知识点挑题 - 高中物理 - 优优班--学霸训练营

1．
如图所示，粗糙斜面的倾角\(θ=37^{\circ}\)，半径\(r=0.5 m\)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\(P=1.25 W\)的小灯泡\(L\)相连，圆形磁场的一条直径恰好过线框\(bc\)边。已知线框质量\(m=2 kg\)，总电阻\(R_{0}=1.25 Ω\)，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\(B=2- \dfrac{2}{π}t(T)\)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\(10 m/s^{2}\)，\(\sin 37^{\circ}=0.6\)，\(\cos 37^{\circ}=0.8\)。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：中等

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2．
如图所示，在磁感应强度为\(B\)、方向竖直向下的匀强磁场中，相距为\(L\)的两根足够长平行光滑金属轨道\(MN\)、\(PQ\)固定在水平面内\(.\)一质量为\(m\)、电阻为\(R_{1}\)的导体棒\(ab\)垂直轨道放置且与轨道电接触良好\(.\)轨道左端\(M\)点接一单刀双掷开关\(S\)，\(P\)点与电动势为\(E\)、内阻为\(r\)的电源和定值电阻\(R_{2}\)相连接，不计轨道的电阻．

\((1)\) 求开关\(S\)合向\(1\)的瞬间导体棒的加速度\(a\)．

\((2)\) 开关\(S\)合向\(1\)，在导体棒速度等于\(v\)时把\(S\)合到\(2\)，导体棒又向右运动距离\(x\)后停下，求\(S\)合到\(2\)的瞬间导体棒\(ab\)两端的电压\(U\)及此后通过导体棒的电荷量\(q_{1}\)．

\((3)\) 若从开关\(S\)合向\(1\)到导体棒速度等于\(v\)的过程中，通过电源的电荷量为\(q_{2}\)，求此过程中导体棒\(ab\)上产生的热量\(Q_{1}\)．

难度：中等

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3．
随着科技进步，无线充电已悄然走入人们的生活\(.\)图甲为兴趣小组制作的无线充电装置中的充电线圈示意图，已知线圈匝数\(n=100\)，电阻\(r=1 Ω\)，面积\(S=1.5×10^{-3} m^{2}\)，外接电阻\(R=3 Ω.\)线圈处在平行于线圈轴线的磁场中，磁场的磁感应强度随时间变化如图乙所示\(.\)求：

\((1) t=0.01 s\)时线圈中的感应电动势\(E\)．

\((2) 0～0.02 s\)内通过电阻\(R\)的电荷量\(q\)．

\((3) 0～0.03 s\)内电阻\(R\)上产生的热量\(Q\)．

难度：中等

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4．
如图，光滑斜面的倾角\(α=30^{\circ}\)，在斜面上放置一矩形线框\(abcd\)，\(ab\)边的边长\(l_{1}=1m\)，\(bc\)边的边长\(l_{2}=0.6m\)，线框的质量\(m=1kg\)，电阻\(R=0.1Ω\)，线框通过细线与重物相连，重物质量\(M=2kg\)，斜面上\(ef\)线\((ef/\!/gh)\)的右方有垂直斜面向上的匀强磁场，磁感应强度\(B=0.5T\)，如果线框从静止开始运动，进入磁场最初一段时间是匀速的，\(ef\)线和\(gh\)的距离\(s=11.4m\)，\((\)取\(g=10.4m/s^{2})\)，求：
\((1)\)线框进入磁场前重物\(M\)的加速度；
\((2)\)线框进入磁场时匀速运动的速度\(v\)；
\((3)ab\)边由静止开始到运动到\(gh\)线处所用的时间\(t\)；
\((4)ab\)边运动到\(gh\)线处的速度大小和在线框由静止开始到运动到\(gh\)线的整个过程中产生的焦耳热．

难度：中等

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5．
如图所示，水平固定的平行金属导轨\((\)电阻不计\()\)，间距为\(l\)，置于磁感强度为\(B\)、方向垂直导轨所在平面的匀强磁场中，导轨左侧接有一阻值为\(R\)的电阻和电容为\(C\)的电容器\(.\)一根与导轨接触良好的金属导体棒垂直导轨放置，导体棒的质量为\(m\)，阻值为\(r.\)导体棒在平行于轨道平面且与导体棒垂直的恒力\(F\)的作用下由静止开始向右运动．
\((1)\)若开关\(S\)与电阻相连接，当位移为\(x\)时，导体棒的速度为\(v.\)求此过程中电阻\(R\)上产生的热量以及\(F\)作用的时间？
\((2)\)若开关\(S\)与电容器相连接，求经过时间\(t\)导体棒上产生的热量是多少？\((\)电容器未被击穿\()\)

难度：中等

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6．如图所示，正方形单匝线框 \(bcde\)边长 \(L\)\(=0.4 m\)，每边电阻相同，总电阻 \(R\)\(=0.16Ω.\)一根足够长的绝缘轻质细绳跨过两个轻小光滑定滑轮，一端连接正方形线框，另一端连接物体 \(P\)，手持物体 \(P\)使二者在空中保持静止，线框处在竖直面内\(.\)线框的正上方有一有界匀强磁场，磁场区域的上、下边界水平平行，间距也为 \(L\)\(=0.4 m\)，磁感线方向垂直于线框所在平面向里，磁感应强度大小 \(B\)\(=1.0 T\)，磁场的下边界与线框的上边 \(eb\)相距 \(h\)\(=1.6 m.\)现将系统由静止释放，线框向上运动过程中始终在同一竖直面内， \(eb\)边保持水平，刚好以 \(v\)\(=4.0 m/s\)的速度进入磁场并匀速穿过磁场区，重力加速度 \(g\)\(=10 m/s^{2}\)，不计空气阻力．
\((1)\)线框\(eb\)边进入磁场中运动时，\(e\)、\(b\)两点间的电势差\(U_{eb}\)为多少？
\((2)\)线框匀速穿过磁场区域的过程中产生的焦耳热\(Q\)为多少？
\((3)\)若在线框\(eb\)边刚进入磁场时，立即给物体\(P\)施加一竖直向下的力\(F\)，使线框保持进入磁场前的加速度匀加速运动穿过磁场区域，已知此过程中力\(F\)做功\(W_{F}\)\(=3.6 J\)，求\(eb\)边上产生的焦耳\(Q_{eb}\)为多少？

难度：中等

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7．

如图所示，正方形闭合导线框的质量可以忽略不计，将它从如图所示的位置匀速拉出匀强磁场。若第一次用\(0.3 s\)时间拉出，外力所做的功为\(W\)\({\,\!}_{1}\)；第二次用\(0.9 s\)时间拉出，外力所做的功为\(W\)\({\,\!}_{2}\)，则( )

A．\(W\)\({\,\!}_{1}= \dfrac{1}{3}\) \(W\)\({\,\!}_{2}\)

B．\(W\)\({\,\!}_{1}=\) \(W\)\({\,\!}_{2}\)

C．\(W\)\({\,\!}_{1}=3\) \(W\)\({\,\!}_{2}\)

D．\(W\)\({\,\!}_{1}=9\) \(W\)\({\,\!}_{2}\)

难度：中等

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8．

某同学将一直流电源的总功率\(P_{E}\)、输出功率\(P_{R}\)和电源内部的发热功率\(P_{r}\)随电流\(I\)变化的图线画在同一坐标系内，如图，根据图线可知下列说法正确的是\((\) \()\)

A．反映\(Pr\)变化的图线是\(b\)

B．电源电动势约为\(8V\)

C．当外电阻约为\(2Ω\)时，输出功率最大

D．当电流为\(0.5A\)时，外电路的电阻约为\(6Ω\)。

难度：中等

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9．

如\((a)(b)\)图所示的正弦式交流电和方波形交变电流的最大值相等，将这两种交流电分别通入两只相同的电阻中，在这两种交变电流各自的一个周期内，正弦式交变电流在电阻上产生的焦耳热\(Q_{1}\)与方波形交变电流产生的焦耳热\(Q_{2}\)之比\(Q_{1}\)：\(Q_{2}\)是\((\)　　\()\)