知识点挑题 - 高中物理 - 优优班--学霸训练营

1．
如图甲所示光滑的定滑轮上绕有轻质柔软细线，线的一端系一质量为\(M=3kg\)的重物，另一端系一质量为\(m=1kg\)、电阻为\(r=0.1Ω\)的金属杆。在竖直平面内有间距为\(L=2.0m\)的足够长的平行金属导轨\(PQ\)、\(EF\)，在\(QF\)之间连接有阻值为\(R=0.9Ω\)的电阻，其余电阻不计。磁感应强度为\(B=1.0T\)的匀强磁场与导轨平面垂直，开始时金属杆置于导轨下端\(QF\)处，将重物由静止释放，重物的速度与下降的高度\(v-h\)图象如图乙所示。运动过程中金属杆始终与导轨垂直且接触良好，\((\)忽略所有摩擦，重力加速度\(g=10m/s^{2})\)，求：
\((1)\)电阻\(R\)中的感应电流方向；
\((2)\)重物匀速下降的速度\(v\)；
\((3)\)重物从释放到刚开始匀速的过程中，电阻\(R\)中产生的焦耳热\(Q_{R}\)。

难度：较易

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2．

在一小型交流发电机中，矩形金属线圈\(abdc\)的面积为\(S\)，匝数为\(n\)，线圈总电阻为\(r\)，在磁感应强度为\(B\)的匀强磁场中绕\(OO′\)轴以角速度\(ω\)匀速转动\((\)如图甲所示\()\)，产生的感应电动势\(e\)随时间\(t\)的变化关系如图乙所示，矩形线圈与阻值为\(R\)的电阻构成闭合电路，下列说法中正确的是\((\)　　\()\)

A．从\(t_{1}\)到\(t_{3}\)这段时间穿过线圈磁通量的变化量为零

B．从\(t_{4}\)到\(t_{3}\)这段时间通过电阻\(R\)的电荷量为\( \dfrac {E_{0}}{(R+r)\omega }\)

C．\(t_{4}\)时刻穿过线圈的磁通量变化率大小为\(E_{0}\)

D．\(t_{2}\)时刻电阻\(R\)的发热功率为\( \dfrac {R E_{ 0 }^{ 2 }}{2(R+r)^{2}}\)

难度：易

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3．
如图甲所示，空间存在一有界匀强磁场，磁场的左边界如虚线所示，虚线右侧足够大区域存在磁场，磁场方向竖直向下\(.\)在光滑绝缘水平面内有一长方形金属线框，\(ab\)边长为\(l=0.2m\)，线框质量\(m=0.1kg\)、电阻\(R=0.1Ω\)，在水平向右的外力\(F\)作用下，以初速度\(v_{0}=1m/s\)匀加速进入磁场，外力\(F\)大小随时间\(t\)变化的图线如图乙所示\(.\)以线框右边刚进入磁场时开始计时，求：

\((1)\)匀强磁场的磁感应强度\(B\)
\((2)\)线框进入磁场的过程中，通过线框的电荷量\(q\)；
\((3)\)若线框进入磁场过程中\(F\)做功为\(W_{F}=0.27J\)，求在此过程中线框产生的焦耳热\(Q\)．

难度：中等

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4．
如图所示，粗糙斜面的倾角\(θ=37^{\circ}\)，半径\(r=0.5m\)的圆形区域内存在着垂直于斜面向下的匀强磁场。一个匝数\(n=10\)匝的刚性正方形线框\(abcd\)，通过松弛的柔软导线与一个额定功率\(P=1.25W\)的小灯泡\(A\)相连，圆形磁场的一条直径恰好与线框\(bc\)边重合。已知线框总质量\(m=2kg\)，总电阻\(R_{0}=1.25Ω\)，边长\(L > 2r\)，与斜面间的动摩擦因数\(μ=0.5.\)从\(t=0\)时起，磁场的磁感应强度按\(B=2- \dfrac {2}{\pi }t(T)\)的规律变化。开始时线框静止在斜面上，在线框运动前，灯泡始终正常发光。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，\((g\)取\(10m/s^{2}\)，\(\sin 37^{\circ}=0.6\)，\(\cos 37^{\circ}=0.8.π=3.2)\)求：
\((1)\)线框不动时，回路中的感应电动势\(E\)；
\((2)\)小灯泡正常发光时的电阻\(R\)；
\((3)\)线框保持不动的时间内，小灯泡产生的热量\(Q\)。

难度：难

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5．
电阻可忽略的光滑平行金属导轨长\(S=1.3m\)，两导轨间距\(L= \dfrac {3}{4}m\)，导轨倾角为\(30^{\circ}\)，导轨上端\(ab\)接一阻值\(R=1.5Ω\)的电阻，磁感应强度\(B=0.8T\)的匀强磁场垂直轨道平面向上\(.\)阻值\(r=0.5Ω\)，质量\(m=0.2kg\)的金属棒与轨道垂直且接触良好，从轨道上端\(ab\)处由静止开始下滑，滑到斜面低端的速度为\(v=3m/s\)，取\(g=10m/s^{2}\)，求：
\((1)\)金属棒下滑到斜面低端时的加速度．
\((2)\)金属棒下滑到斜面低端的过程中电阻\(R\)上产生的焦耳热．

难度：较难

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6．
\(2016\)年发生了多起手机爆炸事故，主要原因是手机电池周边没有空隙，使用时发热膨胀导致爆炸\(.\)如果某电池的内阻为\(1.0 Ω\)，以\(0.1 A\)的电流持续工作\(1 h\)，那么此过程中，电池消耗的功率为________\(W\)，产生的热量为________\(J\)．

难度：较易

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7．
如图所示，两光滑平行金属导轨置于水平面\((\)纸面\()\)内，轨道间距为\(l\)，左端连有阻值为\(R\)的电阻，一金属杆置于导轨上静止，金属杆右侧存在磁感应强度大小为\(B\)、方向竖直向下的匀强磁场区域，现给金屈杆施加一水平向右的恒力，使其进入磁场区域做初速度为零的变加速直线运动，到达图中虚线位置\((\)仍在磁场中\()\)时速度达到最大，最大值为\( \dfrac { \sqrt {2}}{2}v_{0}\)，金属杆与导轨始终保持垂直且接触良好，除左端所连电阻外，其他电阻忽略不计。求：
\((1)\)给金属杆施加的水平向右恒力的大小；
\((2)\)金属杆达到最大速度时，电阻的热功率。

难度：较易

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8．
某研究所正在研究一种电磁刹车装置，试验小车质量\(m=2kg\)，底部有一个匝数\(n=10\)匝边长\(L=0.1m\)水平放置的正方形线圈，线圈总电阻\(r=1Ω\)，在试验中，小车从轨道起点由静止滑下，进入水平轨道，两根平行直导轨间分布若干等间距的匀强磁场\(B=1.0T\)，磁场区域的宽度和无磁场区域的宽度均为\(d=0.1m\)，磁场方向竖直向上，整个运动过程中不计小车所受的摩擦及空气阻力，小车在骨雕连接处运动时无能量损失，当试验小车从\(h=1.25m\)高度无初速度释放，\((\)小车可简化为正方形线圈，进入前边与磁场边界平行\()\)

\((1)\)求车下线圈刚进入磁场边界时产生感应电动势的大小；
\((2)\)求车下线圈完全通过第一个磁场区域的过程中线圈产生的热量；
\((3)\)求车下线圈刚进入第\(k\)个磁场区域时，线圈的电功率．

难度：较易

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9．

如图，在光滑水平面上有一边长为\(L\)的正方形金属框仅在水平恒力\(F\)作用下向右运动，穿过方向竖直向上的有界匀强磁场区域。磁场区域的宽度为\(d(\)的与\(L\)关系未知，但\(d\neq L).\)已知\(ab\)边进入磁场时，线框的加速度恰好为零。则\(ab\)边进入磁场的过程和线框从右边界穿出磁场的过程相比较\((\)　　\()\)

A．进入磁场过程的时间一定大于穿出磁场过程的时间

B．进入磁场过程的发热量一定少于穿出磁场过程的发热量

C．产生的感应电流方向一定相同

D．所受的安培力方向一定相反

难度：较易

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10．
如图所示，相距\(L=0.5m\)足够长的两根光滑导轨与水平面成\(37^{\circ}\)角，导轨电阻不计，导轨处在磁感应强度\(B=2T\)的匀强磁场中，磁场方向垂直导轨平面斜向上。\(ab\)、\(cd\)为水平金属棒且与导轨接触良好，它们的质量均为\(m=0.5kg\)、电阻均为\(R=2Ω.ab\)棒与一绝缘水平细绳相连处于静止状态，现让\(cd\)棒从静止开始下滑，直至与\(ab\)相连的细绳刚好被拉断，在此过程中\(cd\)棒电阻\(R\)上产生的热量为\(1J\)，已知细线能承受的最大拉力为\(T=5N.\) \(g=10m/s^{2}\)，\(\sin 37^{\circ}=0.6\)，\(\cos 37^{\circ}=0.8.\)求细绳被拉断时：
\((1)ab\)棒中电流的方向与大小
\((2)cd\)棒的速度大小
\((3)cd\)棒沿导轨下滑的距离

难度：较易

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