2023年高考物理復(fù)習(xí)講義 4 第17課時(shí)　動(dòng)量觀點(diǎn)在電磁感應(yīng)中的應(yīng)用含答案

第17課時(shí)動(dòng)量觀點(diǎn)在電磁感應(yīng)中的應(yīng)用

【命題規(guī)律】1.命題角度：動(dòng)量定理、動(dòng)量守恒定律在電磁感應(yīng)中的應(yīng)用2?？碱}型：選擇題

或計(jì)算題.

高考題型1動(dòng)量定理在電磁感應(yīng)中的應(yīng)用

在導(dǎo)體單桿切割磁感線做變加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，若牛頓運(yùn)動(dòng)定律和能量觀點(diǎn)不能解決問(wèn)題，可

運(yùn)用動(dòng)量定理巧妙解決問(wèn)題

求解的物理量應(yīng)用示例

電荷量或速度-BIL^t=mv2-mv?,q=1?r.

B2L2VNiB2L1X

位移

—^=O-mvo,即-F-^^=0一

K總”總

-BIL△，+尸其他加=〃2。2一加功

即一BLq+F其他A/="?。？一小。1

已知電荷量q、尸其他（F其他為恒力）

時(shí)間

B2L2T?r_

-.........+F其他Af=機(jī)。2—〃Wi,V?t=x

K總

已知位移x、Z7其他（尸其他為恒力）

例1（多選）（2020?福建福清市線上檢測(cè)）如圖1所示，左端接有阻值為R的定值電阻且足夠長(zhǎng)

的平行光滑導(dǎo)軌CE.DF的間距為L(zhǎng),導(dǎo)軌固定在水平面上，且處在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、豎直

向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，一質(zhì)量為機(jī)、電阻為r的導(dǎo)體棒而垂直導(dǎo)軌放置且靜止，導(dǎo)軌的電阻不

計(jì).某時(shí)刻給導(dǎo)體棒用一個(gè)水平向右的瞬時(shí)沖量/,導(dǎo)體棒將向右運(yùn)動(dòng)，最后停下來(lái)，則此

過(guò)程中（）

A.導(dǎo)體棒做勻減速直線運(yùn)動(dòng)直至停止運(yùn)動(dòng)

B.電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱為叁

c?通過(guò)導(dǎo)體棒岫橫截面的電荷量為近

D.導(dǎo)體棒ab運(yùn)動(dòng)的位移為

答案CD

解析導(dǎo)體棒獲得向右的瞬時(shí)初速度后切割磁感線，回路中出現(xiàn)感應(yīng)電流，導(dǎo)體棒必受到向

左的安培力，向右減速運(yùn)動(dòng)，由正十=機(jī)。可知由于導(dǎo)體棒速度減小，則加速度減小，所以

導(dǎo)體棒做的是加速度越來(lái)越小的減速運(yùn)動(dòng)直至停止運(yùn)動(dòng)，A錯(cuò)誤；導(dǎo)體棒減少的動(dòng)能反=%/

=2m&=2^)根據(jù)能量守恒定律可得Ek=Q,，又根據(jù)串并聯(lián)電路知識(shí)可得。R=器Q名

/2R__T

=0B錯(cuò)誤；根據(jù)動(dòng)量定理可得一87LZV=O—，如，I=mv,q=l?t,可得4=萬(wàn)7,

?tll?t?I/)IJLI

C正確；

..__A__E,A0BLX

由于q=/Af=而△『布=而,

將q=孟代入可得，導(dǎo)體棒ab運(yùn)動(dòng)的位移X=3,D正確.

例2(2018?天津卷?12)真空管道超高速列車(chē)的動(dòng)力系統(tǒng)是一種將電能直接轉(zhuǎn)換成平動(dòng)動(dòng)能的

裝置.如圖2甲是某種動(dòng)力系統(tǒng)的簡(jiǎn)化模型，圖中粗實(shí)線表示固定在水平面上間距為/的兩

條平行光滑金屬導(dǎo)軌，電阻忽略不計(jì).外和Cd是兩根與導(dǎo)軌垂直、長(zhǎng)度均為/、電阻均為R

的金屬棒，通過(guò)絕緣材料固定在列車(chē)底部，并與導(dǎo)軌良好接觸，其間距也為/,列車(chē)的總質(zhì)

量為機(jī)列車(chē)啟動(dòng)前，ab、Cd處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直于導(dǎo)軌平面

向下，如圖甲所示.為使列車(chē)啟動(dòng)，需在M、N間連接電動(dòng)勢(shì)為E的直流電源，電源內(nèi)阻及

導(dǎo)線電阻忽略不計(jì).列車(chē)啟動(dòng)后電源自動(dòng)關(guān)閉.

甲

乙

圖2

(1)要使列車(chē)向右運(yùn)行，啟動(dòng)時(shí)圖甲中例、N哪個(gè)接電源正極，并簡(jiǎn)要說(shuō)明理由.

(2)求剛接通電源時(shí)列車(chē)加速度a的大小.

(3)列車(chē)減速時(shí)，需在前方設(shè)置如圖乙所示的一系列磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，磁場(chǎng)寬

度和相鄰磁場(chǎng)間距均大于1.若某時(shí)刻列車(chē)的速度為。0,此時(shí)46、Cd均在無(wú)磁場(chǎng)區(qū)域，試討論:

要使列車(chē)停下來(lái)，前方至少需要多少塊這樣的有界磁場(chǎng)？

答案（1）見(jiàn)解析（2）鬻（3）見(jiàn)解析

解析（1）列車(chē)要向右運(yùn)動(dòng)，安培力方向應(yīng)向右.根據(jù)左手定則，接通電源后，兩根金屬棒中

電流方向分別為由4到b、由C到d,故M接電源正極.

（2）由題意，啟動(dòng)時(shí)“氏c”并聯(lián)，設(shè)回路總電阻為R總，由電阻的串并聯(lián)知識(shí)得Rw=苧①

設(shè)回路總電流為/,根據(jù)閉合電路歐姆定律有/=強(qiáng)②

設(shè)兩根金屬棒所受安培力之和為F,有尸=〃B③

根據(jù)牛頓第二定律有F=ma@

聯(lián)立①②③④式得〃=絮⑤

（3）設(shè)列車(chē)減速時(shí)，Cd進(jìn)入磁場(chǎng)后經(jīng)Af時(shí)間M恰好進(jìn)入磁場(chǎng)，此過(guò)程中穿過(guò)兩金屬棒與導(dǎo)

軌所圍回路的磁通量的變化量為A0,平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為自，由法拉第電磁感應(yīng)定律有El

其中A0=B/2⑦

設(shè)回路中平均電流為,由閉合電路歐姆定律有

11

設(shè)Cd受到的平均安培力為尸，有尸=1'IB?

以向右為正方向，設(shè)Ar時(shí)間內(nèi)Cd受安培力沖量為/?,有

/“=一尸'△逾

同理可知，回路出磁場(chǎng)時(shí)他受安培力沖量仍為上述值，設(shè)回路進(jìn)出一塊有界磁場(chǎng)區(qū)域安培力

沖量為Io,有

∕o=2/沖?

設(shè)列車(chē)停下來(lái)受到的總沖量為/.￡,由動(dòng)量定理有

/.g=O一機(jī)如?

聯(lián)立⑥⑦⑧⑨⑩??式得鋁卷華?

討論：若密恰為整數(shù)，設(shè)其為“，則需設(shè)置〃塊有界磁場(chǎng)：若密不是整數(shù)，設(shè)書(shū)的整數(shù)部分為

inIoIo

N,則需設(shè)置N+1塊有界磁場(chǎng).

例3如圖3所示，兩根質(zhì)量均為，〃=2kg的金屬棒垂直放在光滑的水平導(dǎo)軌上，左右兩部

分導(dǎo)軌間距之比為1:2,導(dǎo)軌間有大小相等但左、右兩部分方向相反的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，兩棒電阻

與棒長(zhǎng)成正比，不計(jì)導(dǎo)軌電阻.現(xiàn)用250N的水平拉力F向右拉CD棒，Cf)棒運(yùn)動(dòng)S=O.5m

時(shí)其上產(chǎn)生的焦耳熱為Q2=30J,此時(shí)兩棒速率之比為以：OC=I：2,現(xiàn)立即撤去拉力尸，

設(shè)導(dǎo)軌足夠長(zhǎng)且兩棒始終在不同磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，求：

C____

A?！痢罼X

????XX×F×

??∣??×X

×X

-

BIXXXX

D~

圖3

(1)在CD棒運(yùn)動(dòng)0.5m的過(guò)程中，AB棒上產(chǎn)生的焦耳熱；

⑵撤去拉力F瞬間，兩棒的速度大小以和。c;

⑶撤去拉力尸后，兩棒最終勻速運(yùn)動(dòng)的速度大小以'和。c'.

答案(1)15J(2)4m/s8m/s(3)6.4m/s3.2m/s

解析(1)設(shè)兩棒的長(zhǎng)度分別為/和2/,所以電阻分別為R和2R,由于電路中任何時(shí)刻電流都

相等，根據(jù)焦耳定律Q=∕2R.可知Q：Q2=l：2,則AB棒上產(chǎn)生的焦耳熱Ql=I5J.

(2)根據(jù)能量守恒定律有Fs=^mvA1+^ιnvc1÷β∣+?

又OA：OC=I：2,聯(lián)立兩式并代入數(shù)據(jù)得IM=4m/s,Vc=Sm/s.

(3)撤去拉力/后，AB棒繼續(xù)向左做加速運(yùn)動(dòng)，而CQ棒向右做減速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)兩棒切割磁感

線產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)大小相等時(shí)電路中電流為零，兩棒開(kāi)始做勻速運(yùn)動(dòng)，此時(shí)兩棒的速度滿足

,,

BIVA=B?2lvc

即o/=2vc,

規(guī)定水平向左為正方向，對(duì)兩棒分別應(yīng)用動(dòng)量定理有

FA?t=mvA,-nWA,

—Fc?t=muc'_mvc.

---—------OAZ^AI

由F=B/L可知F=2FA,故有一------=Z

cVc-Vc2

聯(lián)立以上各式解得辦'=6.4m/s,Vc=3.2m/s.

高考題型2動(dòng)量守恒定律在電磁感應(yīng)中的應(yīng)用

“雙軌+雙桿”模型

如圖4,方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有兩根位于同一水平面內(nèi)的足夠長(zhǎng)的平行金屬導(dǎo)軌,

兩相同的光滑導(dǎo)體棒加、Cd靜止在導(dǎo)軌上.f=0時(shí)，H棒以初速度比向右滑動(dòng).運(yùn)動(dòng)過(guò)程

中，ah.Cd棒始終與導(dǎo)軌垂直并接觸良好.

圖4

模型分析：雙軌和兩導(dǎo)體棒組成閉合回路，通過(guò)兩導(dǎo)體棒的感應(yīng)電流相等，所受安培力

大小也相等，而棒受到水平向左的安培力，向右減速；Cd棒受到水平向右的安培力，向右加

速，最終導(dǎo)體棒“6、cd共速，感應(yīng)電流消失，一起向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)，該過(guò)程導(dǎo)體棒。氏

Cd組成的系統(tǒng)所受合外力為零，動(dòng)量守恒：必=（加“〃+機(jī)”）。共，若加棒、Cd棒所在導(dǎo)軌

不等間距，則動(dòng)量不守恒，可考慮運(yùn)用動(dòng)量定理求解.

例4（多選）（2019?全國(guó)卷ΠI?19）如圖5,方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有兩根位于同一水平面內(nèi)

的足夠長(zhǎng)的平行金屬導(dǎo)軌，兩相同的光滑導(dǎo)體棒協(xié)、Cd靜止在導(dǎo)軌上.t=0時(shí)，棒"以初

速度。0向右滑動(dòng).運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，“氏Cd始終與導(dǎo)軌垂直并接觸良好，兩者速度分別用。|、

S表示，回路中的電流用/表示.下列圖像中可能正確的是（）

答案AC

解析棒4?以初速度。0向右滑動(dòng)，切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，使整個(gè)回路中產(chǎn)生感應(yīng)電

流，判斷可知棒必受到與訓(xùn)方向相反的安培力的作用而做變減速運(yùn)動(dòng)，棒W受到與5）方向

相同的安培力的作用而做變加速運(yùn)動(dòng)，它們之間的速度差A(yù)o=S—。2逐漸減小，整個(gè)系統(tǒng)產(chǎn)

生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)逐漸減小，回路中感應(yīng)電流逐漸減小，最后變?yōu)榱?，即最終棒岫和棒cd的

速度相同，vi=v2,這時(shí)兩相同的光滑導(dǎo)體棒”反〃組成的系統(tǒng)在足夠長(zhǎng)的平行金屬導(dǎo)軌上

運(yùn)動(dòng)，水平方向上不受外力作用，由動(dòng)量守恒定律有mvo=mv∣+mv2,解得。|=。2=號(hào)，選

項(xiàng)A、C正確，B、D錯(cuò)誤.

例5（2021.山東泰安市高三期末）如圖6,兩光滑金屬導(dǎo)軌相距L平直部分固定在離地高度

為/?的絕緣水平桌面上，處在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，彎曲部分豎直

固定并與水平部分平滑連接.金屬棒面、4垂直于兩導(dǎo)軌且與導(dǎo)軌接觸良好.棒外的質(zhì)量

為2處電阻為多棒Cd的質(zhì)量為m電阻為r,開(kāi)始棒Cd靜止在水平直導(dǎo)軌上，棒仍從高

出平直部分h處無(wú)初速度釋放，進(jìn)入水平直導(dǎo)軌后與棒cd始終沒(méi)有接觸，最后棒cd落地時(shí)

與桌邊的水平距離也為/L導(dǎo)軌電阻不計(jì)，重力加速度為g.求：

(1)棒ab落地時(shí)與桌邊的水平距離；

(2)棒cd即將離開(kāi)導(dǎo)軌時(shí)，棒ab的加速度大小.

答案⑴1人⑵鬻\假

解析(1)棒Cd離開(kāi)桌面后做平拋運(yùn)動(dòng)，平拋初速度為

設(shè)棒必進(jìn)入水平直導(dǎo)軌時(shí)的速度為υ,由機(jī)械能守恒得;X2"zXo2=2mg∕2,

解得v=y∣2gh

進(jìn)入磁場(chǎng)后，ah,Cd兩棒所受的安培力等大反向，作用時(shí)間相等，系統(tǒng)動(dòng)量守恒，由動(dòng)量守

恒定律有，2mv≈2m-v'+mvo

可得：棒油的速度為o'=∣7??

棒Cd離開(kāi)磁場(chǎng)后由于電路斷開(kāi)，棒岫水平方向一直做勻速直線運(yùn)動(dòng)，所以棒外落地時(shí)與桌

邊的水平距離為d=ι√X

⑵棒Cd即將離開(kāi)導(dǎo)軌時(shí)，兩棒的瞬時(shí)速度分別為

此時(shí)閉合回路中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E=BL(Vah-Ved)=

E_BL陋

回路中的電流為/=七〃+RJ歹Y2

所以棒ab的加速度大小為a<ιb=

mab2m6tnr

高考預(yù)測(cè)

1.如圖7所示，足夠長(zhǎng)的兩平行光滑水平直導(dǎo)軌的間距為L(zhǎng),導(dǎo)軌電阻不計(jì)，垂直于導(dǎo)軌平

面有磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為8、方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)；導(dǎo)軌左端接有電容為C的電容器、開(kāi)

關(guān)S和定值電阻R;質(zhì)量為巾的金屬棒垂直于導(dǎo)軌靜止放置，兩導(dǎo)軌間金屬棒的電阻為，.初

始時(shí)開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)，電容器兩極板間的電壓為U.閉合開(kāi)關(guān)S,金屬棒運(yùn)動(dòng)，金屬棒與導(dǎo)軌始終

垂直且接觸良好.下列說(shuō)法正確的是（）

A.閉合開(kāi)關(guān)S的瞬間，金屬棒立刻開(kāi)始向左運(yùn)動(dòng)

B.閉合開(kāi)關(guān)S的瞬間，金屬棒的加速度大小為鬻

C.金屬棒與導(dǎo)軌接觸的兩點(diǎn)間的最小電壓為零

D.金屬棒最終獲得的速度大小為.j:g%c

答案D

解析由左手定則可知，閉合開(kāi)關(guān)S的瞬間，金屬棒所受安培力方向向右，金屬棒立刻獲得

向右的加速度，開(kāi)始向右運(yùn)動(dòng)，A錯(cuò)誤；閉合開(kāi)關(guān)S的瞬間，金屬棒的加速度大小a=-Baj,

m（R-rr）

B錯(cuò)誤；當(dāng)金屬棒切割磁感線產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)跟電容器兩極板之間的電壓相等時(shí)，金屬棒中電

流為零，此后，金屬棒將勻速運(yùn)動(dòng)下去，兩端的電壓達(dá)到最小值，故金屬棒與導(dǎo)軌接觸的兩

點(diǎn)間的最小電壓不會(huì)為零，C錯(cuò)誤；設(shè)閉合開(kāi)關(guān)S后，電容器的放電時(shí)間為加，金屬棒獲得

的速度為。，由動(dòng)量定理可得/0,解得°=m篝be，D正確.

2.（2021?重慶市西南大學(xué)附中高三月考）如圖8所示，在大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域內(nèi)，垂直

磁場(chǎng)方向的水平面中有兩根固定的足夠長(zhǎng)的金屬平行導(dǎo)軌，在導(dǎo)軌上面平放著兩根導(dǎo)體棒

MN和PQ,兩棒彼此平行且相距d,構(gòu)成一矩形回路.導(dǎo)軌間距為/,導(dǎo)體棒的質(zhì)量均為機(jī),

電阻均為R,導(dǎo)軌電阻可忽略不計(jì).設(shè)導(dǎo)體棒可在導(dǎo)軌上無(wú)摩擦地滑行，初始時(shí)刻MN棒靜

止，給尸。棒一個(gè)向右的初速度內(nèi)，求：

χ"*MX

XX

NQ

圖8

⑴當(dāng)PQ棒速度減為0.6θo時(shí)，MN棒的速度V及加速度a的大小；

Q)MN、PQ棒間的距離從〃增大到最大的過(guò)程中，通過(guò)回路的電荷量q及兩棒間的最大距

離X-

11

PXg八，BLVQnwo…mv（）R

口案⑴0.4如IOmR⑵痂<7÷B^[}

解析(1)兩棒所受合外力為零，因此滿足動(dòng)量守恒定律

mvo=O.6mvo+mv

解得v=zOAvo

回路感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E=Q.6BLvn-0ABLva

E

此時(shí)回路電流∕=τ?

B]L

因此加速度

正理仔”-]OmR

(2)距離最大時(shí)兩棒速度相等，根據(jù)動(dòng)量守恒定律可得

fnvo=2mv共

對(duì)MN棒，根據(jù)動(dòng)量定理8/LV=∕m;共，而q=IAt

”一出

解i?仔q-^2BL

在這段時(shí)間內(nèi)，平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E=BL?V

_E

回路平均電流1=h

ZA

_BLNVRf(Y—小

因此流過(guò)某裁面的電荷量q=IZ=--Nt=—

ZALK

解得最大距離x=d+"g*.

3.(2021?懷仁一中期末)如圖9所示，平行光滑金屬導(dǎo)軌由水平部分和傾斜部分組成，且二者

平滑連接.導(dǎo)軌水平部分MN的右側(cè)區(qū)域內(nèi)存在方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小

為3=0.4T.在距離磁場(chǎng)左邊界線MN為d=1.2m處垂直導(dǎo)軌放置一個(gè)導(dǎo)體棒〃，在傾斜導(dǎo)

軌高/7=0.8m處垂直于導(dǎo)軌放置導(dǎo)體棒A將b棒由靜止釋放，最終導(dǎo)體棒。和速度保持穩(wěn)

定.已知導(dǎo)軌間距L=0.5m,兩導(dǎo)體棒質(zhì)量均為M=O.1kg,電阻均為R=O.1Q,=10m∕s2,

不計(jì)導(dǎo)軌電阻，導(dǎo)體棒在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中始終垂直于導(dǎo)軌且接觸良好，忽略磁場(chǎng)邊界效應(yīng).求：

h,

圖9

(1)導(dǎo)體棒b剛過(guò)邊界線MN時(shí)導(dǎo)體棒a的加速度大??；

(2)從初始位置開(kāi)始到兩棒速度穩(wěn)定的過(guò)程中，感應(yīng)電流在導(dǎo)體棒?中產(chǎn)生的熱量Q-.

(3)兩棒速度穩(wěn)定后二者之間的距離.

答案(l)8m∕s2(2)0.2J(3)0.2m

解析(1)設(shè)導(dǎo)體棒6滑到邊界線MN時(shí)的速度大小為訓(xùn)，在其到達(dá)MN過(guò)程中機(jī)械能守恒，

則有：

mgh,=,1mvo2

導(dǎo)體棒力剛過(guò)邊界線MN時(shí)，導(dǎo)體棒〃受到安培力作用而產(chǎn)生加速度即將開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，由法拉

第電磁感應(yīng)定律和牛頓第二定律可得：E=BLVO

F=BlL

F=ma

解得：a=8m∕s2

(2)當(dāng)導(dǎo)體棒人進(jìn)入磁場(chǎng)后，〃、6棒組成的系統(tǒng)在水平方向所受合力為零，系統(tǒng)滿足動(dòng)量守恒

定律和能量守恒定律.設(shè)a)的方向?yàn)檎较?，“、人共速時(shí)的速度大小為。，當(dāng)導(dǎo)體棒a、b

速度穩(wěn)定時(shí)，兩者做速度相等的勻速直線運(yùn)動(dòng)，則有：

mv°=2mv

^f∏vo1=TX2mv2+2。

解得：Q=0.2J

(3)設(shè)兩棒速度穩(wěn)定后兩棒之間的距離為/,從〃棒進(jìn)入磁場(chǎng)到二者剛共速的過(guò)程中，所用時(shí)

間為對(duì)導(dǎo)體棒〃由動(dòng)量定理可得：

Ft=mv

^F=BlL

?Φ=BLx

I=d-χ

聯(lián)立以上各式可得：/=0.2m

專(zhuān)題強(qiáng)化練

［保分基礎(chǔ)練］

1.（多選）（2021?河南鄭州市高三第一次質(zhì)量檢測(cè)）如圖1所示，方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，有

兩根位于同一水平面內(nèi)的足夠長(zhǎng)的平行金屬導(dǎo)軌，兩根相同的光滑導(dǎo)體棒昉、cd,質(zhì)量均為

m,靜止在導(dǎo)軌上.f=0時(shí)，棒Cd受到一瞬時(shí)沖量作用而以初速度。0向右滑動(dòng).運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，

必、”始終與導(dǎo)軌垂直并接觸良好，回路中的電流用/表示.下列說(shuō)法中正確的是（）

圖1

A.兩棒最終的狀態(tài)是Cd靜止，必以速度內(nèi)向右滑動(dòng)

B.兩棒最終的狀態(tài)是"、C"均以∣ι?的速度向右勻速滑動(dòng)

C.ah棒的速度由零開(kāi)始勻加速增加到最終的穩(wěn)定速度

D.回路中的電流/從某一個(gè)值/°逐漸減小到零

答案BD

解析導(dǎo)體棒滑動(dòng)過(guò)程中，系統(tǒng)水平方向動(dòng)量守恒，根據(jù)動(dòng)量守恒定律可得：mv0=2mv,則

v=y,所以Cd的速度逐漸減小，a6的速度逐漸增大，相對(duì)速度越來(lái)越小，最后相對(duì)速度為

零，則Cd棒所受安培力逐漸減小，Cd棒先做加速度逐漸減小的減速運(yùn)動(dòng)，最后以點(diǎn),0的速度

向右勻速運(yùn)動(dòng)，“匕棒做加速度逐漸減小的加速運(yùn)動(dòng)，最后以∣ι?的速度向右勻速運(yùn)動(dòng)，故A、

C錯(cuò)誤，B正確；設(shè)兩根導(dǎo)體棒的總電阻為R,由于［=BL（υni］52二者的速度之差越來(lái)越

小，最后速度之差為0,則回路中的電流/從某一個(gè)值∕o='架逐漸減小到零，故D正確.

2.（多選）（2021?福建龍巖市一模）如圖2所示，兩條相距為d且足夠長(zhǎng)的平行光滑金屬導(dǎo)軌位

于同一水平面內(nèi)，其左端接阻值為R的定值電阻.電阻為/?、長(zhǎng)為d的金屬桿功在導(dǎo)軌上以

初速度如水平向左運(yùn)動(dòng)，其左側(cè)有邊界為PQ、MN的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為A該磁

場(chǎng)以恒定速度。。勻速向右運(yùn)動(dòng)，金屬桿進(jìn)入磁場(chǎng)后，在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)f時(shí)間后達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，

導(dǎo)軌電阻不計(jì)，則（）

圖2

A.當(dāng)金屬桿剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，桿兩端的電壓大小為BdOo

B.當(dāng)金屬桿運(yùn)動(dòng)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，桿兩端的電壓大小為及歷O

C.f時(shí)間內(nèi)金屬桿所受安培力的沖量等于0

D.f時(shí)間內(nèi)金屬桿所受安培力做的功等于0

答案AD

解析當(dāng)金屬桿剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，桿相對(duì)于磁場(chǎng)的速度是2%，切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)

為2Bdv0,則桿兩端的電壓大小為Bdoo,選項(xiàng)A正確；開(kāi)始時(shí)根據(jù)楞次定律可知桿受到向右

的安培力作用而做減速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)減速到0后，由于磁場(chǎng)依舊向右運(yùn)動(dòng)，則金屬桿在安培力的

作用下向右加速運(yùn)動(dòng)，直到桿與磁場(chǎng)的相對(duì)速度為0時(shí)，金屬桿運(yùn)動(dòng)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，此時(shí)金

屬桿不再切割磁感線，桿兩端的電壓大小為0,選項(xiàng)B錯(cuò)誤；設(shè)金屬桿的質(zhì)量為""/時(shí)間內(nèi)

金屬桿所受安培力的沖量I-^p=mvo—（-mvo）=2mvo,選項(xiàng)C錯(cuò)誤；1時(shí)間內(nèi)金屬桿所受安

培力做的功W=/^Ek=^mv（Γ—^mvn2=0,選項(xiàng)D正確.

3.（多選）（2020?湖南常德市高三二模）如圖3所示，兩條相距為L(zhǎng)的光滑平行金屬導(dǎo)軌位于水

平面（紙面）內(nèi)，其左端接一阻值為R的定值電阻，導(dǎo)軌平面與磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁

場(chǎng)垂直，導(dǎo)軌電阻不計(jì).導(dǎo)體棒M垂直導(dǎo)軌放置并接觸良好，接入電路的電阻也為R若給

棒以平行導(dǎo)軌向右的初速度為，當(dāng)通過(guò)棒橫截面的電荷量為4時(shí)，棒的速度減為零，此過(guò)程

中棒發(fā)生的位移為x?則在這一過(guò)程中（）

b

XXXXX

RX—X--XX

××××X

圖3

A.導(dǎo)體棒做勻減速直線運(yùn)動(dòng)

B.當(dāng)棒發(fā)生的位移為宗時(shí)，通過(guò)棒橫截面的電荷量為?

c.在通過(guò)棒橫截面的電荷量為:時(shí)，棒運(yùn)動(dòng)的速度為號(hào)

D.定值電阻R產(chǎn)生的熱量為牛?

答案BD

解析由于導(dǎo)體棒向右減速運(yùn)動(dòng)，則感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)減小，感應(yīng)電流減小，所以導(dǎo)體棒受到的安

培力減小，根據(jù)牛頓第二定律可知其加速度減小，故導(dǎo)體棒做變減速運(yùn)動(dòng)，故A錯(cuò)誤；當(dāng)棒

的速度減為零，發(fā)生的位移為工時(shí)，通過(guò)棒橫截面的電荷量為q=h=可淳，則當(dāng)棒發(fā)生的

位移為襯，通過(guò)棒橫截面的電荷量為去故B正確；當(dāng)棒的速度減為零時(shí)，通過(guò)棒橫截面的

BLX——

電荷量為4=3萬(wàn)，設(shè)這段時(shí)間回路中的平均電流為/],由動(dòng)量定理得一8/1L力=0一“女），

ZA

其中＜?=/由

當(dāng)通過(guò)棒橫截面的電荷量為即寸，設(shè)這段時(shí)間回路中的平均電流為7^2

由動(dòng)量定理得一BI2Lt2=mv?-mvo,其中W=12?

2voc∣BL

解得:m=~~故錯(cuò)誤;

5=?y,VoC

根據(jù)能量守恒可知，棒的速度減為零的過(guò)程中，定值電阻R產(chǎn)生的熱量為。寵=；八反=%硒2

=吟N故D正確.

4.（多選）（2021?安徽合肥市高三第一次教學(xué)質(zhì)量調(diào)研）如圖4所示，寬度為乙的光滑金屬框架

MNPQ固定于水平面，并處在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向豎直向下，框架

的電阻分布不均勻.將質(zhì)量為相、長(zhǎng)為L(zhǎng)的金屬棒加垂直放置在框架上，并且與框架接觸

良好.現(xiàn)給棒外向左的初速度。0，其恰能做加速度大小為”的勻減速直線運(yùn)動(dòng)，則在棒"

的速度由小減為。的過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是（）

NαM

XX-XXX<

X%

X×XXX

XXXXXX

XXXXX_K_

PhQ

圖4

0（）2—g2

A.棒"的位移大小為」?一

B.通過(guò)棒帥的電荷量為嗎F

DL

C.框架PN段的熱功率增大

D.棒必產(chǎn)生的焦耳熱為最《（劭2—。2）

答案AB

一Vc?—

解析根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)速度位移關(guān)系有—0（）2=-2以，解得X=———,故A正確;

對(duì)ab棒根據(jù)動(dòng)量定理有一8IL?At=mv-mvo,又q=/?Δ∕,解得L",故B正確；

對(duì)ah棒由牛頓第二定律BlL=ma可知，電流不變，根據(jù)熱功率P=I2R可知，PN段的熱功

率不變，故C錯(cuò)誤；由能量守恒定律可知3m√-5n02=Q,。為電路中產(chǎn)生的焦耳熱，故導(dǎo)

體棒用產(chǎn)生的焦耳熱小于Q,即小于:/”（0（）2-°2）,故D錯(cuò)誤.

［爭(zhēng)分提能練I

5.（多選）（2021.山西省高三二模）如圖5,間距為/的兩平行光滑金屬導(dǎo)軌（電阻不計(jì)）由水平部

分和弧形部分平滑連接而成，其水平部分足夠長(zhǎng)，虛線MM'右側(cè)存在方向豎直向下大小為

8的勻強(qiáng)磁場(chǎng).兩平行金屬桿P、0的質(zhì)量分別為加、m2,電阻分別為R、R2，且始終與導(dǎo)

軌保持垂直.開(kāi)始兩金屬桿處于靜止?fàn)顟B(tài)，Q在水平軌道上距MM'為xo,P在距水平軌道

高為/7的傾斜軌道上，重力加速度為g.現(xiàn)由靜止釋放P,一段時(shí)間后，兩金屬桿間距穩(wěn)定為

X”則在這一過(guò)程中（）

A.穩(wěn)定后兩導(dǎo)軌間的電勢(shì)差為呼、反

B.當(dāng)。的加速度大小為。時(shí)，尸的加速度大小為giα

f∕L2

C.通過(guò)。的電荷量為零押

的十人2

D.P、。產(chǎn)生的焦耳熱為如警

mi-Tm2

答案ACD

解析由動(dòng)能定理有多及?（）2,得尸棒到MM'時(shí)的速度Uo=y∣2gh,穩(wěn)定后兩棒速度相

等，設(shè)為以根據(jù)動(dòng)量守恒定律加Bo=Ol+機(jī)2）。，解得O=-空~?2gh,兩導(dǎo)軌間的電勢(shì)差

∕7t1I?！?

U=Blv=y∣^gh,故A項(xiàng)正確；兩棒加速度均由安培力提供，因F=BlIf故〃2必=加2。,

m?-rm2

即0=詈%B項(xiàng)錯(cuò)誤；通過(guò)。的電荷量為Q=17=方f=々空'?,=BJ，,C項(xiàng)正確；P、

ffl?KAi-ΓA2K?~rK2

Q產(chǎn)生的焦耳熱即達(dá)到穩(wěn)定時(shí)電路損失的能量，0*耳=；如如2—+,“2）02=；；；量，D項(xiàng)

正確.

6.（2021?河北張家口市一模）如圖6所示，間距L=Im的平行且足夠長(zhǎng)的導(dǎo)軌由傾斜、水平兩

部分組成，傾斜部分傾角6=37。，在傾斜導(dǎo)軌頂端連接一阻值R=I。的定值電阻，質(zhì)量加

=1kg的金屬桿MN垂直導(dǎo)軌放置且始終接觸良好，并在整個(gè)區(qū)域加一垂直于傾斜導(dǎo)軌所在

斜面向下、磁感應(yīng)強(qiáng)度8=1T的勻強(qiáng)磁場(chǎng).現(xiàn)讓金屬桿MN從距水平導(dǎo)軌高度∕z=1.2m處

由靜止釋放，金屬桿在傾斜導(dǎo)軌上先加速再勻速運(yùn)動(dòng)，然后進(jìn)入水平導(dǎo)軌部分，再經(jīng)過(guò)位移

X=Im速度減為零.已知金屬桿與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)〃=0.5,導(dǎo)軌與金屬桿的電阻不計(jì)，

金屬桿在導(dǎo)軌兩部分銜接點(diǎn)機(jī)械能損失忽略不計(jì)，重力加速度g=10m∕s2,sin37o=0.6,

cos37°=0.8.求：

圖6

⑴金屬桿勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度大??；

(2)金屬桿在傾斜導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)階段，通過(guò)電阻R的電荷量和電阻R產(chǎn)生的焦耳熱;

(3)金屬桿在水平導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng)時(shí)所受摩擦力的沖量大小.

答案(1)2m/s(2)2C2J(3)1.36N?s

解析(1)金屬桿勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)所受合力為零

βLtUiw

-

mgsin/9—∕zwgcosθ-BImL=O,Im=

解得：vm=2m/s

⑵通過(guò)電阻R的電荷量cl=l『既△『竿=燃

解得：q=2C

根據(jù)能量守恒，電阻R產(chǎn)生的焦耳熱

1?h

Q=mgh—即Vm―一μmgcos夕而/

解得：β=2J

(3)根據(jù)動(dòng)量定理

=1

O—rnvm~If~B1'Z.cosθ?Λt'=-If-BLqcosθ

C,BLxcosθM2

且q=-----p---,解何：Zf=1.36Ns

κ

7.(2021?江蘇鹽城市、南京市一模)如圖7所示，相互平行、相距L的兩條金屬長(zhǎng)導(dǎo)軌固定在

同一水平面上，電阻可忽略不計(jì)，空間有方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,質(zhì)量

均為，小長(zhǎng)度均為小電阻均為R的導(dǎo)體棒甲和乙，可以在長(zhǎng)導(dǎo)軌上無(wú)摩擦左右滑動(dòng).開(kāi)始

時(shí)，甲導(dǎo)體棒具有向左的初速度。，乙導(dǎo)體棒具有向右的初速度2。，求:

B

圖7

(1)開(kāi)始時(shí)，回路中電流大小/；

(2)當(dāng)一根導(dǎo)體棒速度為零時(shí)，另一根導(dǎo)體棒的加速度大小a；

⑶運(yùn)動(dòng)過(guò)程中通過(guò)乙導(dǎo)體棒的電荷量最大值qm.

3BLvB2L2V3mv

答案⑴烹⑵海⑶痂

解析(1)開(kāi)始時(shí)，設(shè)回路中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E,根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律有E=3BLo

F

根據(jù)閉合電路歐姆定律有/=而

ZA

聯(lián)立解得/=瞎.

ZA

(2)甲、乙兩導(dǎo)體棒在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，受到的安培力大小相等，加速度大小相等.由于甲棒的初

速度較小，所以甲導(dǎo)體棒速度先減小到零，設(shè)此時(shí)乙導(dǎo)體棒的速度大小為小,根據(jù)動(dòng)量守恒

定律，以乙導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)的方向?yàn)檎较?，?,m>-∕m>=nwι

回路中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E'=BLvl

E1

回路中的感應(yīng)電流為∕'=Wr

乙導(dǎo)體棒受到的安培力大小為尸=Bl'L

根據(jù)牛頓第二定律，有F'=ma

21

βrv

聯(lián)立解得α=五行?

(3)當(dāng)兩導(dǎo)體棒速度相同時(shí)，回路中的感應(yīng)電流為零.設(shè)兩導(dǎo)體棒共同運(yùn)動(dòng)的速度為0共，由

動(dòng)量守恒定律得

2mv-nw=2mv?

7)一

解得。共=],設(shè)從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到兩棒速度相等的時(shí)間為f,回路中的平均電流為/,以水平向

右為正方向，對(duì)導(dǎo)體棒甲，根據(jù)動(dòng)量定理有BILt=mv

感應(yīng)電荷量q=/E,聯(lián)立解得鄉(xiāng)=^^,故通過(guò)乙導(dǎo)體棒的電荷量最大值0n=∣^.

8.(2021?山東濰坊市昌樂(lè)一中高三期末)如圖8所示，MN、PQ為足夠長(zhǎng)的水平光滑金屬導(dǎo)軌,

導(dǎo)軌間距L=0.5m,導(dǎo)軌電阻不計(jì)，空間有豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=IT;兩直

導(dǎo)體棒"、Cd均垂直于導(dǎo)軌放置，導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌始終接觸良好.導(dǎo)體棒次?的質(zhì)量〃?i=0.5kg,

電阻Rl=O.2C；導(dǎo)體棒Cd的質(zhì)量帆2=LOkg,電阻&=01Q?將Cd棒用平行于導(dǎo)軌的水平

細(xì)線與固定的力傳感器連接，給"一個(gè)水平向右、大小為。o=3m/s的初速度，求：

B

M-N

力傳感器

PTd---b1——Q

圖8

(1)導(dǎo)體棒ab開(kāi)始運(yùn)動(dòng)瞬間兩端的電壓Uab；

⑵力傳感器示數(shù)F隨ab運(yùn)動(dòng)距離X的變化關(guān)系；

⑶若導(dǎo)體棒ab向右運(yùn)動(dòng)的速度為1.5m/s時(shí)剪斷細(xì)線，求此后回路中產(chǎn)生的焦耳熱.

25

答案(1)0.5V(2)F=2.5-yξx(0≤x≤1.8m)(3)0.375J

解析(1)導(dǎo)體棒"開(kāi)始運(yùn)動(dòng)瞬間產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E=‰o=l×O.5×3V=1,5V

E1.5

回路的電流/=A=5A

R+k0?2+0.1

導(dǎo)體棒次?開(kāi)始運(yùn)動(dòng)瞬間兩端的電壓Uab=IR2=65Y

(2)設(shè)導(dǎo)體棒Clb向右運(yùn)動(dòng)X時(shí)的速度為Vf

則根據(jù)動(dòng)量定理得一8IL?t=m?V-m?Vo

--7-—-丁AGBLX

而x］一而前七一7后

L^v

ab棒所受安培力F安=BI'L=nID

A∣-ΓA2

Cd棒與油棒所受安培力大小相等，故力傳感器的示數(shù)尸=/安，

o2r2n2r2y05

聯(lián)立解得F=而瓦加一嬴而而］=2.5—B(OWXWl.8m)

(3)若導(dǎo)體棒岫向右運(yùn)動(dòng)的速度為1.5m/s時(shí)剪斷細(xì)線，此后岫做減速運(yùn)動(dòng)，ɑ/做加速運(yùn)動(dòng)，

當(dāng)兩棒速度相等時(shí)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，

由動(dòng)量守恒定律可知m?V?=(m↑+m2)v'

回路中產(chǎn)生的焦耳熱等于損失的機(jī)械能，

則Q=^n?V?1~^m?Λ?nιi)v'2

代入數(shù)據(jù)解得Q=0.375J.

［尖子生選練］

9.(多選)如圖9所示，兩條足夠長(zhǎng)、電阻不計(jì)的平行導(dǎo)軌放在同一水平面內(nèi)，相距/.磁感應(yīng)

強(qiáng)度大小為B的范圍足夠大的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于導(dǎo)軌平面向下.兩根質(zhì)量均為〃?、電阻均為r

的導(dǎo)體桿“、人與兩導(dǎo)軌垂直放置且接觸良好，開(kāi)始時(shí)兩桿均靜止.已知人桿光滑，α桿與導(dǎo)

軌間最大靜摩擦力大小為Fo.現(xiàn)對(duì)b桿施加一與桿垂直且大小隨時(shí)間按圖乙所示規(guī)律變化的

水平外力凡已知在A時(shí)刻，α桿開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，此時(shí)拉力大小為Q,下列說(shuō)法正確的是(最大靜

摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力)()

圖9

A.當(dāng)。桿開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)，匕桿的速度大小為蕭

B.在。?”這段時(shí)間內(nèi)，人桿所受安培力的沖量大小為^一斗3I

C.在A?及這段時(shí)間內(nèi)，a、b桿的總動(dòng)量增加了(*十母(母一“)

D.八人兩桿最終速度將恒定，且兩桿速度大小之差等于“時(shí)刻6桿速度大小

答案AD

解析在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，“、〃兩桿所受安培力大小相等，當(dāng)4桿開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)，所受的安培

力大小等于最大靜摩擦力R),則號(hào)/=Fo,解得b桿的速度大小為。=觥，選項(xiàng)A正確；

由動(dòng)量定理得"一/殳=m。，且∕F=57/I,解得I類(lèi)=%一嘰=%1人一"患,選項(xiàng)B錯(cuò)誤；在

(Ft+FoVr-∕∣)

力?力這段時(shí)間內(nèi)，外力尸對(duì)a、b桿的沖量為∕F'=-----------f-2----,因"桿受摩擦力作用，

可知a、b桿所受合力的總沖量小于~"，即a'b桿的總動(dòng)量增加量小于

(F∣+Fyf),選項(xiàng)C錯(cuò)誤；由于最終外力F=F0,故此時(shí)對(duì)兩桿整體，合力為零，兩桿所

受的安培力均為Fo,處于穩(wěn)定狀態(tài)，因開(kāi)始時(shí)6桿做減速運(yùn)動(dòng)，4桿做加速運(yùn)動(dòng)，故a、b

D2/2A。

兩桿最終速度將恒定，速度大小之差滿足一M-=F0,即A。=。，速度大小之差等于h時(shí)刻b

桿速度大小，選項(xiàng)D正確.

第一篇專(zhuān)題復(fù)習(xí)

專(zhuān)題五近代物理

第18課時(shí)近代物理

■知識(shí)體系,

α粒r散射實(shí)驗(yàn)H原廣核式結(jié)構(gòu)I

I光子能量I

I￡=hvII能級(jí)］

I截止頻率I豚理論

[躍遷,∕tv=fιw-El,(,">")]

國(guó)畫(huà)H骸嬲能I(???1-天然放射現(xiàn)象、三種射線、原子核的組成:中子、質(zhì):子

I飽和光電流I~I光的強(qiáng)度I

電荷數(shù)守恒、

I電子的干涉和福祠_________.質(zhì)量數(shù)守恒

,-----,I物質(zhì)波:

質(zhì)量虧損.核能,AE=Amc2

【命題規(guī)律】L命題角度：(1)光電效應(yīng)、能級(jí)躍遷⑵原子核2?？碱}型：選擇題.

高考題型1光電效應(yīng)能級(jí)躍遷

1.光電效應(yīng)兩條對(duì)應(yīng)關(guān)系

(1)光子頻率高f光子能量大f光電子的最大初動(dòng)能大；

(2)光照強(qiáng)度大(同種頻率的光)f光子數(shù)目多一發(fā)射光電子多f光電流大.

2.定量分析時(shí)應(yīng)抓住三個(gè)關(guān)系式

愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程Ek=hv—Wb

最大初動(dòng)能與遏止電壓的關(guān)系Ek=心

逸出功與截止頻率的關(guān)系Wo=hvc

3.光電效應(yīng)的四類(lèi)圖象分析

圖象名稱(chēng)圖線形狀由圖線直接(或間接)得到的物理量

(1)截止頻率：圖線與V軸交點(diǎn)的橫坐標(biāo)Vc

最大初動(dòng)能Ek

(2)逸出功：圖線與Ek軸交點(diǎn)的縱坐標(biāo)的絕對(duì)值

與入射光頻率

Wi)=I-El=E

V的關(guān)系圖線才

(3)普朗克常量：圖線的斜率&=〃

Ek=hy—hvc

顏色相同、強(qiáng)

I里光(黃)

/m2(1)遏止電壓Uy圖線與橫軸交點(diǎn)的橫坐標(biāo)

度不同的光，*ml夕工光(黃)

(2)飽和光電流/ml、∕m2:光電流的最大值

光電流與電壓

α----------U(3)最大初動(dòng)能：Ek=eUc

的關(guān)系

顏色不同時(shí)，19

(1)遏止電壓Ucl>Uc2,則V1>V2

光電流與電壓-------

最大初動(dòng)能E=eU

上(2)Eki=et∕ci,k2c2

的關(guān)系)U

(1)截止頻率入：圖線與橫軸的交點(diǎn)的橫坐標(biāo)

(2)遏止電壓Ue：隨入射光頻率的增大而增大，

遏止電壓UC與

J,_hv_Wo

入射光頻率VJee

的關(guān)系圖線

U(3)普朗克常量岳等于圖線的斜率與電子電荷量

的乘積，即〃=陽(yáng)注：此時(shí)兩極之間接反向電壓)

4.解決氫原子能級(jí)躍遷問(wèn)題的三點(diǎn)技巧

(1)原子躍遷時(shí)，所吸收或輻射的光子能量只能等于兩能級(jí)的能量差.

(2)原子電離時(shí)，所吸收的能量可以大于或等于某一能級(jí)能量的絕對(duì)值，剩余能量為自由

電子的動(dòng)能.

(3)一個(gè)氫原子躍遷發(fā)出的可能光譜線條數(shù)最多為(〃一1),而一群氫原子躍遷發(fā)出的可能

光譜線條數(shù)可用N=C?=跡產(chǎn)求解.

考向一光電效應(yīng)

例1(2021?河南南陽(yáng)市高三期末)利用如圖1所示的裝置觀察光電效應(yīng)現(xiàn)象，將光束照射在

金屬板上，發(fā)現(xiàn)驗(yàn)電器指針沒(méi)有張開(kāi).欲使指針張開(kāi)，可()

A.改用逸出功更大的金屬板材料

B.改用頻率更高的入射光束

C.增加該光束的照射時(shí)間

D.增大該光束的強(qiáng)度

答案B

解析改用逸出功更大的金屬板材料，更不可能發(fā)生光電效應(yīng)現(xiàn)象，指針不能張開(kāi)，所以A

錯(cuò)誤；發(fā)生光電效應(yīng)現(xiàn)象的條件是入射光的頻率要大于金屬的裁止頻率，與入射光的強(qiáng)度無(wú)

關(guān)，與入射光的照射時(shí)間也無(wú)關(guān)，則改用頻率更高的入射光束，可以使指針張開(kāi)，所以B正

確，C、D錯(cuò)誤.

例2（2019?北京卷?19）光電管是一種利用光照射產(chǎn)生電流的裝置，當(dāng)入射光照在管中金屬板

上時(shí)，可能形成光電流.表中給出了6次實(shí)驗(yàn)的結(jié)果.

入射光子的光電流大逸出光電子的

組次相對(duì)光強(qiáng)