知识点挑题 - 高中物理 - 优优班--学霸训练营

2．如图甲所示，光滑平行金属导轨MN、PQ所在平面与水平面成θ角，M、P两端接一阻值为R的定值电阻，阻值为r的金属棒ab垂直导轨放置，其他部分电阻不计．整个装置处在磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直导轨平面向上．t=0时对棒施一平行于导轨的外力F，棒由静止开始沿导轨向上运动，通过R的感应电流随时间t变化的关系如图乙所示．下列说法正确的是（　　）

A．棒由静止向上做匀加速运动

B．穿过回路abPMa的磁通量均匀增加

C．拉力F做的功等于回路产生的热量与金属棒ab增加的重力势能之和

D．拉力F做的功与安倍力做的功之和等于金属棒ab增加的机械能

难度：较难

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3．

（2015秋•南昌校级期末）如图所示，边长为L的正方形金属框，匝数为n，质量为m，电阻为R，用绝缘细线把它悬挂于一个有界的匀强磁场边缘，线框平面与磁场方向垂直，其上半部处于磁场内，下半部处于磁场外，磁场随时间变化规律为B=kt（k＞0），已知细线所能承受的最大拉力为2mg，下列说法正确的是（　　）

A．线圈中产生逆时针方向的感应电流

B．线圈的感应电动势大小为

nKL²

C．细线拉力最大时，金属框受到的安培力大小为3mg

D．从t=0开始直到细线被拉断的时间为

2mgR

n2k2L2

难度：较难

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4．如图所示，质量为m₁的导体棒ab，垂直放在相距为l的平行光滑金属轨道上．导轨平面与水平面的夹角为θ，并处于磁感应强度大小为B、方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场中．左侧是水平放置、间距为d的平行金属板，R和R_x分别表示定值电阻和滑动变阻器的阻值，不计其他电阻．
（1）调节R_x=R，释放导体棒，当棒沿导轨匀速下滑时，求通过棒的电流I及棒的速率v
（2）改变R_x，待棒沿导轨再次匀速下滑后，将质量为m₂、带电量为+q的微粒水平射入金属板间，若它能匀速通过，求此时的R_x．

难度：较难

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5．如图所示，两根平行的导轨处于同一水平面内，相距为L=1m．导轨左端用阻值为R=1Ω的电阻相连，导轨的电阻不计．导轨上跨接一质量为m=2kg、电阻为r=0.5Ω的金属杆，金属杆与导轨之间的动摩擦因数为μ=0.2．整个装置放在竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度为B=1T，磁场宽度为S₁=1.5m．现对杆施加一水平向右的恒定拉力F=10N，使它由静止开始进入磁场区域，当金属杆离开磁场时立即将拉力F撤去，金属杆继续运动了一段距离后停止在导轨上．已知重力加速度为g．
（1）若金属杆在离开磁场前就做匀速直线运动，求匀速运动的速度；
（2）金属杆运动过程，通过电阻R的电量是多少？
（3）若金属杆离开磁场继续运动了S₂=0.75m后停止在导轨上．金属杆运动过程，电阻R产生的热量是多少？

难度：较难

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6．相距L=1.5m的足够长金属导轨竖直放置，质量为m=1kg的光滑金属棒ab通过棒两端的套环水平地套在金属导轨上，金属棒cd水平固定在金属导轨上，如图甲所示，虚线上方磁场方向垂直纸面向里，虚线下方磁场方向竖直向下，两处磁场磁感应强度大小相同，ab、cd两棒的电阻均为r=0.9Ω，导轨电阻不计．ab棒在方向竖直向上大小按图乙所示规律变化的外力F作用下从静止开始，沿导轨匀加速运动，g取10m/s²．
（1）在运动过程中，ab棒中的电流方向？cd棒受到的安培力方向？
（2）求出ab棒加速度大小和磁感应强度B的大小？
（3）从t₁=0到t₂=2s，金属棒ab的机械能变化了多少？

难度：较难

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7．在空间的部分区域中有一水平方向的匀强磁场，磁场的边界如图中的虚线所示．有一矩形线框abcd可以绕竖直的转动轴OOˊ匀角速转动，OOˊ恰好与磁场边界重合．在初始时刻，线框平面与磁场方向平行．已知磁场的磁感强度为B，线框ab边的长度为l，bc边的长度为2l，整个线框的电阻为R，线框转动的角速度为ω，试求：
（1）线框位于图示位置时，线框中的感应电动势为多大？
（2）线框由图示位置转过30°时，线框受到的安培力矩为多大？

难度：较难

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