知识点挑题 - 高中物理 - 优优班--学霸训练营

如图所示，U形光滑金属导轨水平放置在竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度为B，导轨间距为L，在导轨右端连接有一个阻值为R的定值电阻。有一根长为L的导体棒ab与固定在O点的绝缘轻弹簧相连后垂直放置在导轨上，弹簧原长时导体棒ab在图中的虚线位置。现施外力将弹簧压缩一定的距离后松开，导体棒ab在导轨上往复运动最后停在虚线处。已知弹簧初始被压缩时储存的弹性势能为E_p，在运动过程中导体棒ab与导轨始终接触良好，导体棒ab的电阻r=R，导轨电阻不计，则下列说法中正确的是（　　）

A．导体棒ab在运动过程中能产生交变电流

B．定值电阻产生的总热量为弹性势能E_p的一半

C．导体棒ab向右运动时安培力做负功，向左运动时做正功

D．导体棒ab全程克服安培力做的功等于回路中产生的焦耳热的一半

难度：较难

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2．如图1所示，粗细均匀的矩形单匝线圈abcd固定在滑块上，总质量为M=1kg，滑块与地面间的动摩擦因数为μ=0.5，线圈ab边长度为L₁=2m，线圈ad边长度为L₂=1m，线圈的总电阻为R=2Ω．滑块的右侧有一垂直纸面向里的匀强磁场，且磁感应强度随时间的变化关系如下图2所示。t=0时刻滑块处于磁场左边界的左侧某个位置，从该时刻起滑块在外力F的作用下以速度v=3m/s水平向右做匀速直线运动。已知ab边到磁场下边界的距离x=0.5m，t₁=3s时线圈ab边恰好完全进入磁场，取g=10m/s²，求：

（1）线圈进入磁场的过程中a、b两点间的电势差U_ab；
（2）0～4s内整个线圈所产生的焦耳热Q；
（3）0～4s内外力F所做的功W_F。

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3．一个面积\(S=4×10^{-2} m^{2}\)、匝数\(n=100\)匝的线圈，放在匀强磁场中，磁场方向垂直于线圈平面，磁感应强度\(B\)随时间\(t\)变化的规律如图所示，则下列判断正确的是\((\) \()\)

A．在开始的\(2 s\)内穿过线圈的磁通量变化率等于\(-0.08 Wb/s\)

B．在开始的\(2 s\)内穿过线圈的磁通量的变化量等于零

C．在开始的\(2 s\)内线圈中产生的感应电动势等于\(-0.08 V\)

D．在第\(3 s\)末线圈中的感应电动势等于零

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4．如图，两条相距l的光滑平行金属导轨位于同一水平面（纸面）内，其左端接一阻值为R的电阻；一与导轨垂直的金属棒置于两导轨上；在电阻、导轨和金属棒中间有一面积为S的区域，区域中存在垂直于纸面向里的均匀磁场，磁感应强度大小B₁随时间t的变化关系为B₁=kt，式中k为常量；在金属棒右侧还有一匀强磁场区域，区域左边界MN（虚线）与导轨垂直，磁场的磁感应强度大小为B₀，方向也垂直于纸面向里。某时刻，金属棒在一外加水平恒力的作用下从静止开始向右运动，在t₀时刻恰好以速度v₀越过MN，此后向右做匀速运动。金属棒与导轨始终相互垂直并接触良好，它们的电阻均忽略不计。求
（1）在t=0到t=t₀时间间隔内，流过电阻的电荷量的绝对值；
（2）在时刻t（t＞t₀）穿过回路的总磁通量和金属棒所受外加水平恒力的大小。
（3）如果面积为S的区域的均匀磁场的磁感应强度B₁随时间t的变化关系为B₁=B₀-kt，式中k为大于0的常量，在t=0时刻，均匀磁场垂直于纸面向里。MN（虚线）右侧磁场的磁感应强度大小为B₀，方向也垂直于纸面向里。在t₀时刻金属棒以速度v越过MN时，撤掉外力，此后（t＞t₀）金属棒恰好向右做匀速运动。金属棒与导轨始终相互垂直并接触良好，它们的电阻均忽略不计。求速度v的大小（用k、S、B₀、l表示）。

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5．

如图所示，导体\(AB\)在做切割磁感线运动时，将产生一个感应电动势，因而在电路中有电流通过，下列说法中错误的是\((\)　　\()\)

A．因导体运动而产生的感应电动势称为动生电动势

B．动生电动势的产生与洛伦兹力有关

C．动生电动势的产生与电场力有关

D．动生电动势和感生电动势的产生原因是不一样的

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6．

如图甲所示，质量\(m=3.0xl0^{-3}kg\)的“”形金属细框竖直放置在两水银槽中，“”形框的水平细杆\(CD\)长\(l=0.20 m\)，处于磁感应强度大小\(B_{1}=1.0 T\)、方向水平向右的匀强磁场中。有一匝数\(n=300\)匝、面积\(S=0.0l m^{2}\)的线圈通过开关\(K\)与两水银槽相连。线圈处于与线圈平面垂直、沿竖直方向的匀强磁场中，其磁感应强度\(B_{2}\)随时间\(t\)变化的关系如图乙所示。\(t=0.22 s\)时闭合开关\(K\)，瞬间细框跳起\((\)细框跳起瞬间安培力远大于重力\()\)，跳起的最大高度\(h=0.20 m\)。不计空气阻力，重力加速度\(g=10 m/s^{2}\)，下列说法正确的是

A．\(0—0.10 s\)内线圈中的感应电动势大小为\(3V\)

B．开关\(K\)闭合瞬间，\(CD\)中的电流方向由\(C\)到\(D\)

C．磁感应强度\(B_{2}\)的方向竖直向下

D．开关\(K\)闭合瞬间，通过细杆\(CD\)的电荷量为\(0.03 C\)

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7．关于线圈中的自感电动势的大小，下列说法正确的是\((\)　　\()\)

A．跟通过线圈的电流大小有关

B．跟线圈中的电流变化大小有关

C．跟线圈中的磁通量大小有关

D．跟线圈中的电流变化快慢有关

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8．

在竖直向上的匀强磁场中，水平放置一个不变形的单匝金属圆线圈，规定线圈中感应电流的正方向如图\(1\)所示，当磁场的磁感应强度\(B\)随时间如图\(2\)变化时，图\(3\)中正确表示线圈中感应电动势\(E\)变化的是 ( )

A．

B．

C．

D．

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9．
\((1)\)如图所示，面积为\(0.2m^{2}\)的\(100\)匝线圈处在匀强磁场中，磁场方向垂直于线圈平面，已知磁感应强度随时间变化的规律为\(B= 0.2t\)特，定值电阻\(R_{1}=6Ω\)，线圈电阻\(R_{2}=4Ω\)，则回路的感应电动势为；\(a\)、\(b\)两点间电压\(U_{ab}=\) \(V\)。

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10．

如图所示，一个带正电的粒子在垂直于匀强磁场的平面内做圆周运动，当磁感应强度均匀增大时，此粒子的动能将( )

A．不变

B．增大

C．减少

D．以上情况都有可能

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