题目内容

【题目】如图甲所示,电阻不计且间距L1m的光滑平行金属导轨竖直放置,上端接一阻值R的电阻,虚线OO下方有垂直于导轨平面向里的匀强磁场.现将质量m0.1kg、电阻不计的金属杆abOO上方某处由静止释放,金属杆ab在下落的过程中与导轨保持良好接触且始终水平,已知金属杆ab进入磁场时的速度v01m/s,下落0.3m的过程中加速度a与下落距离h的关系图像如图乙所示,g10m/s2,则(  )

A. 匀强磁场的磁感应强度为2T

B. 金属杆ab下落0.3m时的速度为1m/s

C. 金属杆ab下落0.3m的过程中R上产生的热量为0.2J

D. 金属杆ab下落0.3m的过程中通过R的电荷量为0.25C

【答案】ABD

【解析】A、进入磁场后,根据右手定则判断可知金属杆ab中电流的方向由ab.由乙图知,刚进入磁场时,金属杆的加速度大小: ,方向竖直向上,由牛顿第二定律得:

设杆刚进入磁场时的速度为v0,则有 : ,且

代入数据,解得: ,A正确;

B、通过a﹣h图象知: ,表明金属杆受到的重力与安培力平衡有: ,联立得: ,B正确;

C、从开始到下落的过程中,由能的转化和守恒定律有:

代入数值有: ,C错误;

D、金属杆自由下落的高度 : ab下落0.3m的过程中,通过R的电荷量: ,D正确;

故选ABD。

练习册系列答案
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【题目】光电效应和康普顿效应深入地揭示了光的粒子性的一面。前者表明光子具有能量,后者表明光子除了具有能量之外还具有动量。由狭义相对论可知,一定的质量m与一定的能量E相对应: ,其中c为真空中光速。

(1)已知某单色光的频率为ν,波长为λ,该单色光光子的能量,其中h为普朗克常量。试借用质子、电子等粒子动量的定义:动量=质量×速度,推导该单色光光子的动量

(2)光照射到物体表面时,如同大量气体分子与器壁的频繁碰撞一样,将产生持续均匀的压力,这种压力会对物体表面产生压强,这就是光压,用I表示。一台发光功率为P0的激光器发出一束某频率的激光,光束的横截面积为S,当该激光束垂直照射到某物体表面时,假设光全部被吸收,试写出其在物体表面引起的光压的表达式。

(3)设想利用太阳光的光压为探测器提供动力,将太阳系中的探测器送到太阳系以外,这就需要为探测器制作一个很大的光帆,以使太阳光对光帆的压力超过太阳对探测器的引力,不考虑行星对探测器的引力。一个质量为m的探测器,正在朝远离太阳的方向运动。已知引力常量为G,太阳的质量为M,太阳辐射的总功率为P0,设帆面始终与太阳光垂直,且光帆能将太阳光全部吸收。试估算该探测器光帆的面积应满足的条件。

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