2021-2022学年高二物理竞赛恒定电流习题课件（18张PPT）

1、恒定电流习题课件(2022)两相互平行无限长的直导线载有大小相等方向相反的电流，长度为b的金属杆CD与两导线共面且垂直，相对位置如图CD杆以速度 平行直线电流运动，求CD杆中的感应电动势，并判断C、D两端哪端电势较高？解：建立坐标(如图)则： ， ， 方向感应电动势方向为CD，D端电势较高 （2022）两根平行无限长直导线相距为 ，载有大小相等方向相反的电流 ，电流变化率 一个边长为 的正方形线圈位于导线平面内与一根导线相距 ，如图所示求线圈中的感应电动势 ，并指出线圈中的感应电流是顺时针还是逆时针方向 解： 顺时针方向 回路方向顺时针，面积方向向内。(2022) 如图所示，一电荷线密度为 的

2、长直带电线(与一正方形线圈共面并与其一对边平行)以变速率v =v(t)沿着其长度方向运动，正方形线圈中的总电阻为R，求t时刻通过方形线圈中感应电流的大小。解:长直带电线运动相当于电流 （2022）如图所示，一半径为r2电荷线密度为 的均匀带电圆环，里边有一半径为r1总电阻为R的导体环，两环共面同心(r2 r1)，当大环以变角速度w =w(t)绕垂直于环面中心轴旋转时，求小环中的感应电流其方向如何？ 解：大环电流 小环回路方向逆时针 dw(t) /dt 0时，i为顺时针方向 dw(t) /dt 0时，i为逆时针方向 （2022）在惯性系 中，两事件发生在同一地点而时间相隔为8秒，另一惯性系 以速

3、度 相对于 运动，则 系中测得的两事件的空间间隔是多少？解：由洛伦兹变换 得： 注意：(2022)设有宇宙飞船A和B，固有长度均为l0 = 100 m，沿同一方向匀速飞行，在飞船B上观测到飞船A的船头、船尾经过飞船B船头的时间间隔为 t = (5/3)10-7 s，求飞船B相对于飞船A的速度的大小解：设飞船B所在的惯性系为 系，固定在飞船A上的惯性系为 系。 系A船或(2022) 一艘宇宙飞船的船身固有长度为 ，相对于地面以 （c为真空中的光速）的匀速度在地面观测站的上空飞过。求（1）观测站测得飞船的船身通过观测站的时间间隔。（2）宇航员测得飞船的船身通过观测站的时间间隔。解一 设地面观测站所

4、在的惯性系为 系，固定在宇宙飞船上的惯性系为 系, 在 系中，观测站从宇宙飞船的船头到船尾的时间间隔为： S系观测站 系飞船解二 设地面观测站所在的惯性系为 系，固定在宇宙飞船上的惯性系为 系。船头通过观测站：船尾通过观测站： S系观测站 系飞船解：据相对论动能公式 v = 0.91c (2022)已知 子的静止能量为 105.7 MeV，平均寿命为 2.210-8 s求动能为 150 MeV的 子的速度v是多少？平均寿命 是多少？m(2022)一电子以 （c为真空中光速)的速率运动求：(1) 电子的总能量是其静止能量的多少倍？(2) 电子的动能是其静止能量的多少倍？(电子静止质量 ）解： 解

5、：根据功能原理，要做的功 W = DE 根据相对论能量公式 DE = m2c2- m1c2 根据相对论质量公式 (2022)要使电子的速度从v1 =1.2108 m/s增加到v2 =2.4108 m/s必须对它作多少功？ (电子静止质量me 9.1110-31 kg)4.7210-14 J2.95105 eV （2022）一电子以 （c为真空中光速)的速率运动试求： (1) 电子的总能量是多少焦耳？(2) 电子的相对论动能是多少焦耳？(电子静止质量 ）解=5.810-13 J = 4.9910-13 J （2022）实验发现基态氢原子可吸收能量为 12.75 eV的光子（1）试问氢原子吸收该光

6、子后将被激发到哪个能级？(2) 受激发的氢原子向低能级跃迁时，最多可能发出几条谱线？最多6条谱线。 解（43，42，41，32，31，21）(2022)已知粒子在无限深势阱中运动，其波函数为 (0 x a)求发现粒子的概率为最大的位置 解有最大值条件： (0 x a)（2022）用波长 的光子做康普顿散射实验 (1) 散射角 的康普顿散射波长是多少？ (2) 反冲电子获得的动能是多少焦耳？ (普朗克常量 Js，电子静止质量 ） =0.02410-10 m 1.02410-10 m 解：=4.6610-17 J =291 eV （2022）假如电子运动速度与光速可以比拟，则当电子的动能等于它静止能量的2倍时，其德布罗意波长为多少？(普朗克常量h =6.6310-34 Js，电子静止质量me=9.1110-31 kg)解：（2022）能量为15 eV的光子，被处于基态的氢原子吸收，使氢原子电离发射一个光电子，求此光电子的德布