知识点挑题 - 高中物理 - 优优班--学霸训练营

\(57\)年，科学家首先提出了两类超导体的概念，一类称为Ⅰ型超导体，主要是金属超导体，另一类称为Ⅱ型超导体\((\)载流子为电子\()\)，主要是合金和陶瓷超导体\(.\)Ⅰ型超导体对磁场有屏蔽作用，即磁场无法进入超导体内部，而Ⅱ型超导体则不同，它允许磁场通过\(.\)现将一块长方体Ⅱ型超导体通入稳恒电流\(I\)后放入匀强磁场中，如图所示\(.\) 下列说法正确的是

A．超导体的内部产生了热能

B．超导体所受安培力等于其内部所有电荷定向移动所受洛伦兹力的合力

C．超导体表面上\(a\)、\(b\)两点的电势关系为\(φ_{a} > φ_{b}\)

D．超导体中电流\(I\)越大，\(a\)、\(b\)两点的电势差越大

难度：难

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2．
如图所示，足够长的光滑\(U\)形导体框架的宽度\(L = 0.5 m\)，电阻忽略不计，其所在平面与水平面成\(\theta =37{}^\circ \)角，磁感应强度\(B\)\(= 0.8 T\)的匀强磁场方向垂直于导体框平面，一根质量\(m = 0.2 kg\)，有效电阻\(R = 2Ω\)的导体棒\(MN\)垂直跨放在\(U\)形框架上，导体棒由静止开始沿框架下滑到刚开始匀速运动，通过导体棒截面的电量共为\(Q = 2 C\)。求：

\((1)\)导体棒匀速运动的速度；

\((2)\)导体棒从开始下滑到刚开始匀速运动这一过程中，导体棒的电阻消耗的电功。\((\sin 37^{\circ}= 0.6 \cos 37^{\circ}= 0.8\) \(g = 10m/s^{2})\)

难度：难

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3．

自行车速度计是利用霍尔效应传感器获知自行车的运动速率\(.\)如图甲所示，自行车前轮上安装一块磁铁，轮子每转一圈，这块磁铁就靠近传感器一次，传感器会输出一个脉冲电压\(.\)图乙为霍尔元件的工作原理图\(.\)当磁场靠近霍尔元件时，导体内定向运动的自由电荷在磁场力作用下偏转，最终使导体在与磁场、电流方向都垂直的方向上出现电势差，即为霍尔电势差\(.\)下列说法正确的是( )

A．根据单位时间内的脉冲数和自行车车轮上的磁铁所在圆的半径即可获知车速大小

B．自行车的车速越大，霍尔电势差越高

C．图乙中霍尔元件的电流\(I\)是由正电荷定向运动形成的

D．如果长时间不更换传感器的电源，霍尔电势差将减小

难度：较难

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4．
如图所示，矩形线圈\(abcd\)在磁感应强度\(B=2 T\)的匀强磁场中绕轴\(OO′\)以转速\(300 r/s\)匀速转动，线圈共\(10\)匝，电阻\(r=5 Ω\)，\(ab=0.3 m\)，\(bc=0.6 m\)，负载电阻\(R=45 Ω.\)求：

\((1)\)写出从图示位置开始计时线框中感应电动势的瞬时值表达式；

\((2)\)电阻\(R\)在\(0.05 s\)内产生的热量；

\((3)0.075s\)内流过电阻\(R\)上的电量\((\)设线圈从垂直中性面开始转动，保留两位小数\()\)．

难度：较易

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5．
如图所示，倾角为\(θ\)的平行导轨间距为\(l\)，导体棒\(ab\)与导轨接触良好且摩擦因数为\(μ(μ < \tan θ)\)，\(ab\)的质量为\(m\)，它与导轨的电阻均不计，整个装置处在与轨道平面垂直的匀强磁场中，磁感应强度为\(B\)。导体棒无初速释放。
\((1)\)若在虚线框内接入阻值为\(R\)的电阻，导体棒从释放到达到最大速度时沿轨道下滑的距离为\(S\)，求此过程中\(R\)上产生的热量；
\((2)\)若在虚线框内接入电容为\(C\)的电容器，电容器的击穿电压为\(U\)，求释放导体棒到电容器被击穿的时间。

难度：难

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6．在质量为\(M=1 kg\)的小车上，竖直固定着一个质量为\(m=0.2 kg\)、宽\(L=0.05 m\)、总电阻\(R=100 Ω\)的\(n=100\)匝矩形线圈。线圈和小车一起静止在光滑水平面上，如图\(1\)所示。现有一子弹以\(v_{0}=110 m/s\)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\(v_{1}=10 m/s\)。随后穿过与线圈平面垂直，磁感应强度\(B=1.0 T\)的水平有界匀强磁场，方向垂直纸面向里，如图所示。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\(2\)所示。求：

\((1)\)子弹的质量\(m\)\({\,\!}_{0}\)；
\((2)\)小车的位移\(s=10 cm\)时线圈中的电流大小\(I\)；
\((3)\)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：中等

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7．

如图所示，先后以速度\(v_{1}\)和\(v_{2}\)匀速把一矩形线圈拉出有界匀强磁场区域，\(v_{1}=2v_{2}\)。在先后两种情况下：

A．线圈中的感应电流之比为\(I_{1}∶I_{2}=1∶2\)

B．线圈中的感应电流之比为\(I_{1}∶I_{2}=2∶1\)

C．通过线圈某截面的电荷量之比\(q_{1}∶q_{2}=1∶2\)

D．通过线圈某截面的电荷量之比\(q_{1}∶q_{2}=2∶1\)

难度：较难

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8．我国北京正负电子对撞机的储存环是周长为\(240 m\)的近似圆形轨道，当环中的电流是\(10 mA\)时\((\)设电子的速度是\(3×10^{7} m/s)\)，在整个环中运行的电子数目为\((\)电子电量\(e=1.6×10^{-19} C)(\)　　\()\)

A．\(5×10^{11}\)

B．\(5×10^{10}\)

C．\(1×10^{2}\)

D．\(1×10^{4}\)

难度：中等

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9．

如图所示，在光滑绝缘的水平面上方，有两个方向相反的水平方向的匀强磁场，\(PQ\)为两磁场的边界，磁场范围足够大，磁感应强度的大小分别为\(B_{1}=B\)，\(B_{2}=3B\)，一个竖直放置的边长为\(a\)，质量为\(m\)，电阻为\(R\)的正方向金属线框，以初速度\(v\)垂直磁场方向从图中实线位置开始向右运动，当线框运动到在每个磁场中各有一半的面积时，线框的速度为\( \dfrac{v}{2} \)，则下列判断正确的是\((\) \()\)