3．如图，两根平行光滑金属导轨固定在同一水平面内，左端接一定值电阻
。
轴平行于金属导轨，在
的空间区域内存在垂直纸面向里的磁场，磁感应强度的大小
随坐标
的分布规律为
。金属细棒
在水平向右的外力
作用下平行于导轨运动，运动过程中始终与导轨垂直并接触良好。已知导轨间距为
，电阻
的阻值为
，金属棒从
运动到
的过程中，电阻
的电功率保持不变，产生的焦耳热为
。不计导轨和金属棒的电阻，则金属棒（）
A．从
到
的过程做匀减速直线运动
B．从
到
的过程受到的外力
逐渐增大
C．经过
处时的速度大小为
D．从
到
的过程所用的时间为
4．如图甲所示，初速度近似为0的热电子进入电势差为
的加速区，被加速后轰击处于基态的冷氢原子气体，电子和原子发生弹性或非弹性碰撞。发生非弹性碰撞的部分电子使氢原子激发到不同能级（两个电子连续激发同一原子概率极低，可忽略），电子能量减小后向不同方向射出。具有不同能量的电子经准直后，均从
点以入射角
射入电势差
、间距
的两极板间匀强电场区，经电场偏转后打到下极板上，形成一系列分立的荧光斑点，其中最远的斑点离
点距离
。已知氢原子能级如图乙所示。则（）
A．加速电压
B．被激发的氢原子可发出3种不同频率的可见光
C．下极板上可以观测到5个荧光斑点
D．相邻荧光斑点间距的最大值为10.2cm
【答案】BC
【详解】A．动生电动势
电阻R的电功率保持不变，由
可知感应电动势
恒定，则速度
与位移
成反比，不是匀减速直线运动，故A错误；
CD．电流恒定则
为定值
取过程中极小段时间
，则有
则有
由数学知识知
整理可得
已知总焦耳热
整理可得
代入
，可得
，故C正确，D错误；
B．由于
为定值，由数学知识
由于位移增大而速度减小，加速度大小减小
安培力
导轨光滑，由牛顿第二定律
由于加速度为负且大小减小，可推出受到的外力
逐渐增大，故B正确。
故选BC。
【答案】AD
【详解】电子以入射角
射入匀强电场，将初速度分解为水平（平行极板）分量
和竖直（垂直极板向上）分量
极板间电场强度
，电子竖直方向受电场力向下，加速度
电子从O点到下极板的过程，竖直位移为0，由运动学公式：
解得总运动时间
水平方向匀速运动，落点到O点的水平距离
结合电子初动能
化简可得：
A．最远斑点对应能量最大的电子，即未发生非弹性碰撞、动能无损失的电子，最远
，代入
、
，可得
电子经加速区获得的动能等于
，即
，故A正确；
B．氢原子的能级差：
需吸收12.75eV，小于电子最大动能12.8eV，因此电子的能量可以让氢原子激发到
能级（能量不足以到
能级），结合可见光的能量范围可知，
、
（巴耳末系），可发出2种频率的可见光，故B错误；
C．电子和氢原子碰撞后，剩余动能共4种可能，分别是
无能量损失：
激发到
：
激发氢到
：
激发氢到
：
共4个分立的荧光斑点，故C错误；
D．结合
计算各动能对应的水平位移：
因此相邻荧光斑点的最大间距为
，故D正确。
故选AD。
