知识点挑题 - 高中物理 - 优优班--学霸训练营

1．磁流体发电是一项新兴技术，它可以把气体的内能直接转化为电能。如图所示，在两块长a=0.5m、宽b=0.2m，彼此相距L=0.2m的平行金属板间，存在着磁感强度B=1.2T的匀强磁场，方向与板面平行并与a边垂直。若将含有大量的分别带正电和负电的等离子体，以v=1000m/s的速度连续不断地喷入两金属板间，两金属板间便产生电压，若等离子体的电阻率ρ=0.1Ω•m，求该发电机的电动势和最大输出功率。

难度：较难

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2．
做磁共振\((MRI)\)检查时，对人体施加的磁场发生变化时会在肌肉组织中产生感应电流。某同学为了估算该感应电流对肌肉组织的影响，将包裹在骨骼上的一圈肌肉组织等效成单匝线圈，线圈的半径\(r=5.0 cm\)，线圈导线的截面积\(A=0.80 cm^{2}\)，电阻率\(ρ=1.5 Ω·m\)。如图所示，匀强磁场方向与线圈平面垂直，若磁感应强度\(B\)在\(0.3 s\)内从\(1.5 T\)均匀地减为零，求：\((\)计算结果保留一位有效数字\()\)

\((1)\)该圈肌肉组织的电阻\(R ?\)

\((2)\)该圈肌肉组织中的感应电动势\(E ?\)

\((3)0.3 s\)内该圈肌肉组织中产生的热量\(?\)

难度：较难

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3．
做磁共振检查时，对人体施加的磁场发生变化时会在肌肉组织中产生感应电流。某同学为了估算该感应电流对肌肉组织的影响，将包裹在骨骼上一圈肌肉组织等效成单匝线圈，线圈的半径\(r=5.0cm\)，线圈导线的横截面积\(A=0.80cm^{2}\)，电阻率\(p=1.5Ω·m \)，如图所示，匀强磁场方向与线圈平面垂直，若磁感应强度\(B\)在\(0.3s\)内从\(1.5T\)均匀地减小为零，求\((\)计算结果保留一位有效数字\()\)

\((1)\)该圈肌肉组织的电阻\(R\)；

\((2)\)该圈肌肉组织中的感应电动势\(E\)；

\((3)0.3s\)内该圈肌肉组织中产生的热量\(Q\)。

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4．做磁共振\((MRI)\)检查时，对人体施加的磁场发生变化时会在肌肉组织中产生感应电流\(.\)某同学为了估算该感应电流对肌肉组织的影响，将包裹在骨骼上的一圈肌肉组织等效成单匝线圈，线圈的半径 \(r\)\(=5.0 cm\)，线圈导线的截面积 \(A\)\(=0.80 cm^{2}\)，电阻率 \(ρ\)\(=1.5 Ω·m.\)如图所示，匀强磁场方向与线圈平面垂直，若磁感应强度 \(B\)在\(0.3 s\)内从\(1.5 T\)均匀地减为零，求：\((\)计算结果保留一位有效数字\()\)

\((1)\)该圈肌肉组织的电阻 \(R\)；
\((2)\)该圈肌肉组织中的感应电动势 \(E\)；
\((3)0.3 s\)内该圈肌肉组织中产生的热量 \(Q\)．

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5．
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。

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6．
用密度为\(d\)、电阻率为\(\rho \)、横截面积为\(A\)的薄金属条制成边长为\(L\)的闭合正方形框\(ab{b}{{'}}{a}{{'}}\)，如图所示，金属方框水平放在磁极的狭缝间，方框平面与磁场方向平行。

设匀强磁场仅存在于相对磁极之间，其他地方的磁场忽略不计。可认为方框的\(a{a}{{'}}\)边和\(b{b}{{'}}\)边都处在磁极间，极间磁感应强度大小为\(B\)。方框从静止开始释放，其平面在下落过程中保持水平\((\)不计空气阻力\()\)。

\((1)\)求方框的电阻\(R\)；

\((2)\)求方框下落的最大速度\({{v}_{m}}(\)设磁场区域在竖直方向足够长\()\)；

\((3)\)已知方框下落时间为\(t\)时，下落高度为\(h\)，其速度为\({{v}_{1}}({{v}_{1}} < {{v}_{m}})\)。若在同一时间\(t\)内，方框内产生的热与一恒定电流\({{I}_{0}}\)在该框内产生的热相同，求恒定电流\({{I}_{0}}\)的表达式。

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7．
【加试题】输送\(4.0×10^{6}W\)的电能，若发电机输出电压为\(2000V\)，选用变压器升压后应用截面积为\(4.25cm^{2}\)的铜导线\((\)铜的电阻率\(ρ=1.7×10^{-8}Ω·m)\)，把电能送到\(400km\)远处，线路损失的功率为\(5.0×10^{5}W.\)

\((1\)\()\)应选用匝数比为多少的升压变压器？

\((2)\)在用电区使用降压变压器，其原线圈两端的电压为多大？

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8．

经典电磁理论认为：当金属导体两端电压稳定后，导体中产生恒定电场，这种恒定电场的性质与静电场相同\(.\)由于恒定电场的作用，导体内自由电子定向移动的速率增加，而运动过程中会与导体内不动的粒子发生碰撞从而减速，因此自由电子定向移动的平均速率不随时间变化\(.\)金属电阻反映的是定向运动的自由电子与不动的粒子的碰撞\(.\)假设碰撞后自由电子定向移动的速度全部消失，碰撞时间不计．
某种金属中单位体积内的自由电子数量为\(n\)，自由电子的质量为\(m\)，带电量为\(e.\) 现取由该种金属制成的长为\(L\)，横截面积为\(S\)的圆柱形金属导体，将其两端加上恒定电压\(U\)，自由电子连续两次与不动的粒子碰撞的时间间隔平均值为\(t_{0}.\)如图所示．

\((1)\)求金属导体中自由电子定向运动受到的电场力大小；

\((2)\)求金属导体中的电流\(I\)；

\((3)\)电阻的定义式为\(R=\dfrac{U}{I}\)，电阻定律\(R=\rho \dfrac{L}{S}\)是由实验得出的\(.\)事实上，不同途径认识的物理量之间存在着深刻的本质联系，请从电阻的定义式出发，推导金属导体的电阻定律，并分析影响电阻率\(ρ\)的因素．

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9．
做磁共振\((MRI)\)检查时，对人体施加的磁场发生变化时会在肌肉组织中产生感应电流，某同学为了估算该感应电流对肌肉组织的影响，将包裹在骨骼上的一圈肌肉组织等效成单匝线圈，线圈的半径\(r=5.0cm\)，线圈导线的截面积\(A=0.80cm^{2}\)，电阻率\(ρ=1.5Ω⋅m\)，如图所示，匀强磁场方向与线圈平面垂直，若磁感应强度\(B\)在\(0.3s\)内从\(1.5T\)均匀地减为零，求：\((\)计算结果保留一位有效数字\()\)
\((1)\)该圈肌肉组织的电阻\(R\)；
\((2)\)该圈肌肉组织中的感应电动势\(E\)；
\((3)0.3s\)内该圈肌肉组织中产生的热量\(Q\)．

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