知识点挑题 - 高中物理 - 优优班--学霸训练营

如图甲所示，正六边形导线框\(abcdef\)放在匀强磁场中静止不动，磁场方向与线框平面垂直，磁感应强度\(B\)随时间\(t\)的变化关系如图乙所示\(.t=0\)时刻，磁感应强度\(B\)的方向垂直纸面向里，设产生的感应电流顺时针方向为正、竖直边\(cd\)所受安培力的方向水平向左为正\(.\)则下面关于感应电流\(i\)和\(cd\)所受安培力\(F\)随时间\(t\)变化的图象正确的是\((\)　　\()\)

A．

B．

C．

D．

难度：较难

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2．如图所示，在竖直方向上有四条间距均为\(L=0.5 m\)的水平虚线\(L_{1}\)、\(L_{2}\)、\(L_{3}\)、\(L_{4}\)，在\(L_{1}\)、\(L_{2}\)之间和\(L_{3}\)、\(L_{4}\)之间存在匀强磁场，磁感应强度大小均为\(1 T\)，方向垂直于纸面向里\(.\)现有一矩形线圈\(abcd\)，长度\(ad=3L\)，宽度\(cd=L\)，质量为\(0.1 kg\)，电阻为\(1 Ω\)，将其从图示位置由静止释放\((cd\)边与\(L_{1}\)重合\()\)，\(cd\)边经过磁场边界线\(L_{3}\)时恰好做匀速直线运动，整个运动过程中线圈平面始终处于竖直方向，\(cd\)边水平。\((g\)取\(10 m/s^{2})\)则：

\((1)cd\)边经过磁场边界线\(L\)\({\,\!}_{3}\)时通过线圈的电荷量是多少？
\((2)cd\)边经过磁场边界线\(L\)\({\,\!}_{3}\)时的速度大小是多少？
\((3)cd\)边经过磁场边界线\(L\)\({\,\!}_{2}\)和\(L\)\({\,\!}_{4}\)的时间间隔是多少？

\((4)\)线圈从开始运动到\(cd\)边经过磁场边界线\(L\)\({\,\!}_{4}\)过程，线圈产生的热量是多少？

难度：较难

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3．

如图所示，一个边长为\(L\)的正方形金属框竖直放置，各边电阻相同，金属框放置在磁感应强度大小为\(B\)、方向垂直金属框向里的匀强磁场中，若\(A\)、\(B\)两端与导线相连，通以如图所示方向的电流\((\)由\(A\)点流入，从\(B\)点流出\()\)，流过\(AB\)边的电流为\(I\)，则金属框受到的安培力为 ( )

A．\(2BIL\)，方向竖直向下

B．\(\dfrac{4}{3}BIL\)，方向竖直向上

C．\(BIL\)，方向竖直向上

D．\(\dfrac{3}{4}BIL\)，方向竖直向下

难度：较难

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4．

如图所示，水平面上方的一个宽为\(4L\)的区域存在一个垂直纸面向里的匀强磁场区域，区域的左边有一辆绝缘小车，车上固定一个边长为\(L\)的正方形导线框\(abcd\)，\(bc\)边紧靠磁场区域，现给小车一个初速度\(v_{0}\)，小车和线框的总质量为\(m\)，不计一切摩擦，小车运动的速度\(v\)和位移\(x\)的图像画出了一部分\((\)图中所标为已知\()\)，根据图像，以下说法正确的是( )

A．小车离开磁场后的速度为\(0.6v_{0}\)

B．小车进入磁场的过程中做加速度减小的变减速运动

C．小车穿过磁场的过程中，线框产生的内能为\(0.32mv_{0}^{2}\)

D．由于图像不完整，不知道小车穿出磁场的运动规律，所以无法求出小车离开磁场后的速度

难度：较难

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5．如图所示，一个质量为\(m\)、电阻不计、足够长的光滑\(U\)形金属框架\(MNPQ\)，位于光滑水平桌面上，分界线\(OO{{'}}\)分别与平行导轨\(MN\)和\(PQ\)垂直，两导轨相距\(L.\)在\(OO{{'}}\)的左右两侧存在着区域很大、方向分别为竖直向上和竖直向下的匀强磁场，磁感应强度的大小均为\(B.\)另有质量也为\(m\)的金属棒\(CD\)，垂直于\(MN\)放置在\(OO{{'}}\)左侧导轨上，并用一根细线系在定点\(A.\)已知细线能承受的最大拉力为\(T_{0}\)，\(CD\)棒接入导轨间的有效电阻为\(R;\)现从\(t=0\)时刻开始对\(U\)形框架施加水平向右的拉力\(F\)，使其从静止开始做加速度为\(a\)的匀加速直线运动．

\((1)\) 求从框架开始运动到细线断裂所需的时间\(t_{0}\)．

\((2)\) 若细线尚未断裂，求在\(t\)时刻水平拉力\(F\)的大小．

\((3)\) 若在细线断裂时，立即撤去拉力\(F\)，求此时框架的瞬时速度\(v_{0}\)和此后过程中回路产生的总热量\(Q\)．

难度：较难

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6．在光滑水平面上，有一个粗细均匀的边长为\(L\)的单匝正方形闭合线框\(abcd\)，在水平外力的作用下，从静止开始沿垂直磁场边界方向做匀加速直线运动，穿过匀强磁场，如图甲所示，测得线框中产生的感应电流\(i\)的大小和运动时间\(t\)的变化关系如图乙所示( )

A．线框受到的水平外力一定是恒定的

B．线框边长与磁场宽度的比值为\(3∶8\)

C．出磁场的时间是进入磁场时的一半

D．出磁场的过程中外力做的功与进入磁场的过程中外力做的功相等

难度：较难

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7．

\([\)多选\(]\)如图所示，光滑水平面上存在有界匀强磁场，磁感应强度为\(B\)，质量为\(m\)、边长为\(a\)的正方形线框\(ABCD\)斜向穿进磁场，当\(AC\)刚进入磁场时速度为\(v\)，方向与磁场边界成\(45^{\circ}\)角，若线框的总电阻为\(R\)，则( )

A．线框穿进磁场过程中，线框中电流的方向为\(DCBA\)

B．\(AC\)刚进入磁场时，线框中感应电流为\( \dfrac{ \sqrt{2}Bav}{R}\)

C．\(AC\)刚进入磁场时，线框所受安培力为\( \dfrac{ \sqrt{2}B^{2}a^{2}v}{R}\)

D．\(AC\)刚进入磁场时，\(CD\)两端电压为\( \dfrac{3}{4}\)\(Bav\)

难度：较难

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8．

如图所示，两端与定值电阻相连的光滑平行金属导轨倾斜放置，其中\(R_{1}=R_{2}=2R\)，导轨电阻不计，导轨宽度为\(L\)，匀强磁场垂直穿过导轨平面，磁感应强度为\(B\)。导体棒\(ab\)的电阻为\(R\)，垂直导轨放置，与导轨接触良好。释放后，导体棒\(ab\)沿导轨向下滑动，某时刻流过\(R_{2}\)的电流为\(I\)，在此时刻( )

A．重力的功率为\(6I^{2}R\)

B．金属杆\(ab\)消耗的热功率为\(4I^{2}R\)

C．导体棒的速度大小为\(\dfrac{2IR}{BL}\)

D．导体棒受到的安培力的大小为\(2BIL\)

难度：较难

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9．
如图所示，匀强磁场的磁感应强度方向垂直于纸面向里，大小随时间的变化率\(\dfrac{\Delta B}{\Delta t}=k\)，\(k\)为正常量。用电阻率为\(ρ\)、横截面积为\(S\)的硬导线做成一边长为\(L\)的方框，将方框固定于纸面内，其右半部位于磁场区域中，求：

\((1)\)导线中感应电流的大小；

\((2)\)磁场对方框作用力的大小随时间的变化率。

难度：较难

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10．如图所示，用天平测量匀强磁场的磁感应强度。下列各选项所示的载流线圈匝数相同，边长\(MN\)相等，将它们分别挂在天平的右臂下方。线圈中通有大小相同的电流，天平处于平衡状态。若磁场发生微小变化，天平最容易失去平衡的是\((\)　　\()\)

A．

B．

C．

D．

难度：较难

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