知识点挑题 - 高中物理 - 优优班--学霸训练营

1． \([\)多选\(]\)如图所示，固定在倾角为\(θ=30^{\circ}\)的斜面内的两根平行长直光滑金属导轨的间距为\(d=1 m\)，其底端接有阻值为\(R=2 Ω\)的电阻，整个装置处在垂直斜面向上、磁感应强度大小为\(B=2 T\)的匀强磁场中。一质量为\(m=1 kg(\)质量分布均匀\()\)的导体杆\(ab\)垂直于导轨放置，且与两导轨保持良好接触。现杆在沿斜面向上、垂直于杆的恒力\(F=10 N\)作用下从静止开始沿导轨向上运动距离\(L=6 m\)时，速度恰好达到最大\((\)运动过程中杆始终与导轨保持垂直\()\)。设杆接入电路的电阻为\(r=2 Ω\)，导轨电阻不计，重力加速度大小为\(g=10 m/s\)\({\,\!}^{2}\)。则此过程\((\)　　\()\)

A．杆的速度最大值为\(5 m/s\)

B．流过电阻\(R\)的电量为\(6 C\)

C．在这一过程中，整个回路产生的焦耳热为\(17.5 J\)

D．流过电阻\(R\)电流方向为由\(c\)到\(d\)

难度：中等

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2．
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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3．

如图所示，\(R_{1}\)和\(R_{2}\)是同种材料、厚度相同、表面为正方形的导体，但\(R_{1}\)的尺寸比\(R_{2}\)的尺寸大，在两导体上加相同的电压，通过两导体的电流方向如图所示，则下列说法中正确的是( )

A．\(R_{1}\)中的电流小于\(R_{2}\)中的电流

B．\(R_{1}\)中的电流等于\(R_{2}\)中的电流

C．\(R_{1}\)中自由电荷定向移动的速率大于\(R_{2}\)中自由电荷定向移动的速率

D．\(R_{1}\)中自由电荷定向移动的速率小于\(R_{2}\)中自由电荷定向移动的速率

难度：中等

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4．
如图甲所示，一固定的矩形导体线圈水平放置，线圈的两端接一只小灯泡，在线圈所在空间内存在着与线圈平面垂直的均匀分布的磁场\(.\)已知线圈的匝数\(n=100\)匝，电阻\(r=1.0Ω\)，所围成矩形的面积\(S=0.04m^{2}\)，小灯泡的电阻\(R=9.0Ω\)，磁场的磁感应强度随如图乙所示的规律变化，线圈中产生的感应电动势瞬时值的表达式为\(e=nB_{m}S\dfrac{2\pi}{T}\cos \left( \dfrac{2\pi}{T}t \right)\)，其中\(B_{m}\)为磁感应强度的最大值，\(T\)为磁场变化的周期\(.\)不计灯丝电阻随温度的变化，求：
甲乙
\((1)\) 线圈中产生感应电动势的最大值．
\((2)\) 小灯泡消耗的电功率．
\((3)\) 在磁感强度变化的\(0～\dfrac{T}{4}\)的时间内，通过小灯泡的电荷量．

难度：中等

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5．
如图所示，间距为\(L\)的两根光滑\( \dfrac{1}{4}\)圆弧轨道置于水平面上，其轨道末端水平，圆弧轨道半径为\(r\)，电阻不计。在其上端连有阻值为\(R\)\({\,\!}_{0}\)的电阻，整个装置处于如图所示的径向磁场中，圆弧轨道处的磁感应强度大小为\(B\)。现有一根长度等于\(L\)、质量为\(m\)、电阻为\(R\)的金属棒从轨道的顶端\(PQ\)处由静止开始下滑，到达轨道底端\(MN\)时对轨道的压力为\(2mg(\)重力加速度为\(g)\)。求：

\((1)\)金属棒到达轨道底端时金属棒两端的电压；

\((2)\)金属棒下滑过程中通过电阻\(R\)\({\,\!}_{0}\)的电荷量。

难度：中等

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6．
一个\(200\)匝、面积为\(20 cm^{2}\)的线圈，放在磁场中，磁场的方向与线圈平面成\(30^{\circ}\)角，若磁感应强度在\(0.05 s\)内由\(0.1 T\)增加到\(0.5 T\)，在此过程中磁通量变化了多少？磁通量的平均变化率是多少？线圈中感应电动势的大小是多少？

拓展：

题中若线圈电阻为\(0.4 Ω\)，则这段时间内通过线圈横截面的电量是多少？

难度：中等

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7．一根长为\(L\)、横截面积为\(S\)的金属棒，其材料的电阻率为\(ρ\)，棒内单位体积自由电子数为\(n\)，电子的质量为\(m\)，电荷量为\(e\)。在棒两端加上恒定的电压时，棒内产生电流，自由电子定向运动的平均速率为\(v\)，则金属棒内的电场强度大小为\((\) \()\)

A．_{\(\dfrac{m{{v}^{2}}}{2eL}\)}

B．_{\(\dfrac{m{{v}^{2}}Sn}{e}\)}

C．\(ρnev\)

D．_{\(\dfrac{\rho ev}{SL}\)}

难度：中等

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8．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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9．如图，两根平行光滑金属导轨固定在同一水平面内，其左端接有定值电阻 \(R\)． \(Ox\)轴平行于金属导轨，在\(0\leqslant \) \(x\)\(\leqslant 4 m\)的空间区域内存在着垂直导轨平面向下的磁场，磁感应强度 \(B\)随坐标 \(x\)\((\)以\(m\)为单位\()\)的分布规律为 \(B\)\(=0.8-0.2\) \(x\)\((T).\)金属棒 \(ab\)在外力作用下从 \(x\)\(=0\)处沿导轨运动，金属棒始终与导轨垂直并接触良好，不计导轨和金属棒的电阻\(.\)设在金属棒从 \(x\)\({\,\!}_{1}=1 m\)经 \(x\)\({\,\!}_{2}=2 m\)到 \(x\)\({\,\!}_{3}=3 m\)的过程中， \(R\)的电功率保持不变，则金属棒( )

A．在 \(x\)\({\,\!}_{1}\)与 \(x\)\({\,\!}_{3}\)处的电动势之比为\(1∶3\)

B．在 \(x\)\({\,\!}_{1}\)与 \(x\)\({\,\!}_{3}\)处受到磁场 \(B\)的作用力大小之比为\(3∶1\)

C．从 \(x\)\({\,\!}_{1}\)到 \(x\)\({\,\!}_{2}\)与从 \(x\)\({\,\!}_{2}\)到 \(x\)\({\,\!}_{3}\)的过程中通过 \(R\)的电荷量之比为\(5∶3\)

D．从 \(x\)\({\,\!}_{1}\)到 \(x\)\({\,\!}_{2}\)与从 \(x\)\({\,\!}_{2}\)到 \(x\)\({\,\!}_{3}\)的过程中 \(R\)产生的焦耳热之比为\(5∶3\)

难度：中等

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10．如图所示，水平放置的粗糙\(U\)形金属框架上接一个阻值为 \(R\)\({\,\!}_{0}\)的电阻，放在垂直纸面向里、磁感应强度大小为 \(B\)的匀强磁场中，一个半径为 \(l\)、质量为 \(m\)的半圆形硬导体 \(AC\)在水平恒力 \(F\)作用下，由静止开始运动距离 \(d\)后速度达到 \(v\)，半圆形导体 \(AC\)的电阻为 \(r\)，其余电阻不计，下列说法正确的是( )

A．\(U_{AC}\)\(=2\) \(Bl\) \(v\)

B．\(U_{AC}\)\(= \dfrac{2R_0 Blv}{R_0 +r}\)

C．电路中产生的电热 \(Q\)\(=\) \(Fd\)\(- \dfrac{1}{2}\) \(m\) \(v\)\({\,\!}^{2}\)

D．通过 \(R\)\({\,\!}_{0}\)的电荷量 \(q\)\(= \dfrac{2Bld}{R_0 +r}\)

难度：中等

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