知识点挑题 - 高中物理 - 优优班--学霸训练营

1．如图所示，一个质量为\(m\)、电阻不计、足够长的光滑\(U\)形金属框架\(MNPQ\)，位于光滑水平桌面上，分界线\(OO{{'}}\)分别与平行导轨\(MN\)和\(PQ\)垂直，两导轨相距\(L.\)在\(OO{{'}}\)的左右两侧存在着区域很大、方向分别为竖直向上和竖直向下的匀强磁场，磁感应强度的大小均为\(B.\)另有质量也为\(m\)的金属棒\(CD\)，垂直于\(MN\)放置在\(OO{{'}}\)左侧导轨上，并用一根细线系在定点\(A.\)已知细线能承受的最大拉力为\(T_{0}\)，\(CD\)棒接入导轨间的有效电阻为\(R;\)现从\(t=0\)时刻开始对\(U\)形框架施加水平向右的拉力\(F\)，使其从静止开始做加速度为\(a\)的匀加速直线运动．

\((1)\) 求从框架开始运动到细线断裂所需的时间\(t_{0}\)．

\((2)\) 若细线尚未断裂，求在\(t\)时刻水平拉力\(F\)的大小．

\((3)\) 若在细线断裂时，立即撤去拉力\(F\)，求此时框架的瞬时速度\(v_{0}\)和此后过程中回路产生的总热量\(Q\)．

难度：较难

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2．

如图所示，\(Q\)是单匝金属线圈，\(MN\)是一个螺线管，它的绕线方向没有画出，\(Q\)的输出端\(a\)、\(b\)和\(MN\)的输入端\(c\)、\(d\)之间用导线相连，\(P\)是在\(MN\)的正下方水平放置的用细导线绕制的软弹簧线圈。若在\(Q\)所处的空间加上与环面垂直的变化磁场，发现在\(t_{1}\)至\(t_{2}\)时间段内弹簧线圈处在收缩状态，则所加磁场的磁感应强度的变化情况可能是\((\)　　\()\)

A．

B．

C．

D．

难度：中等

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3．

\([\)多选\(]\)如图所示，磁场方向垂直于纸面，磁感应强度大小在竖直方向均匀分布，水平方向非均匀分布。一铜制圆环用绝缘细线悬挂于\(O\)点。将圆环拉至位置\(a\)后无初速度释放，圆环摆到右侧最高点\(b\)，不计空气阻力。在圆环从\(a\)摆向\(b\)的过程中( )

A．感应电流方向先是逆时针方向，再顺时针方向，后逆时针方向

B．感应电流方向一直是逆时针

C．安培力方向始终与速度方向相反

D．安培力方向始终沿水平方向

难度：难

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4．在空间存在着竖直向上的各处均匀的磁场，将一个不变形的单匝金属圆线圈放入磁场中，规定线圈中感应电流方向沿如图甲所示的方向为正\(.\)当磁场的磁感应强度\(B\)随时间\(t\)的变化规律如图乙所示时，图中能正确表示线圈中感应电流随时间变化的规律的是 ( )

A．

B．

C．

D．

难度：易

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5．
在电磁铁的两极之间安置一个环形真空室，当电流变化时，电磁铁磁场变化，在环形室内就会感生出很强的、同心环状的涡旋电场。用电子枪将电子注入环形室，电子在涡旋电场的作用下被加速，并在洛伦兹力的作用下，沿圆形轨道运动。已知电子圆形轨道圆面的内的平均磁感应强度大小的增加率为\(\dfrac{\Delta \overline{B}}{\Delta t}\)，电子做圆周运动的环形轨道上的磁感应强度大小的增加率为\(\dfrac{\Delta B}{\Delta t}\)，已知电子圆形轨道半径为\(R\)，电子电量为\(e\)，质量为\(m\)，电子轨道处感生电场的电场强度大小处处相等，电子所受涡旋电场力为非静电力。求：

\(⑴\)电子在涡旋电场作用下，加速一周动能的增加量

\(⑵\)电子在加速过程中，沿切线方向的加速度与\(\dfrac{\Delta \overline{B}}{\Delta t}\)的关系式

\(⑶\)为了使电子在不断增强的磁场中沿着半径不变的圆轨道加速运动，求\(\dfrac{\Delta B}{\Delta t}\)和\(\dfrac{\Delta \overline{B}}{\Delta t}\)之间必须满足的定量关系．

难度：较难

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6．如图所示，固定在匀强磁场中的水平导轨\(ab\)、\(cd\)的间距\(L_{1}=0.5m\)，金属棒\(ad\)与导轨左端\(bc\)的距离为\(L_{2}=0.8m\)，整个闭合回路的电阻为\(R=0.2Ω\)，磁感应强度为\(B_{0}=1T\)的匀强磁场竖直向下穿过整个回路\(.ad\)杆通过滑轮和轻绳连接着一个质量为\(m=0.04kg\)的物体，不计一切摩擦，现使磁场以\( \dfrac {\triangle B}{\triangle t}=0.2T/s\)的变化率均匀地增大\(.\)求：
\((1)\)金属棒上电流的方向．
\((2)\)感应电动势的大小．
\((3)\)物体刚好离开地面的时间\((g=10m/s^{2}).\)

难度：易

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7．

将一段导线绕成图甲所示的闭合回路，并固定在水平面\((\)纸面\()\)内，回路的\(ab\)边置于垂直纸面向里的匀强磁场Ⅰ中。回路的圆环区域内有垂直纸面的磁场Ⅱ，以向里为磁场Ⅱ的正方向，其磁感应强度\(B\)随时间\(t\)变化的图象如图乙所示。用\(F\)表示\(ab\)边受到的安培力，以水平向右为\(F\)的正方向，能正确反映\(F\)随时间\(t\)变化的图象是( )

A．

B．

C．

D．

难度：较易

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8．

如图所示，半径为\(r\)的金属环绕通过其直径的轴\(OO′\)以角速度\(ω\)做匀速转动，匀强磁场的磁感应强度为\(B.\)从金属环的平面与磁场方向重合时开始计时，在转过\(30^{\circ}\)角的过程中，环中产生的电动势的平均值为 ( )

A．\(2Br^{2}ω\)

B．\(2\sqrt{3}B{{r}^{2}}\omega \)

C．\(3Br^{2}ω\)

D．\(3\sqrt{3}B{{r}^{2}}\omega \)

难度：中等

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9．如图甲所示，竖直向上的匀强磁场的磁感应强度 \(B\)\({\,\!}_{0}=0.5 T\)，并且以\( \dfrac{ΔB}{Δt}=0.1 T/s\)的变化率均匀增大，图像如图乙所示，水平放置的导轨不计电阻，不计摩擦阻力，宽度 \(L\)\(=0.5 m\)，在导轨上放着一金属棒 \(MN\)，电阻 \(R\)\({\,\!}_{0}=0.1 Ω\)，并且水平细线通过定滑轮悬吊着质量 \(M\)\(=0.2 kg\)的重物。导轨上的定值电阻 \(R\)\(=0.4 Ω\)，与 \(P\)、 \(Q\)端点相连组成回路。又知 \(PN\)长 \(d\)\(=0.8 m\)。在重物被拉起的过程中，下列说法中正确的是\(( \)\(g\)取\(10 N/kg)\)( )

A．电流的方向由 \(P\)到 \(Q\)

B．电流的大小为\(0.1 A\)

C．从磁感应强度为 \(B\)\({\,\!}_{0}\)开始计时，经过\(495 s\)的时间，金属棒 \(MN\)恰能将重物拉起

D．电阻 \(R\)上产生的热量约为\(16 J\)

难度：中等

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10．
半径为\(a\)的圆形区域内有均匀磁场，磁感应强度为\(B=0.2T\)，磁场方向垂直纸面向里，半径为\(b\)的金属圆环与磁场同心放置，磁场与环面垂直，其中\(a=0.4m\)，\(b=0.6m\)，金属环上分别接有灯\(L_{1}\)、\(L_{2}\)，两灯的电阻均为\(R_{0}=2Ω\)，一金属棒\(MN\)与金属环接触良好，棒与环的电阻均忽略不计。

\(⑴\)若棒以\(v_{0}=5m/s\)的速率在环上向右匀速滑动，求棒滑过圆环直径\(OO＇\)的瞬间\((\)如图所示\()MN\)中的电动势和流过灯\(L_{1}\)的电流。

\(⑵\)撤去中间的金属棒\(MN\)，将右面的半圆环\(OL_{2}O^{{{'}}}\)以\(OO^{{{'}}}\)为轴向上翻转\(90^{0}\)后，磁场开始随时间均匀变化，其变化率为\( \dfrac{∆B}{∆t}= \dfrac{4}{π}T/s \)，求\(L_{1}\)的功率。

难度：较难

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