知识点挑题 - 高中物理 - 优优班--学霸训练营

1．
在质量为\(M=1kg\)的小车上，竖直固定着一个质量为\(m=0.2kg\)、宽\(L=0.05m\)、总电阻\(R=100Ω\)、\(n=100\)匝的矩形线圈。线圈和小车一起静止在光滑水平面上，如图甲所示。现有一子弹以\(v_{0}=110m/s\)的水平速度射入小车中，并立即与小车\((\)包括线圈\()\)一起运动，速度为\(v_{1}=10m/s\)。随后穿过与线圈平面垂直、磁感应强度\(B=1.0T\)的水平有界匀强磁场，方向垂直纸面向里，如图甲所示。已知子弹射入小车后，小车运动的速度\(v\)随车的位移\(s\)变化的\(v-s\)图象如图乙所示。求：
\((1)\)子弹的质量\(m_{0}\)；
\((2)\)小车的位移\(s=10cm\)时线圈中电流大小\(I\)；
\((3)\)在线圈进入磁场的过程中通过线圈某一截面的电荷量\(q\)；
\((4)\)线圈和小车通过磁场的过程中线圈电阻的发热量\(Q\)。

难度：易

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2．
如图所示，两条平行的光滑金属导轨所在平面与水平面的夹角为\(θ\)，间距为\(d\)。导轨处于匀强磁场中，磁感应强度大小为\(B\)，方向与导轨平面垂直。质量为\(m\)的金属棒被固定在导轨上，距底端的距离为\(s\)，导轨与外接电源相连，使金属棒通有电流。金属棒被松开后，以加速度\(a\)沿导轨匀加速下滑，金属棒中的电流始终保持恒定，重力加速度为\(g\)。求下滑到底端的过程中，金属棒
\((1)\)末速度的大小\(v\)；
\((2)\)通过的电流大小\(I\)；
\((3)\)通过的电荷量\(Q\)。

难度：较易

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3．

如图，由某种粗细均匀的总电阻为\(4R\)的金属条制成的矩形线框\(abcd\)，固定在水平面内且处于方向竖直向下的匀强磁场\(B\)中\(.\)一接入电路电阻为\(R\)的导体棒\(PQ\)，在水平拉力作用下沿\(ab\)、\(dc\)以速度\(v\)匀速滑动，滑动过程\(PQ\)始终与\(ab\)垂直，且与线框接触良好，不计摩擦\(.\)在\(PQ\)从靠近\(ad\)处向\(bc\)滑动\((\)未到达\(bc\)处\()\)的过程中\((\)　　\()\)

A．\(PQ\)中电流先增大后减小

B．\(PQ\)两端电压恒定

C．\(PQ\)上拉力先减小后增大

D．线框消耗的电功率先增大后减小

难度：较易

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4．

如图所示，平行金属导轨的间距为\(d\)，一端跨接一阻值为\(R\)的电阻，匀强磁场的磁感应强度为\(B\)，方向垂直于平行轨道所在平面\(.\)一根长直金属棒与轨道成\(60^{\circ}\)角放置，且接触良好，则当金属棒以垂直于棒的恒定速度\(v\)沿金属轨道滑行时，其它电阻不计，电阻\(R\)中的电流强度为\((\)　　\()\)

A．\( \dfrac {Bdv}{R\sin 60 ^\circ }\)

B．\( \dfrac {Bdv}{R}\)

C．\( \dfrac {Bdv\sin 60 ^{\circ} }{R}\)

D．\( \dfrac {Bdv\cos 60 ^{\circ} }{R}\)

难度：较难

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5．

如图所示，一闭合直角三角形线框以速度\(v\)匀速穿过匀强磁场区域\(.\)从\(BC\)边刚进入磁场区开始计时，到\(A\)点离开磁场区为止的过程中，以逆时针方向为电流的正方向，线框内感应电流随时间变化图象正确的是\((\)　　\()\)

A．

B．

C．

D．

难度：易

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6．

两根足够长的光滑导轨竖直放置，间距为\(L\)，底端接阻值为\(R\) 的电阻。将质量为\(m\)的金属棒悬挂在一个固定的轻弹簧下端，金属棒和导轨接触良好，导轨所在平面与磁感应强度为\(B\) 的匀强磁场垂直，如图所示。除电阻\(R\) 外其余电阻不计。现将金属棒从弹簧原长位置由静止释放。则\((\)　　\()\)

A．释放瞬间金属棒的加速度等于重力加速度\(g\)

B．金属棒的速度为\(v\)时。所受的安培力大小为\(F= \dfrac {B^{2}L^{2}v}{R}\)

C．金属棒向下运动时，流过电阻\(R\) 的电流方向为\(a→b\)

D．电阻\(R\) 上产生的总热量等于金属棒重力势能的减少量

难度：较易

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7．

如图所示，相距为\(L\)的两条足够长的光滑平行金属导轨与水平面的夹角为\(θ\)，上端接有定值电阻\(R\)，匀强磁场垂直于导轨平面，磁感应强度为\(B.\)将质量为\(m\)的导体棒由静止释放，当速度达到\(v\)时开始匀速运动，此时对导体棒施加一平行于导轨向下的拉力，并保持拉力的功率恒为\(P\)，导体棒最终以\(2v\)的速度匀速运动\(.\)导体棒始终与导轨垂直且接触良好，不计导轨和导体棒的电阻，重力加速度为\(g.\)下列选项正确的是\((\)　　\()\)

A．\(P=2mgv\sin \) \(θ\)

B．\(P=3mgv\sin \) \(θ\)

C．当导体棒速度达到\( \dfrac {v}{2}\)时加速度大小为\( \dfrac {g}{2}\sin \) \(θ\)

D．在速度达到\(2v\)以后匀速运动的过程中，\(R\)上产生的焦耳热等于拉力所做的功

难度：中等

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8．
如图所示，正方形单匝均匀线框\(abcd\)边长\(L=0.4m\)，每边电阻相等，总电阻\(R=0.5Ω.\)一根足够长的绝缘轻质细线跨过两个轻质光滑定滑轮，一端连接正方形线框，另一端连接绝缘物体\(P\)，物体\(P\)放在一个光滑的足够长的固定斜面上，斜面倾角\(θ=30^{\circ}\)，斜面上方的细线与斜面平行\(.\)在正方形线框正下方有一有界的匀强磁场，上边界\(I\)和下边界Ⅱ都水平，两边界之间距离也是\(L=0.4m.\)磁场方向水平且垂直纸面向里，磁感应强度大小\(B=0.5T.\)现让正方形线框的\(cd\)边距上边界\(I\)的正上方高度\(h=0.9m\)的位置由静止释放，且线框在运动过程中始终与磁场垂直，\(cd\)边始终保持水平，物体\(P\)始终在斜面上运动，线框刚好能以\(v=3m/s\)的速度进入并匀速通过磁场区域\(.\)释放前细线绷紧，重力加速度\(g=10m/s^{2}\)，不计空气阻力．
\((1)\)线框的\(cd\)边在匀强磁场中运动的过程中，\(c\)、\(d\)间的电压是多大？
\((2)\)线框的质量\(m_{1}\)和物体\(P\)的质量\(m_{2}\)分别是多大？

难度：较易

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9．
如图甲所示为发电机的简化模型，固定于绝缘水平桌面上的金属导轨，处在方向竖直向下的匀强磁场中，导体棒\(ab\)在水平向右的拉力\(F\)作用下，以水平速度\(v\)沿金属导轨向右做匀速直线运动，导体棒\(ab\)始终与金属导轨形成闭合回路。已知导体棒\(ab\)的长度恰好等于平行导轨间距\(l\)，磁场的磁感应强度大小为\(B\)，忽略摩擦阻力。
\((1)\)求导体棒\(ab\)运动过程中产生的感应电动势\(E\)和感应电流\(I\)；
\((2)\)从微观角度看，导体棒切割磁感线产生感应电动势是由于导体内部的自由电荷受到沿棒方向的洛伦兹力做功而产生的。如图乙\((\)甲图中导体棒\(ab)\)所示，为了方便，可认为导体棒\(ab\)中的自由电荷为正电荷，每个自由电荷的电荷量为\(q\)，设导体棒\(ab\)中总共有\(N\)个自由电荷。
\(a.\)求自由电荷沿导体棒定向移动的速率\(u\)；
\(b.\)请分别从宏观和微观两个角度，推导非静电力做功的功率等于拉力做功的功率。

难度：较易

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10．

如图所示，一个边长为\(a\)、电阻为\(R\)的等边三角形线框，在外力作用下，以速度\(v\)匀速穿过宽均为\(a\)的两个匀强磁场\(.\)这两个磁场的磁感应强度大小均为\(B\)，方向相反\(.\)线框运动方向与底边平行且与磁场边缘垂直\(.\)取逆时针方向的电流为正\(.\)若从图示位置开始，线框中产生的感应电流\(I\)与沿运动方向的时间\(t\)之间的函数图象，下面四个图中正确的是\((\)　　\()\)

A．

B．

C．

D．

难度：较难

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