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    【题目】如下图甲，水平放置的平行金属导轨左边接有电阻，轨道相距0.4m且所在处有竖直向下的匀强磁场，磁场随时间的变化关系如下图乙，金属棒ab横跨导轨两端，其电阻，金属棒与电阻R相距1m．若整个系统始终处于静止状态，求：

    （1）当t=0.1s时，通过金属棒ab的感应电流大小和方向．

    （2）当t=0.1s时，金属棒ab受到的安培力的大小？

    【答案】(1) 感应电流由b向a (2)

    【解析】试题分析：（1）由法拉第电磁感应定律求出感应电动势，然后由欧姆定律求出感应电流，由楞次定律判断感应电流方向；（2）由乙图可知t=0.1s时磁感应强度B的大小，由F=BIL求出导体棒受到的安培力．

    （1）由法拉第电磁感应定律得：时，感应电动势：

    回路中感应电流：

    由楞次定律得中的感应电流由b向a．

    （2）根据安培力的公式

    由乙图可知t=0.1s磁感应强度

    代入解得：

    练习册系列答案
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    科目：高中物理 来源： 题型：

    【题目】甲图是我国自主研制的200mm离子电推进系统，已经全面应用于我国航天器。离子电推进系统的核心部件为离子推进器，它采用喷出带电离子的方式实现飞船的姿态和轨道的调整，具有大幅减少推进剂燃料消耗、操控更灵活、定位更精准等优势。

    离子推进器的工作原理如图乙所示，推进剂氙原子P喷注入腔室C后，被电子枪G射出的电子碰撞而电离，成为带正电的氙离子。氙离子从腔室C中飘移过栅电极A的速度大小可忽略不计，在栅电极A、B之间的电场中加速，并从栅电极B喷出。在加速氙离子的过程中飞船获得推力。

    已知栅电极A、B之间的电压为U，氙离子的质量为m、电荷量为q，AB间距为d，推进器单位时间内喷射的氙离子数目N。

    (1)将该离子推进器固定在地面上进行试验。求：

    a. 氙离子经A、B之间的电场加速后，通过栅电极B时的速度v的大小，以及离子束的等效电流I；

    b. 求喷射离子过程中，对推进器产生的反冲作用力大小；

    (2)配有推进器的飞船在太空运行时，处于完全失重状态，为了构建推进器在太空中运作情景，离子推进器可视为放置在光滑的水平地面上。已知推进器的质量为M，且工作时质量保持不变，推进器刚开始运动的极短时间，可认为瞬间喷出N′个离子，即这些离子相对于地面以相同的速度同时喷出。

    c. 求喷出时每个离子的速度以及电场力对每个离子做的功；

    d. 这一过程中飞船向后移动的距离；

    e. 随着时间的推移，喷出的离子的动能逐渐变大还是变小？简要说明理由；

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    【题目】自然界真是奇妙，微观世界的运动规律竟然与宏观运动规律存在相似之处。

    (1)在地心参考系中，星体离地心的距离 时，星体的引力势能为零。质量为m的人造卫星以第二宇宙速度从地面发射，运动到离地心距离为r时，其运动速度为 (G为引力常量，M为地球质量)。它运动到离地心无穷远处，相对于地球的运动速度为零。请推导此卫星运动到离地心距离为r时的引力势能表达式。

    (2)根据玻尔的氢原子模型，电子的运动看做经典力学描述下的轨道运动，原子中的电子在库仑力作用下，绕原子核做圆周运动。

    ①已知电子质量为m，电荷量为e，静电力常量为k。氢原子处于基态(n=1)时电子的轨道半径为r1，电势能为 (取无穷远处电势能为零)。氢原子处于第n个能级的能量为基态能量的 (n=1,2,3，…)。求氢原子从基态跃迁到n=2的激发态时吸收的能量。

    ②一个处于基态且动能为的氢原子与另一个处于基态且静止的氢原子进行对心碰撞。若要使其中一个氢原子从基态跃迁到激发态，则 至少为多少？

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    【题目】走钢丝是一种传统的杂技项目，如图所示表演者手拿长杆在钢丝绳上移动，并在高空进行惊悚演出，则

    A. 人对钢丝的压力与钢丝对人的支持力是平衡力

    B. 表演者在倾斜的钢丝上缓慢移动过程中，所受的钢丝的支持力始终等于人和杆重力

    C. 表演者受到钢丝的作用力方向与人（包括杆）的重心在同一条直线上

    D. 表演者手拿长杆会使整体重心升高，从而更容易保持平衡

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    【题目】如图所示，在绝缘光滑水平面上，有一个边长为的单匝正方形线框，在外力的作用下以恒定的速率向右运动进入磁感应强度为的有界匀强磁场区域．线框被全部拉入磁场的过程中线框平面保持与磁场方向垂直，线框的边始终平行于磁场的边界．已知线框的四个边的电阻值相等，均为．（ ）

    A. 线框中的感应电动势

    B. 边两端的电压

    C. 在线框被拉入磁场的整个过程中，线框中产生的热量

    D. 维持线框以恒定的速率被拉入磁场的外力大小为．

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    【题目】AOC是光滑的直角金属导轨，AO沿竖直方向，OC沿水平方向，ab是一根靠立在导轨上的金属直棒(开始时b离O点很近)，如图所示。它从静止开始在重力作用下运动，运动过程中a端始终在AO上，b端始终在OC上，直到ab完全落在OC上，整个装置放在一匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里，则ab棒在运动过程中(　　)

    A. 感应电流方向始终是b→a

    B. 感应电流方向先是b→a，后变为a→b

    C. 所受安培力方向垂直于ab向上

    D. 所受安培力方向先垂直于ab向下，后垂直于ab向上

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    【题目】如图所示，在平面直角坐标系xOy的第四象限有垂直纸面向里的匀强磁场，一质量为m＝5．0×10－8kg、电量为q＝1．0×10－6C的带电粒子。从静止开始经U0＝10 V的电压加速后，从P点沿图示方向进入磁场，已知OP＝0．3m。（粒子重力不计，sin 37°＝0．6，cos 37°＝0．8）求：

    （1）带电粒子到达P点时速度v的大小；

    （2）若磁感应强度B＝2．0 T，粒子从x轴上的Q点离开磁场，求OQ的距离；

    （3）若粒子不能进入x轴上方，求磁感应强度B′满足的条件。

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    【题目】如图所示，P、Q为水平面内平行放置的光滑金属长直导轨，间距为L1，处在竖直向下、磁感应强度大小为B1的匀强磁场中，一导体杆ef垂直于P、Q放在导轨上，在外力作用下向左做匀速直线运动。质量为m、每边电阻均为r、边长为L2的正方形金属框abcd置于竖直平面内，两顶点 a、b通过细导线与导轨相连，磁感应强度大小为B2的匀强磁场垂直金属框向里，金属框恰好处于静止状态。不计其余电阻和细导线对a、b点的作用。求：

    (1)通过ab边的电流Iab是多大？

    (2)导体杆ef的运动速度v是多大？

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    【题目】为了探究在橡皮条弹力作用下小车的运动，某同学设计了如图甲所示的实验，由静止释放小车，小车在处于伸长状态的橡皮条弹力的作用下向左运动。打点计时器打下的纸带如图乙所示，计数点0为打下的第一个点，该同学在测出计数点2、3、4到计数点0的距离x1、x2、x3后，将纸带由图示位置剪断，将毎段纸带的下端对齐，依次并排粘贴在直角坐标系中，连接各段纸带上端的中点画出平滑曲线如图所示，对该实验结果的研究可知：

    （1）在有橡皮条弹力作用时，小车做加速度______的直线运动．

    A．不断减小 B．不断增大

    C．先增大后减小 D．先减小后增大

    （2）设打点周期为T，则由纸带测量数据可估算小车的最大速度vm＝______，该估算值______（选填“等于”、“大于”或“小于”）小车最大速度的实际值。

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