)B的過(guò)程中，理想氣體的溫度          （填“升高”、“降低”或“不變”）．在由狀態(tài)A變化到狀態(tài)C的過(guò)程中，理想氣體吸收的熱量       它對(duì)外界做的功（填“大于”、“小于”或“等于”）．

（3）已知阿伏加德羅常數(shù)為6.0×1023mol-1，在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)（壓強(qiáng)p0=1atm、溫度t0=0℃）下任何氣體的摩爾體積都為22.4l，設(shè)第（2）問(wèn)中理想氣體在狀態(tài)A下的溫度為0℃，求該氣體的分子數(shù)．（計(jì)算結(jié)果取兩位有效數(shù)字）

B．(選修模塊3-4)

（1）以下說(shuō)法中正確的是                                           (      )

A．拍攝玻璃櫥窗內(nèi)的物品時(shí)，往往在鏡頭前加一個(gè)偏振片以增加透射光的強(qiáng)度

B．全息照片往往用激光來(lái)拍攝，主要是利用了激光的相干性

C．根據(jù)宇宙大爆炸學(xué)說(shuō)，遙遠(yuǎn)星球發(fā)出的紅光被地球接收到時(shí)可能是紅外線

D．超聲波可以在真空中傳播

（2）平行光a垂直射向一半徑為R的玻璃半球的平面，其截面如圖所示，發(fā)現(xiàn)只有P、Q之間所對(duì)圓心角為60°的球面上有光射出，則玻璃球?qū)光的折射率為         ，若僅將a平行光換成b平行光，測(cè)得有光射出的范圍增大，設(shè)a、b兩種色光在玻璃球中的速度分別為va和vb，則va        vb（選填“>”、“<”或“=”）．

（3）在均勻介質(zhì)中選取平衡位置在同一直線上的9個(gè)質(zhì)點(diǎn)，相鄰兩質(zhì)點(diǎn)間的距離均為0.1m，如圖(a)所示．一列橫波沿該直線向右傳播，t=0時(shí)到達(dá)質(zhì)點(diǎn)1，質(zhì)點(diǎn)1開(kāi)始向下運(yùn)動(dòng)，振幅為0.2m，經(jīng)過(guò)時(shí)間0.3s第一次出現(xiàn)如圖（b）所示的波形．試寫(xiě)出質(zhì)點(diǎn)1的振動(dòng)方程．

C．(選修模塊3-5)

（1）下列說(shuō)法正確的有                                               （    ）

A．盧瑟福的α粒子散射實(shí)驗(yàn)可以估測(cè)原子核的大小

B．氫原子輻射出一個(gè)光子后，氫原子的電勢(shì)能增大，核外電子的運(yùn)動(dòng)加速度增大

C．物質(zhì)波是一種概率波，在微觀物理學(xué)中不可以用“軌跡”來(lái)描述粒子的運(yùn)動(dòng)

D．若氫原子從 n = 6 能級(jí)向 n = 1 能級(jí)躍遷時(shí)輻射出的光不能使某金屬發(fā)生光電效應(yīng)，則氫原子從 n = 6 能級(jí)向 n = 2 能級(jí)躍遷時(shí)輻射出的光能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)

（2）正電子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層顯象(PET)的基本原理是：將放射性同位素注入人體，在人體內(nèi)衰變放出的正電子與人體內(nèi)的負(fù)電子相遇而湮滅，轉(zhuǎn)化為一對(duì)γ光子，被探測(cè)器探測(cè)到，并經(jīng)計(jì)算機(jī)處理后產(chǎn)生清晰的圖象．根據(jù)PET的原理，在人體內(nèi)衰變的方程式是                ；在PET中，的主要用途是作為               ．

（3）如圖所示，質(zhì)量分別為m1和m2的兩個(gè)小球在光滑水平面上分別以速度v1、v2同向運(yùn)動(dòng)，并發(fā)生對(duì)心碰撞，碰后m2被右側(cè)墻壁原速?gòu)椈兀峙cm1碰撞，再一次碰撞后兩球都靜止．求第一次碰后m1球速度的大小.

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科目：高中物理 來(lái)源：2010年江蘇省揚(yáng)州市高三第四次模擬考試物理試題 題型：計(jì)算題

選做題(請(qǐng)從A、B和C三小題中選定兩小題作答，如都作答，則按A、B兩小題評(píng)分．)
A．(選修模塊3-3)
（1）下列說(shuō)法正確的是                                           （      ）
A．熵是物體內(nèi)分子運(yùn)動(dòng)無(wú)序程度的量度
B．由氫氣的摩爾體積和每個(gè)氫分子的體積可估算出阿伏加德羅常數(shù)
C．滿(mǎn)足能量守恒定律的客觀過(guò)程都不是可以自發(fā)進(jìn)行的
D．液體表面層的分子比液體內(nèi)部的分子有更大的分子勢(shì)能
（2）一定質(zhì)量的理想氣體由狀態(tài)A經(jīng)狀態(tài)B變化到狀態(tài)C的p-V圖象如圖所示．在由狀態(tài)A變化到狀態(tài)B的過(guò)程中，理想氣體的溫度         （填“升高”、“降低”或“不變”）．在由狀態(tài)A變化到狀態(tài)C的過(guò)程中，理想氣體吸收的熱量      它對(duì)外界做的功（填“大于”、“小于”或“等于”）．

（3）已知阿伏加德羅常數(shù)為6.0×1023mol-1，在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)（壓強(qiáng)p0=1atm、溫度t0=0℃）下任何氣體的摩爾體積都為22.4l，設(shè)第（2）問(wèn)中理想氣體在狀態(tài)A下的溫度為0℃，求該氣體的分子數(shù)．（計(jì)算結(jié)果取兩位有效數(shù)字）
B．(選修模塊3-4)
（1）以下說(shuō)法中正確的是                                           (      )
A．拍攝玻璃櫥窗內(nèi)的物品時(shí)，往往在鏡頭前加一個(gè)偏振片以增加透射光的強(qiáng)度
B．全息照片往往用激光來(lái)拍攝，主要是利用了激光的相干性
C．根據(jù)宇宙大爆炸學(xué)說(shuō)，遙遠(yuǎn)星球發(fā)出的紅光被地球接收到時(shí)可能是紅外線
D．超聲波可以在真空中傳播
（2）平行光a垂直射向一半徑為R的玻璃半球的平面，其截面如圖所示，發(fā)現(xiàn)只有P、Q之間所對(duì)圓心角為60°的球面上有光射出，則玻璃球?qū)光的折射率為        ，若僅將a平行光換成b平行光，測(cè)得有光射出的范圍增大，設(shè)a、b兩種色光在玻璃球中的速度分別為va和vb，則va       vb（選填“>”、“<”或“=”）．

（3）在均勻介質(zhì)中選取平衡位置在同一直線上的9個(gè)質(zhì)點(diǎn)，相鄰兩質(zhì)點(diǎn)間的距離均為0.1m，如圖(a)所示．一列橫波沿該直線向右傳播，t=0時(shí)到達(dá)質(zhì)點(diǎn)1，質(zhì)點(diǎn)1開(kāi)始向下運(yùn)動(dòng)，振幅為0.2m，經(jīng)過(guò)時(shí)間0.3s第一次出現(xiàn)如圖（b）所示的波形．試寫(xiě)出質(zhì)點(diǎn)1的振動(dòng)方程．

C．(選修模塊3-5)
（1）下列說(shuō)法正確的有                                              （   ）
A．盧瑟福的α粒子散射實(shí)驗(yàn)可以估測(cè)原子核的大小
B．氫原子輻射出一個(gè)光子后，氫原子的電勢(shì)能增大，核外電子的運(yùn)動(dòng)加速度增大
C．物質(zhì)波是一種概率波，在微觀物理學(xué)中不可以用“軌跡”來(lái)描述粒子的運(yùn)動(dòng)
D．若氫原子從 n =" 6" 能級(jí)向 n =" 1" 能級(jí)躍遷時(shí)輻射出的光不能使某金屬發(fā)生光電效應(yīng)，則氫原子從 n =" 6" 能級(jí)向 n =" 2" 能級(jí)躍遷時(shí)輻射出的光能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)
（2）正電子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層顯象(PET)的基本原理是：將放射性同位素注入人體，在人體內(nèi)衰變放出的正電子與人體內(nèi)的負(fù)電子相遇而湮滅，轉(zhuǎn)化為一對(duì)γ光子，被探測(cè)器探測(cè)到，并經(jīng)計(jì)算機(jī)處理后產(chǎn)生清晰的圖象．根據(jù)PET的原理，在人體內(nèi)衰變的方程式是               ；在PET中，的主要用途是作為              ．
（3）如圖所示，質(zhì)量分別為m1和m2的兩個(gè)小球在光滑水平面上分別以速度v1、v2同向運(yùn)動(dòng)，并發(fā)生對(duì)心碰撞，碰后m2被右側(cè)墻壁原速?gòu)椈兀峙cm1碰撞，再一次碰撞后兩球都靜止．求第一次碰后m1球速度的大小.

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科目：高中物理 來(lái)源：江蘇省揚(yáng)州市2010屆高三第四次模擬考試 題型：實(shí)驗(yàn)題

 選做題(請(qǐng)從A、B和C三小題中選定兩小題作答，如都作答，則按A、B兩小題評(píng)分．)

A．(選修模塊3-3)(12分)

⑴下列說(shuō)法正確的是                                            （       ）

A．熵是物體內(nèi)分子運(yùn)動(dòng)無(wú)序程度的量度

B．由氫氣的摩爾體積和每個(gè)氫分子的體積可估算出阿伏加德羅常數(shù)

C．滿(mǎn)足能量守恒定律的客觀過(guò)程都不是可以自發(fā)進(jìn)行的

D．液體表面層的分子比液體內(nèi)部的分子有更大的分子勢(shì)能

(2) 一定質(zhì)量的理想氣體由狀態(tài)A經(jīng)狀態(tài)B變化到狀態(tài)C的p-V圖象如圖所示．在由狀態(tài)A變化到狀態(tài)B的過(guò)程中，理想氣體的溫度          （填“升高”、“降低”或“不變”）．在由狀態(tài)A變化到狀態(tài)C的過(guò)程中，理想氣體吸收的熱量       它對(duì)外界做的功（填“大于”、“小于”或“等于”）．

 (3) 已知阿伏加德羅常數(shù)為6.0×1023mol-1，在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)（壓強(qiáng)p0=1atm、溫度t0=0℃）下任何氣體的摩爾體積都為22.4l，設(shè)第（2）問(wèn)中理想氣體在狀態(tài)A下的溫度為0℃，求該氣體的分子數(shù)．（計(jì)算結(jié)果取兩位有效數(shù)字）

B．(選修模塊3-4)(12分)

⑴以下說(shuō)法中正確的是                                           (      )

A．拍攝玻璃櫥窗內(nèi)的物品時(shí)，往往在鏡頭前加一個(gè)偏振片以增加透射光的強(qiáng)度

B．全息照片往往用激光來(lái)拍攝，主要是利用了激光的相干性

C．根據(jù)宇宙大爆炸學(xué)說(shuō)，遙遠(yuǎn)星球發(fā)出的紅光被地球接收到時(shí)可能是紅外線

D．超聲波可以在真空中傳播

⑵平行光a垂直射向一半徑為R的玻璃半球的平面，其截面如圖所示，發(fā)現(xiàn)只有P、Q之間所對(duì)圓心角為60°的球面上有光射出，則玻璃球?qū)光的折射率為         ，若僅將a平行光換成b平行光，測(cè)得有光射出的范圍增大，設(shè)a、b兩種色光在玻璃球中的速度分別為va和vb，則va        vb（選填“>”、“<”或“=”）．

⑶在均勻介質(zhì)中選取平衡位置在同一直線上的9個(gè)質(zhì)點(diǎn)，相鄰兩質(zhì)點(diǎn)間的距離均為0.1m，如圖(a)所示．一列橫波沿該直線向右傳播，t=0時(shí)到達(dá)質(zhì)點(diǎn)1，質(zhì)點(diǎn)1開(kāi)始向下運(yùn)動(dòng)，振幅為0.2m，經(jīng)過(guò)時(shí)間0.3s第一次出現(xiàn)如圖（b）所示的波形．試寫(xiě)出質(zhì)點(diǎn)1的振動(dòng)方程．

C．(選修模塊3-5)(12分)

⑴下列說(shuō)法正確的有                                               （    ）

A．盧瑟福的α粒子散射實(shí)驗(yàn)可以估測(cè)原子核的大小

B．氫原子輻射出一個(gè)光子后，氫原子的電勢(shì)能增大，核外電子的運(yùn)動(dòng)加速度增大

C．物質(zhì)波是一種概率波，在微觀物理學(xué)中不可以用“軌跡”來(lái)描述粒子的運(yùn)動(dòng)

D．若氫原子從 n = 6 能級(jí)向 n = 1 能級(jí)躍遷時(shí)輻射出的光不能使某金屬發(fā)生光電效應(yīng)，則氫原子從 n = 6 能級(jí)向 n = 2 能級(jí)躍遷時(shí)輻射出的光能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)

⑵正電子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層顯象(PET)的基本原理是：將放射性同位素注入人體，在人體內(nèi)衰變放出的正電子與人體內(nèi)的負(fù)電子相遇而湮滅，轉(zhuǎn)化為一對(duì)γ光子，被探測(cè)器探測(cè)到，并經(jīng)計(jì)算機(jī)處理后產(chǎn)生清晰的圖象．根據(jù)PET的原理，在人體內(nèi)衰變的方程式是                ；在PET中，的主要用途是作為               ．

⑶如圖所示，質(zhì)量分別為m1和m2的兩個(gè)小球在光滑水平面上分別以速度v1、v2同向運(yùn)動(dòng)，并發(fā)生對(duì)心碰撞，碰后m2被右側(cè)墻壁原速?gòu)椈�，又與m1碰撞，再一次碰撞后兩球都靜止．求第一次碰后m1球速度的大小.

 

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