知识点挑题 - 高中物理 - 优优班--学霸训练营

1．
在如图甲所示的电路中，螺线管匝数\(n=1500\)匝，横截面积\(S=20cm^{2}.\)螺线管导线电阻\(r=1.0Ω\)，\(R_{1}=4.0Ω\)，\(R_{2}=5.0Ω\)，\(C=30μF.\)在一段时间内，穿过螺线管的磁场的磁感应强度\(B\)按如图乙所示的规律变化\(.\)求：
\((1)\)求螺线管中产生的感应电动势；
\((2)\)闭合\(S\)，电路中的电流稳定后，求电阻\(R_{1}\)的电功率；
\((3)S\)断开后，求流经\(R_{2}\)的电量．

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2．
用导线绕一圆环，环内有一用同样导线折成的内接正方形线框，圆环与线框绝缘，如图\(1\)所示\(.\)圆环的半径\(R=2m\)，导线单位长度的电阻\(r_{0}=0.2Ω/m.\) 把它们放在磁感应强度为\(B\)的匀强磁场中，磁场方向垂直于圆环平面\((\)纸面\()\)向里\(.\)磁感应强度\(B\)随时间\(t\)变化如图\(2\)所示\(.\)求：
\((1)\)正方形产生的感应电动势；
\((2)\)在\(0～2.0s\)内，圆环产生的焦耳热；
\((3)\)若不知道圆环半径数值，在\(0～2.0s\)内，导线圆环中的电流与正方形线的电流之比．

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3．
如图所示，导轨是水平的，其间距\(L_{1}=0.5\)\(m\)，\(ab\)杆与左端的距离\(L_{2}=0.8\)\(m\)，由导轨与\(ab\)杆所构成的回路电阻为\(0.2Ω.\)方向垂直导轨平面向下的匀强磁场的磁感应强度\(B=1T\)，滑轮下挂一重物质量为\(0.04\)\(kg\)，\(ab\)杆与导轨的摩擦不计，现使磁场以\( \dfrac{∆B}{∆t}=0.2T/s \)的变化率均匀地增大，由磁场开始变化起计时，求当时间\(t\)为多少时，重物刚好离开地面？\((\)\(g\)取\(10\)\(m\)\(/\)\(s\)\({\,\!}^{2})\)

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4． \(n=100\)匝的圆形线圈，处在如图所示的磁场内\((\)线圈右边的电路中没有磁场\()\)，磁场均匀增大，线圈磁通量的变化率\( \dfrac {\triangle φ}{\triangle t}=0.004\) \(Wb/s\)，线圈电阻\(r=1Ω\)，\(R=3Ω\)，求：
\((1)\)线圈产生的感应电动势大小．
\((2)R\)两端的电压和\(R\)中的电流方向．

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5．如图甲所示是某同学设计的一种振动发电装置的示意图，一个半径\(r=0.10m\)、匝数\(n=20\)的线圈套在永久磁铁槽中，磁场的磁感线均沿半径方向均匀分布\((\)其右视图如图乙所示\().\)在线圈所在位置磁感应强度\(B\)的大小均为\(B=0.20T\)，线圈的电阻为\(R_{1}=0.50Ω\)，它的引出线接有\(R_{2}=9.5Ω\)的小电珠\(L.\)外力推动线圈框架的\(P\)端，使线圈沿轴线做往复运动，便有电流通过电珠\(.\)当线圈向右的位移\(x\)随时间\(t\)变化的规律如图丙所示时\((x\)取向右为正，忽略左右往复运动的转换时间\().\)求：

\((1)\)线圈运动时产生的感应电动势\(E\)的大小；
\((2)\)线圈运动时产生的感应电流\(I\)的大小，并在图丁中画出感应电流随时间变化的图象，至少画出\(0～0.4s\)的图象\((\)在图甲中取电流由\(C\)向上通过电珠\(L\)到\(D\)为正\()\)；
\((3)\)每一次推动线圈运动过程中作用力\(F\)的大小；
\((4)\)该发电机的输出功率\(P\)．

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6．一线圈匝数为\(N\)、电阻为\(r\)，在线圈外接一阻值为\(2r\)的电阻\(R\)，如图甲所示\(.\)线圈内有垂直纸面向里的匀强磁场，磁通量\(Φ\)随时间\(t\)变化的规律如图乙所示\(.\)求\(0\)至\(t_{0}\)时间内：

\((1)\)线圈中产生的感应电动势大小；
\((2)\)通过\(R\)的感应电流大小和方向；
\((3)\)电阻\(R\)中感应电流产生的焦耳热．

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7．在生产线框的流水线上，为了检测出个别不合格的未闭合线框，让线框随传送带通过一固定匀强磁场区域（磁场方向垂直于传送带平面向下），观察线框进入磁场后是否相对传送带滑动就能够检测出未闭合的不合格线框．其物理情景简化如下：如图所示，通过绝缘传送带输送完全相同的正方形单匝纯电阻铜线框，传送带与水平方向夹角为α，以恒定速度v₀斜向上运动．已知磁场边界MN、PQ与传送带运动方向垂直，MN与PQ间的距离为d，磁场的磁感应强度为B．线框质量为m，电阻为R，边长为L（d＞2L），线框与传送带间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g．闭合线框在进入磁场前相对传送带静止，线框刚进入磁场的瞬间，和传送带发生相对滑动，线框运动过程中上边始终平行于MN，当闭合线框的上边经过边界PQ时又恰好与传送带的速度相同．设传送带足够长，且线框在传送带上始终保持上边平行于磁场边界．求
（1）闭合线框的上边刚进入磁场时所受安培力F_安的大小；
（2）从闭合线框上边刚进入磁场至刚要出磁场所用的时间t；
（3）从闭合线框上边刚进入磁场到穿出磁场后又相对传送带静止的过程中，电动机多消耗的电能E．

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8．如图1所示，足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ竖直放置，其宽度L=1m，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的关系如图2所示，图象中的OA段为曲线，AB段为直线，导轨电阻不计，g=10m/s²（忽略ab棒运动过程中对原磁场的影响），试求：
（1）当t=1.5s时，重力对金属棒ab做功的功率；
（2）金属棒ab在开始运动的1.5s内，电阻R上产生的热量；
（3）磁感应强度B的大小．

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9．如图甲所示，固定于水平面上的金属框架CDEF处在竖直向下的匀强磁场中。t=0时，磁感应强度为B₀，此时金属棒MN的位置恰好使MDEN构成一个边长为l的正方形。已知金属棒MN的电阻为r，金属框架DE段的电阻为R，其他电阻不计。

（1）若金属棒MN保持静止，磁场的磁感应强度按图乙所示的规律变化，求回路中的感应电动势。
（2）若磁感应强度B₀保持不变，金属棒MN以速度v₀贴着金属框架向右匀速运动，会产生感应电动势，相当于电源。用电池、电阻等符号画出这个装置的等效电路图，并求通过回路的电流大小。
（3）若金属棒MN以速度v₀贴着金属框架向右匀速运动，为使回路中不产生感应电流，从t=0开始，磁感应强度B应怎样随时间t变化？请推导B与t的关系式。

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10．如图所示，间距为L的倒U型金属导轨竖直放置，导轨光滑且电阻忽略不计。垂直导轨平面分布着100个场强为B的条形匀强磁场，磁场区域的宽度为a，相邻磁场距离为b。一根质量为m、电阻为R的金属棒放置在导轨上且与导轨始终良好接触，金属棒从距离第一磁场区域上端2a位置静止释放。（设重力加速度为g）
（1）求刚进入第1磁场区域时的安培力大小和方向
（2）金属棒穿过各段磁场时，发现通过回路的电流随时间以固定周期做周期性变化，求金属棒穿出第100个磁场区域时的速度及整个过程金属棒产生的热量。
（3）若满足第（2）问的情况，求金属棒穿过每个磁场区域的时间；并画出通过回路的电流i随时间t的变化的图象（定性即可，不需要标出具体坐标值）。

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