知识点挑题 - 高中物理 - 优优班--学霸训练营

3．
如图甲所示，光滑平行金属导轨水平放置，间距为\(1m\)，其间有竖直向上的匀强磁场，两相同的导体棒垂直导轨放置，导体棒质量均为\(0.5kg\)，电阻均为\(4Ω\)，导体棒与导轨接触良好。锁定\(CD\)棒，在\(AB\)棒上加一水平向右的拉力，使\(AB\)棒从静止开始做匀加速直线运动，拉力随时间的变化规律如图乙所示，运动\(9m\)后撤去拉力，导轨足够长且电阻不计，求：

\((1)AB\)棒匀加速运动的加速度及磁场的磁感应强度大小；

\((2)\)撤去拉力后\(AB\)棒运动的最大距离；

\((3)\)若撤去拉力的同时解除对\(CD\)棒的锁定，之后\(CD\)棒产生的焦耳热。

难度：难

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4．如图甲所示，在水平面上固定宽为\(L=1 m\)、足够长的光滑平行金属导轨，左端接有\(R=0.5 Ω\)的定值电阻，在垂直导轨且距导轨左端\(d=2.5 m\)处有阻值\(r=0.5 Ω\)、质量\(m=2 kg\)的光滑导体棒，导轨其余部分电阻不计。磁场垂直于导轨所在平面，磁感应强度随时间变化的规律如图乙所示。第\(1 s\)内导体棒在拉力\(F\)作用下始终处于静止状态。\(1 s\)后，拉力\(F\)保持与第\(1 s\)末相同，导体棒从静止直至刚好达到最大速度过程中，拉力\(F\)做功为\(W=11.25 J\)。求：

\((1)\)第\(1 s\)末感应电流的大小；
\((2)\)第\(1 s\)末拉力的大小及方向；
\((3)1 s\)后导体棒从静止直至刚好达到最大速度过程中，电阻\(R\)上产生的焦耳热。

难度：较易

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5．

如图所示，足够长的光滑平行金属导轨\(MN\)、\(PQ\)竖直放置，一匀强磁场垂直穿过导轨平面，导轨的上端\(M\)与\(P\)之间连接阻值为\(R=0.40Ω\)的电阻，质量为\(m=0.01kg\)、电阻为\(r=0.30Ω\)的金属棒\(ab\)紧贴在导轨上\(.\)现使金属棒\(ab\)由静止开始下滑，下滑过程中\(ab\)始终保持水平，且与导轨接触良好，其下滑距离\(x\)与时间\(t\)的关系如下表所示，导轨电阻不计，\(g=10m/s^{2}\)，则

A．磁感应强度\(B\)的大小为\(0.1T\)

B．在\(t=0.7s\)时，金属棒\(ab\)两端的电压值为\(0.7V\)

C．在前\(0.7s\)的时间内，电阻\(R\)上产生的热量为\(0.06J\)

D．在前\(0.4s\)的时间内，通过金属棒\(ab\)的电荷量为\(0.2C\)

难度：难

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6．
一空间有垂直纸面向里的匀强磁场\(B\)，两条电阻不计的平行光滑导轨竖直放置在磁场内，如图所示，磁感应强度\(B\)\(=0.5 T\)，导体棒\(ab\)、\(cd\)长度均为\(0.2 m\)，电阻均为\(0.1Ω\)，重力均为\(0.1 N\)，现用力向上拉动导体棒\(ab\)，使之匀速上升\((\)导体棒\(ab\)、\(cd\)与导轨接触良好\()\)，此时\(cd\)静止不动，求：

\((1)\)\(ab\)受到的拉力\(F\)的大小；

\((2)\)\(ab\)向上运动的速度；

\((3)\)在\(2 s\)内回路中产生的焦耳热；

难度：较易

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7．如图甲所示为一交变电压随时间变化的图像，每个周期内，前二分之一周期电压恒定，后二分之一周期电压按正弦规律变化。若将此交流电连接成如图乙所示的电路，电阻 \(R\)阻值为\(100 Ω\)，则( )

A．理想电压表读数为\(100 V\)

B．理想电流表读数为\(0.75 A\)

C．电阻 \(R\)消耗的电功率为\(56 W\)

D．电阻 \(R\)在\(100\)秒内产生的热量为\(5 625 J\)

难度：中等

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8．

如图所示，间距为\(l\)的光滑平行金属导轨平面与水平面之间的夹角\(\theta =30^{\circ}\)，导轨电阻不计。正方形区域\(abcd\)内匀强磁场的磁感应强度为\(B\)，方向垂直于导轨平面向上。甲、乙两金属杆电阻相同、质量均为\(m\)，垂直于导轨放置。起初甲金属杆位于磁场上边界\(ab\)处，乙位于甲的上方，与甲间距也为\(l\)。现将两金属杆同时由静止释放，从此刻起，对甲金属杆施加沿导轨的拉力，使其始终以大小为\(a=\dfrac{1}{2}g\)的加速度向下匀加速运动。已知乙金属杆刚进入磁场时做匀速运动，重力加速度为\(g\)，则下列说法正确的是

A．每根金属杆的电阻\(R=\dfrac{{{B}^{2}}{{l}^{2}}\sqrt{gl}}{mg}\)

B．甲金属杆在磁场区域运动过程中，拉力对杆做的功在数值上等于电路中产生的焦耳热

C．乙金属杆在磁场区域运动过程中，安培力的功率是\(P=mg\sqrt{gl}\)

D．从乙金属杆进入磁场直至其离开磁场过程中，回路中通过的电量为\(Q=\dfrac{m}{B}\sqrt{\dfrac{g}{l}}\)

难度：难

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9．如图所示，\(\triangle \) \(ABC\)为等腰直角三角形， \(AB\)边与 \(x\)轴垂直， \(A\)点坐标为\(( \)\(a\)，\(0)\)， \(C\)点坐标为\((0, \)\(a\)\()\)，三角形区域内存在垂直平面向里的磁场，磁感应强度 \(B\)与横坐标 \(x\)的变化关系满足 \(B\)\(= \dfrac{k}{x}( \)\(k\)为常量\()\)，三角形区域的左侧有一单匝矩形线圈，线圈平面与纸面平行，线圈宽为 \(a\)，高为\(2\) \(a\)，电阻为 \(R\)\(.\)若线圈以某一速度 \(v\)匀速穿过磁场，整个运动过程中线圈不发生转动，则下列说法正确的是( )

A．线圈穿过磁场的过程中感应电流的大小逐渐增大

B．线圈穿过磁场的过程中产生的焦耳热为 \(Q\)\(= \dfrac{4k^{2}av}{R}\)

C．线圈穿过磁场的过程中通过导线截面的电荷量为零

D．穿过三角形区域的磁通量为\(2\) \(ka\)

难度：中等

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10．如图所示，直流电源的内阻为\(r=2Ω\)，定值电阻\(R\)\({\,\!}_{2}\)\(=40Ω\)，右端连接间距\(d=0.04m\)、板长\(L=10cm\)的两水平放置的平行金属板。闭合开关\(S\)，一质量为\(m=1.6×10\)\({\,\!}^{-6}\)\(kg\)、带电量为\(q=-3.2×10\)\({\,\!}^{-8}\)\(C\)的微粒以初速度\(v\)\({\,\!}_{0}\)\(=0.5m/s\)沿两板中线水平射入平行金属板间。当滑动变阻器接入电路的阻值为\(15Ω\)时，微粒恰好做匀速直线运动，流过电动机的电流为\(0.5A\)。已知电动机线圈的电阻为\(R\)\({\,\!}_{1}\)\(=2Ω\)，重力加速度\(g=10m/s\)\({\,\!}^{2}\)。求

\((1)\)电源电动势\(E\)；
\((2)\)在上述条件下，电动机的输出功率和电源的输出功率；

\((3)\)为使微粒不打在金属板上，\(R\)\({\,\!}_{2}\)两端的电压应满足什么条件？

难度：难

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