题目内容
【题目】如图所示，倾角为
、足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ相距
，
的匀强磁场垂直导轨平面向上
一质量
的金属棒ab垂直于MN、PQ放置在导轨上，且始终与导轨接触良好，其电阻
金属导轨上端连接右侧电路，
，
，
两端通过细导线连接质量
的正方形金属框cdef，正方形
，每条边电阻
为
，金属框处在一方向垂直纸面向里，
的匀强磁场中，现将金属棒由静止释放，不计其他电阻及滑轮摩擦，g取
．
若将电健S断开，求棒下滑过程中的最大速度．
若电键S闭合，每根细导线能承受的最大拉力为
，求细导线刚好被拉断时棒的速度．
若电键闭合后，从棒释放到细导线被拉断的过程中，棒上产生的电热为2J，求此过程中棒下滑的高度
结果保留一位有效数字
．
【答案】（1）
（2）
（3）
【解析】
（1）金属棒ab先加速下滑，加速度减小，后匀速下滑，速度达到最大．由欧姆定律、感应电动势和安培力公式推导出安培力的表达式，根据平衡条件求解最大速度；（2）将每根细导线能承受的最大拉力Fm=3.6N代入（1）的结论，并结合电路的特点即可解答；（3）金属棒由静止开始下滑s的过程中，重力和安培力对棒做功，棒的重力势能减小转化为棒的动能和电路的内能，根据能量守恒列式可求出ab棒下滑的高度h．
（1）电键S断开时，ab棒沿导轨变加速下滑，速度最大时合力为0，根据物体平衡条件和法拉第电磁感应定律有：
①，
又：
②，
③，
联解①②③代入数据得：
④；
（2）闭合S后，ab棒沿导轨下滑切割磁感线，R2与线框cd边及cfed部分组成并联电路，设并联部分电阻为R，细导线刚被拉断时通过ab棒的电流为
，通过
的电流为
，通过金属框部分的电流为
，
则
⑤
⑥，
⑦，
⑧，
对金属框，由物体平衡条件有
⑨，
联解⑤⑥⑦⑧⑨代入数据得：
⑩
（3）当棒下滑高度为h时，棒上产生的热量为Q，R1上产生的热量为Q1，R2及金属框并联部分产生的总热量为Q2，根据能量转化与守恒定律有
，
由焦耳定律和电路结构关系有：
，
联解代入数据得：h≈1.0m
【题目】下列说法正确的是
A．如果用紫光照射某种金属发生光电效应，改用绿光照射该金属一定发生光电效应 |
B．α粒子散射实验中少数α粒子发生了较大偏转，这是卢瑟福猜想原子核式结构模型的主要依据之一 |
C．在康普顿效应中，当入射光子与晶体中的电子碰撞时，把一部分动量转移给电子，因此，光子散射后波长变长 |
D．某放射性原子核经过2次α衰变和一次β衰变，核内质子数减少4个 |
E．根据玻尔理论，氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时，要释放一定频率的光子，同时电子的动能增大，原子的电势能减小。
