如圖甲所示，在豎直方向上有四條間距相等的水平虛線L1、L2、L3、L4，在L1L2之間、L3L4之間存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)，大小均為1T，方向垂直于虛線所在平面．現(xiàn)有一矩形線圈abcd，寬度cd=L=0.5m，質(zhì)量為0.1kg，電阻為2Ω，將其從圖示位置靜止釋放（cd邊與L1重合），速度隨時(shí)間的變化關(guān)系如圖乙所示，t1時(shí)刻cd邊與L2重合，t2時(shí)刻ab邊與L3重合，t3時(shí)刻ab邊與L4重合，已知t1～t2的時(shí)間間隔為0.6s，整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中線圈平面始終處于豎直方向．（重力加速度g取10m/s2）則（　�。�
分析：（1）根據(jù)感應(yīng)電荷量q=
△Φ
R
，求解電荷量；
（2）t2～t3這段時(shí)間內(nèi)線圈做勻速直線運(yùn)動(dòng)，線圈所受的安培力和重力平衡，根據(jù)平衡求出勻速直線運(yùn)動(dòng)的速度．
（3）通過(guò)線圈在t1～t2的時(shí)間間隔內(nèi)，穿過(guò)線圈的磁通量沒(méi)有改變，沒(méi)有感應(yīng)電流產(chǎn)生，線圈做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，加速度為g，知ab邊剛進(jìn)磁場(chǎng)，cd邊也剛進(jìn)磁場(chǎng)，線圈的長(zhǎng)度等于磁場(chǎng)寬度的2倍．根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求出線圈的長(zhǎng)度．
（4）根據(jù)能量守恒求出0～t3這段時(shí)間內(nèi)線圈中所產(chǎn)生的電熱．
解答：解：B、根據(jù)平衡有：mg=BIL
而I=
BLv
R

聯(lián)立兩式解得v=
mgR
B2L2
=
1×2
12×0．52
m/s=8m/s．故B正確．
C、t1～t2的時(shí)間間隔內(nèi)線圈一直做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，知ab邊剛進(jìn)磁場(chǎng)，cd邊也剛進(jìn)磁場(chǎng)．設(shè)磁場(chǎng)的寬度為d，線圈下降的位移為3d，則有：
   3d=vt-
1
2
gt2，v=8m/s，t=0.6s，
代入解得d=1m，
所以線圈的長(zhǎng)度為L(zhǎng)′=2d=2m．故C錯(cuò)誤．
A、在0～t1時(shí)間內(nèi)，cd邊從L1運(yùn)動(dòng)到L2，通過(guò)線圈的電荷量為q=
△Φ
R
=
BLd
R
=
1×0.5×1
2
C=0.25C．故A正確．
D、0～t3時(shí)間內(nèi)，根據(jù)能量守恒得，Q=mg（3d+2d）-
1
2
mv2=1×（3×0.5）J=1.8J．
故選：AB
點(diǎn)評(píng)：解決本題的關(guān)鍵理清線圈的運(yùn)動(dòng)情況，選擇合適的規(guī)律進(jìn)行求解，本題的難點(diǎn)就是通過(guò)線圈勻加速直線運(yùn)動(dòng)挖掘出下落的位移為磁場(chǎng)寬度的3倍．
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

如圖甲所示，M、N為水平放置的平行板電容器的兩個(gè)極板，兩極板間距d=0.1m，兩極板間的電壓U=12.5V，O為上極板中心的小孔，以O(shè)為坐標(biāo)原點(diǎn)，在豎直平面內(nèi)建立直角坐標(biāo)系，在y軸方向上，0≤y≤2m區(qū)間存在方向與x軸平行的勻強(qiáng)電場(chǎng)（PQ為電場(chǎng)區(qū)域的上邊界），在x軸方向上，電場(chǎng)范圍足夠大．若規(guī)定x軸正方向?yàn)殡妶?chǎng)正方向，電場(chǎng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化情況如圖乙所示．現(xiàn)有一個(gè)帶負(fù)電的粒子，在t=0時(shí)刻從緊靠M級(jí)板中心O'處無(wú)初速釋放，經(jīng)過(guò)小孔O進(jìn)入N板上方的交變電場(chǎng)中，粒子的比荷q/m=1×102C/kg，不計(jì)粒子重力．求：
（1）粒子進(jìn)入交變電場(chǎng)時(shí)的速度．
（2）粒子在兩板之間飛行的時(shí)間．
（3）粒子在8×10-3s末的位置坐標(biāo)．
（4）粒子離開(kāi)交變電場(chǎng)時(shí)的速度大小和方向．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：閱讀理解

【選做題】A．（1）若一氣泡從湖底上升到湖面的過(guò)程中溫度保持不變，則在此過(guò)程中關(guān)于氣泡中的氣體，
下列說(shuō)法正確的是
 
．（填寫(xiě)選項(xiàng)前的字母）
（A）氣體分子間的作用力增大          （B）氣體分子的平均速率增大
（C）氣體分子的平均動(dòng)能減小          （D）氣體組成的系統(tǒng)地熵增加
（2）若將氣泡內(nèi)的氣體視為理想氣體，氣泡從湖底上升到湖面的過(guò)程中，對(duì)外界做了0.6J的功，則此過(guò)程中的氣泡
 
（填“吸收”或“放出”）的熱量是
 
J．氣泡到達(dá)湖面后，溫度上升的過(guò)程中，又對(duì)外界做了0.1J的功，同時(shí)吸收了0.3J的熱量，則此過(guò)程中，氣泡內(nèi)氣體內(nèi)能增加了
 
J
（3）已知?dú)馀輧?nèi)氣體的密度為1.29kg/m3，平均摩爾質(zhì)量為0.29kg/mol．阿伏加德羅常數(shù)NA=6.02×1023mol-1，取氣體分子的平均直徑為2×10-10m，若氣泡內(nèi)的氣體能完全變?yōu)橐后w，請(qǐng)估算液體體積與原來(lái)氣體體積的比值．（結(jié)果保留以為有效數(shù)字）
B．（1）如圖甲所示，強(qiáng)強(qiáng)乘電梯速度為0.9c（c為光速）的宇宙飛船追趕正前方的壯壯，壯壯的飛行速度為0.5c，強(qiáng)強(qiáng)向壯壯發(fā)出一束光進(jìn)行聯(lián)絡(luò)，則壯壯觀測(cè)到該光束的傳播速度為
 
．（填寫(xiě)選項(xiàng)前的字母）
（A）0.4c           （B）0.5c
（C）0.9c             （D）1.0c
（2）在t=0時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)A開(kāi)始做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，其振動(dòng)圖象如圖乙所示．質(zhì)點(diǎn)A振動(dòng)的周期是
 
s；t=8s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)A的運(yùn)動(dòng)沿y軸的
 
方向（填“正”或“負(fù)”）；質(zhì)點(diǎn)B在波動(dòng)的傳播方向上與A相距16m，已知波的傳播速度為2m/s，在t=9s時(shí)，質(zhì)點(diǎn)B偏離平衡位置的位移是
 
cm
（3）圖丙是北京奧運(yùn)會(huì)期間安置在游泳池底部的照相機(jī)拍攝的一張照片，照相機(jī)的鏡頭豎直向上．照片中，水利方運(yùn)動(dòng)館的景象呈限在半徑r=11cm的圓型范圍內(nèi)，水面上的運(yùn)動(dòng)員手到腳的長(zhǎng)度l=10cm，若已知水的折射率為n=
43
，請(qǐng)根據(jù)運(yùn)動(dòng)員的實(shí)際身高估算該游泳池的水深h，（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）
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C．在β衰變中常伴有一種稱為“中微子”的粒子放出．中微子的性質(zhì)十分特別，因此在實(shí)驗(yàn)中很難探測(cè)．1953年，萊尼斯和柯文建造了一個(gè)由大水槽和探測(cè)器組成的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，利用中微子與水中11H的核反應(yīng)，間接地證實(shí)了中微子的存在．
（1）中微子與水中的11H發(fā)生核反應(yīng)，產(chǎn)生中子（01n）和正電子（+10e），即中微子+11H→01n++10e可以判定，中微子的質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)分別是
 
．（填寫(xiě)選項(xiàng)前的字母）
（A）0和0             （B）0和1        （C）1和 0       （D）1和1
（2）上述核反應(yīng)產(chǎn)生的正電子與水中的電子相遇，與電子形成幾乎靜止的整體后，可以轉(zhuǎn)變?yōu)閮蓚�(gè)光子（γ），即+10e+-10e→2γ
已知正電子和電子的質(zhì)量都為9.1×10-31㎏，反應(yīng)中產(chǎn)生的每個(gè)光子的能量約為
 
J．正電子與電子相遇不可能只轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋�(gè)光子，原因是
 
．
（3）試通過(guò)分析比較，具有相同動(dòng)能的中子和電子的物質(zhì)波波長(zhǎng)的大�。�

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

（2008?煙臺(tái)一模）如圖甲所示，一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量q的帶正電微料（重力忽略不計(jì)），從靜止開(kāi)始經(jīng)電壓U1加速后，沿水平方向進(jìn)入兩等大的水平放置的平行金屬板間，金屬板長(zhǎng)為L(zhǎng)，兩板間距d=L/4，兩金屬板間的電壓U2=
3
6
U1，求：

（1）求帶電微粒偏離原來(lái)運(yùn)動(dòng)方向的角度θ為多大？
（2）微粒離開(kāi)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)后接著進(jìn)入一個(gè)按圖乙規(guī)律變化的有界磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)左右邊線在豎直方向上，已知磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B0，取微粒剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)為t=0時(shí)刻，此時(shí)磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里，當(dāng)微粒離開(kāi)磁場(chǎng)的右邊緣后恰好沿豎直方向運(yùn)動(dòng)，求該磁場(chǎng)的變化周期T為多大？（微粒在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t＜T）

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

“釣魚(yú)島事件”一直牽動(dòng)著軍民愛(ài)國(guó)之心，我國(guó)空軍某部為捍衛(wèi)領(lǐng)土完整，舉行了一次空前的跳傘保島演練．如圖甲所示為一戰(zhàn)士從懸停在高空的直升機(jī)中跳下的畫(huà)面，某同學(xué)畫(huà)出該戰(zhàn)士從跳離飛機(jī)到落地的過(guò)程中在空中沿豎直方向運(yùn)動(dòng)的v-t圖象，如圖乙所示，若規(guī)定向下的方向?yàn)檎较�，則在豎直方向上，關(guān)于該戰(zhàn)士下列說(shuō)法正確的是（　　）

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

某同學(xué)設(shè)想用帶電粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡做出“0”、“8”字樣，首先，如圖甲所示，在真空空間的豎直平面內(nèi)建立直角坐標(biāo)系，在和處有兩個(gè)與軸平行的水平界面和，它們把空間分成Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三個(gè)區(qū)域，在三個(gè)區(qū)域內(nèi)分別存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)、、，其   

大小滿足，方

向如圖甲所示．在Ⅱ區(qū)域內(nèi)的軸左右

兩側(cè)還分別存在勻強(qiáng)電場(chǎng)、(圖中

未畫(huà)出)，忽略所有電、磁場(chǎng)的邊緣效應(yīng)．

是以坐標(biāo)原點(diǎn)為中心對(duì)稱的正方

形，其邊長(zhǎng)．現(xiàn)在界面上的

A處沿軸正方向發(fā)射一比荷的帶正電荷的粒子(重力不計(jì))，粒子恰能沿圖中實(shí)線途經(jīng)B、C、，D三點(diǎn)后回到A點(diǎn)并做周期性運(yùn)動(dòng)，軌跡構(gòu)成一個(gè)“0”字．已知粒子每次穿越Ⅱ區(qū)域時(shí)均做直線運(yùn)動(dòng)．

    (1)求、的大小和方向．

    (2)去掉Ⅱ和Ⅲ區(qū)域中的勻強(qiáng)電場(chǎng)和磁場(chǎng)，其他條件不變，仍在A處以相同的速度發(fā)射相同的粒子，請(qǐng)?jiān)冖蚝廷髤^(qū)城內(nèi)重新設(shè)計(jì)適當(dāng)?shù)膭驈?qiáng)電場(chǎng)或勻強(qiáng)磁場(chǎng)，使粒子運(yùn)動(dòng)的軌跡成為上下對(duì)稱的“8”字，且粒子運(yùn)動(dòng)的周期跟甲圖中相同．請(qǐng)通過(guò)必要的計(jì)算和分析，求出你所設(shè)計(jì)的“場(chǎng)”的大小、方向和區(qū)域，并在乙圖中描繪出帶電粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡和你所設(shè)計(jì)的“場(chǎng)”．(上面半圓軌跡已在圖中畫(huà)出)

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