知识点挑题 - 高中物理 - 优优班--学霸训练营

如图甲、乙所示，矩形线框\(ABCD\)静置在光滑的水平面上，竖直方向存在着组合磁场，其磁感应强度分别为\(B\)、\(2B\)，分别用力\(F_{1}\)、\(F_{2}\)将相同的矩形线框\((\)一边与两磁场的边界重合\()\)沿水平面匀速完全拉进另一磁场，且两次的速度之比为\(v_{1}\)：\(v_{2}=1\)：\(2\)，则在线框完全进入另一磁场的过程中，下列说法正确的是\((\)　　\()\)

A．回路中电流之比为\(1\)：\(1\)

B．线框中产生的热量之比为\(1\)：\(1\)

C．拉力大小之比为\(1\)：\(2\)

D．克服安培力做功的功率之比为\(1\)：\(2\)

难度：较易

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2．
如图甲所示，弯折成\(90^{\circ}\)角的两根足够长金属导轨平行放置，形成左右两导轨平面，左导轨平面与水平面成\(53^{\circ}\)角，右导轨平面与水平面成\(37^{\circ}\)角，两导轨相距\(L=0.2m\)，电阻不计。质量均为\(m=0.1kg\)，电阻均为\(R=0.1Ω\)的金属杆\(ab\)、\(cd\)与导轨垂直接触形成闭合回路，金属杆与导轨间的动摩擦因数均为\(μ=0.5\)，整个装置处于磁感应强度大小为\(B=1.0T\)，方向平行于左导轨平面且垂直右导轨平面向上的匀强磁场中。\(t=0\)时刻开始，\(ab\)杆以初速度\(v_{1}\)沿右导轨平面下滑。\(t=ls\)时刻开始，对\(ab\)杆施加一垂直\(ab\)杆且平行右导轨平面向下的力\(F\)，使\(ab\)开始作匀加速直线运动。\(cd\)杆运动的\(v-t\)图象如图乙所示\((\)其中第\(1s\)、第\(3s\)内图线为直线\().\)若两杆下滑过程均保持与导轨垂直且接触良好，\(g\)取\(10m/s^{2}\)，\(\sin 37^{\circ}=0.6\)，\(\cos 37^{\circ}=0.8\)。
求：\((1)\)在第\(1\)秒内\(cd\)杆受到的安培力的大小；
\((2)ab\)杆的初速度\(v_{1}\)；
\((3)\)若第\(2s\)内力\(F\)所做的功为\(9J\)，求第\(2s\)内\(cd\)杆所产生的焦耳热。

难度：较易

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3．

一台小型发电机产生的电动势随时间变化的正弦规律图象如图甲所示。已知发电机线圈内阻为\(5.0Ω\)，外接一只电阻为\(95.0Ω\)的灯泡，如图乙所示，则\((\)　　\()\)

A．电压表\(V\)的示数为\(220V\)

B．电路中的电流方向每秒钟改变\(50\)次

C．灯泡实际消耗的功率为\(484W\)

D．发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为\(24.2J\)

难度：较易

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4．

一质量为\(m\)、电阻为\(r\)的金属杆\(ab\)，以一定的初速度\(v_{0}\)从一光滑平行金属导轨底端向上滑行，导轨平面与水平面成\(30^{^{\circ}}\)角，两导轨上端用一电阻\(R\)相连，如图所示，磁场方向垂直斜面向上，导轨的电阻不计，金属杆向上滑行到某一高度之后又返回到底端时的速度大小为\(v\)，则金属杆在滑行的过程中。

A．向上滑行的时间等于向下滑行的时间

B．向向上滑行时电阻\(R\)上产生的热量大于向下滑行时电阻\(R\)上产生的热量

C．向上滑行的过程中与向下滑行的过程中通过电阻\(R\)的电荷量相等

D．金属杆从开始上滑至返回出发点，电阻\(R\)上产生的热量为\( \dfrac {mR( v_{ 0 }^{ 2 }-v^{2})}{2(R-r)}\)

难度：较易

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5．
如图所示，光滑斜面倾角为\(θ\)，水平虚线\(PQ\)平行于底边，虚线下方有垂直于斜面向上的匀强磁场，磁感应强度大小为\(B\)，一正方形线框\(abcd\)放置于斜面上，\(ab\)边平行于斜面底边且用一轻绝缘轻弹簧与底边相连，线框质量为\(m\)，边长为\(L\)，电阻为\(R.\)线框静止在斜面上时。线框\(cd\)边在虚线\(PQ\)下面、离\(PQ\)距离为\(L.\)将线框拉到如图所示的位置，\(ab\)边距虚线\(PQ\)的距离也为\(L\)，由静止释放线框。线框在弹簧的弹力和自身重力的作用下沿斜面向下运动，\(cd\)边第一次刚要进入磁场时线框的加速度为\(a\)，速度为\(v\)，线框中产生的焦耳热为\(Q.\)，运动过程中\(cd\)边始终平行于\(pQ\)，求：
\((1)cd\)边第一次刚要进磁场时，通过\(cd\)边的电量\(q\)；
\((2)cd\)边第一次出磁场时，线框的加速度\(a′\)；
\((3)\)线框中最终产生的焦耳热\(Q\)。

难度：中等

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6．

如图所示，固定的光滑金属水平导轨间距为\(L\)，导轨电阻不计，左端接有阻值为\(R\)的电阻，导轨处在磁感应强度大小为\(B\)、方向竖直向下的匀强磁场中。质量为\(m\)、电阻不计的导体棒\(ab\)，在垂直导体棒的水平恒力\(F\)作用下，由静止开始运动，经过时间\(t\)，导体棒\(ab\)刚好匀速运动，整个运动过程中导体棒始终与导轨垂直并保持良好接触。在这个过程中，下列说法正确的是\((\)　　\()\)

A．导体棒\(ab\)刚好匀速运动时的速度\(v= \dfrac {FR}{B^{2}L^{2}}\)

B．通过电阻的电荷量\(q= \dfrac {Ft}{2BL}\)

C．导体棒的位移\(x= \dfrac {FtRB^{2}L^{2}-mFR^{2}}{B^{4}L^{4}}\)

D．电阻产生的焦耳热\(Q= \dfrac {2tRF^{2}B^{2}L^{2}-3mF^{2}R^{2}}{2B^{4}L^{4}}\)

难度：中等

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7．
平行金属导轨在水平面内固定，导轨间距\(L=0.5m\)，导轨右端接有电阻\(R_{L}=9Ω\)的小灯泡，导轨电阻不计，如图甲所示。在导轨的\(MNQP\)矩形区城内有竖直向上的匀强磁场，\(MN\)、\(PQ\)间距\(d=4m\)，此区城磁感应强度\(B\)随时间\(t\)的变化规律如图乙所示，垂直导轨跨接一电阻\(r=1Ω\)的金属楼\(GH\)，金属棒与导轨间的动摩擦因数\(μ=0.5.\)在\(t=0\)时刻，给金属棒施加一向右的恒力\(F(F\)未知\()\)，使金属棒从静止开始运动，\(t=2s\)时恰好到达\(MN\)处。在\(0～4s\)内小灯泡发光亮度始终设变化\((g\)取\(10m/s^{2})\)，求：
\((1)\)此段时间内流过灯泡的电流；
\((2)\)导体棒的质量；
\((3)0～4s\)内整个系统产生的热量。

难度：较易

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8．
如图所示，\(MN\)、\(PQ\)为足够长的平行导轨，间距\(L=0.5m.\)导轨平面与水平面间的夹角\(θ=37^{\circ}.NQ⊥MN\)，\(NQ\)间连接有一个\(R=3Ω\)的电阻\(.\)有一匀强磁场垂直于导轨平面，磁感应强度为\(B_{0}=1T.\)将一根质量为\(m=0.05kg\)的金属棒\(ab\)紧靠\(NQ\)放置在导轨上，且与导轨接触良好，金属棒的电阻\(r=2Ω\)，其余部分电阻不计\(.\)现由静止释放金属棒，金属棒沿导轨向下运动过程中始终与\(NQ\)平行\(.\)已知金属棒与导轨间的动摩擦因数\(μ=0.5\)，当金属棒滑行至\(cd\)处时速度大小开始保持不变，\(cd\) 距离\(NQ\)为\(s=2m.\)试解答以下问题：\((g=10m/s^{2},\sin 37^{\circ}=0.6,\cos 37^{\circ}=0.8)\)
\((1)\)金属棒达到稳定时的速度是多大；
\((2)\)从静止开始直到达到稳定速度的过程中，电阻\(R\)上产生的热量是多少；
\((3)\)从静止开始直到达到\(cd\)处的过程中，通过电阻\(R\)的电荷量\(q\)．

难度：较易

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9．

如图所示，磁场的方向垂直纸面向里，大小随时间的变化率\( \dfrac {\triangle B}{\triangle t}=k\)增加。用电阻率为\(ρ\)、横截面积为\(S\)的硬导线做成一边长为\(L\)的方框\(abcd.\)将方框固定于纸面内，其右半部位于磁场区域中，下列说法正确的是\((\)　　\()\)

A．线框中产生的感应电动势为\( \dfrac {1}{2}L^{2}k\)

B．线框中感应电流的大小为\( \dfrac {kLS}{4\rho }\)

C．线框产生的焦耳热的功率为\( \dfrac {k^{2}L^{2}S}{8\rho }\)

D．磁场对方框作用力的大小随时间的变化率为\( \dfrac {k^{2}L^{2}S}{8\rho }\)

难度：较易

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10．
如图所示，两根平行竖直金属导轨相距\(l=0.50m\)，导轨上端串接一个\(R=0.5Ω\)的电阻。在导轨间长\(d=0.56m\)的区域内，存在方向垂直导轨平面向右的匀强磁场，磁感应强度\(B=2.0T.\)质量\(m=0.4kg\)的金属棒\(CD\)水平置于导轨上，用绝缘绳索通过定滑轮与拉杆\(GH\)相连。\(CD\)棒的初始位置与磁场区域的下边界相距\(x=0.24m.\)现用恒力\(F=8.8N\)拉动\(GH\)杆，\(CD\)棒由静止开始运动上升过程中\(CD\)棒始终保持与导轨垂直且接触良好。重力加速度\(g=10m/s^{2}\)，不计其他电阻、摩擦力以及拉杆和绳索的质量。求：
\((1)CD\)棒进入磁场时速度\(v\)的大小；
\((2)CD\)棒进入磁场时所受的安培力\(F_{A}\)的大小；
\((3)\)在拉升\(CD\)棒的过程中，电阻产生的焦耳热\(Q\)。

难度：较易

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