知识点挑题 - 高中物理 - 优优班--学霸训练营

1．
如图甲，间距\(L=1.0m\)的平行长直导轨\(MN\)、\(PQ\)水平放置，两导轨左端\(MP\)之间接有一阻值为\(R=0.1Ω\)的定值电阻，导轨电阻忽略不计\(.\)一导体棒\(ab\)垂直于导轨放在距离导轨左端\(d=1.0m\)，其质量\(m=0.1kg\)，接入电路的电阻为\(r=0.1Ω\)，导体棒与导轨间的动摩擦因数\(μ=0.1\)，整个装置处在范围足够大的竖直方向的匀强磁场中\(.\)选竖直向下为正方向，从\(t=0\)时刻开始，磁感应强度\(B\)随时间\(t\)的变化关系如图乙所示，导体棒\(ab\)一直处于静止状态\(.\)不计感应电流磁场的影响，当\(t=3s\)时，突然使\(ab\)棒获得向右的速度\(v_{0}=10m/s\)，同时在棒上施加一方向水平、大小可变化的外力\(F\)，保持\(ab\)棒具有大小恒为\(a=5m/s^{2}\)方向向左的加速度，取\(g=10m/s^{2}\)．

\((1)\)求前\(3s\)内电路中感应电流的大小和方向．

\((2)\)求\(ab\)棒向右运动且位移\(x_{1}=6.4m\)时的外力\(F\)．

\((3)\)从\(t=0\)时刻开始，当通过电阻\(R\)的电量\(q=5.7C\)时，\(ab\)棒正在向右运动，此时撤去外力\(F\)，且磁场的磁感应强度大小也开始变化\((\)图乙中未画出\()\)，\(ab\)棒又运动了\(x_{2}=3m\)后停止\(.\)求撤去外力\(F\)后电阻\(R\)上产生的热量\(Q\)．

难度：较难

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2．

在匀强磁场中，一个\(100\)匝的闭合矩形金属线圈，绕与磁感线垂直的固定轴匀速转动，穿过该线圈的磁通量随时间按图示正弦规律变化\(.\)设线圈总电阻为\(2Ω\)，则\((\)　　\()\)

A．\(t=0\)时，线圈平面平行于磁感线

B．\(t=1s\)时，线圈中的电流改变方向

C．\(t=1.5s\)时，线圈中的感应电动势最大

D．一个周期内，线圈产生的热量为\(8π^{2}J\)

难度：较难

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3．
电阻可忽略的光滑平行金属导轨长\(S=1.3m\)，两导轨间距\(L= \dfrac {3}{4}m\)，导轨倾角为\(30^{\circ}\)，导轨上端\(ab\)接一阻值\(R=1.5Ω\)的电阻，磁感应强度\(B=0.8T\)的匀强磁场垂直轨道平面向上\(.\)阻值\(r=0.5Ω\)，质量\(m=0.2kg\)的金属棒与轨道垂直且接触良好，从轨道上端\(ab\)处由静止开始下滑，滑到斜面低端的速度为\(v=3m/s\)，取\(g=10m/s^{2}\)，求：
\((1)\)金属棒下滑到斜面低端时的加速度．
\((2)\)金属棒下滑到斜面低端的过程中电阻\(R\)上产生的焦耳热．

难度：较难

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4．

一电阻接到方波交流电源上，在一个周期内产生的热量为\(Q_{方}\)；若该电阻接到正弦交流电源上，在一个周期内产生的热量为\(Q_{正}.\)该电阻上电压的峰值均为\(u_{0}\)，周期均为\(T\)，如图所示。则\(Q_{方}\)：\(Q_{正}\)等于\((\)　　\()\)

A．\(1\)：\( \sqrt {2}\)

B．\( \sqrt {2}\)：\(1\)

C．\(1\)：\(2\)

D．\(2\)：\(1\)

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5．
如图所示，两根金属导体棒\(a\)和\(b\)的长度均为\(L\)，电阻均为\(R\)，质量分布均匀且大小分别为\(3m\)和\(m.\)现用两根等长的、质量和电阻均忽略不计且不可伸长的柔软导线将它们组成闭合回路，并悬跨在光滑绝缘的水平圆棒两侧。其中导体棒\(b\)处在宽度为\(H\)的垂直纸面向里、磁感应强度大小为\(B\)的匀强磁场中，导体棒\(a\)位于磁场的正上方。现将导体棒\(b\)从磁场的下边界由静止释放，若磁场宽度\(H\)足够大，导体棒\(b\)穿过磁场的过程中，导体棒\(a\)未能进入磁场，整个运动过程中导体棒\(a\)、\(b\)始终处于水平状态，重力加速度为\(g.\)求：
\((1)\)导体棒\(b\)在磁场中运动时获得的最大速度\(v\)；
\((2)\)若导体棒\(b\)获得最大速度\(v\)时，恰好到达磁场的上边界，则\(b\)棒从释放到穿出磁场所需要的时间\(t\)；
\((3)\)在\((2)\)问过程中产生的热量\(Q\)。

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6．
如图所示，足够长的\(U\)形导体框架的宽度\(l=0.5m\)，电阻忽略不计，其所在平面与水平面成\(θ=37^{\circ}\)角，磁感应强度\(B=0.8T\)的匀强磁场方向垂直于导体框平面，一根质量\(m=0.2kg\)，有效电阻\(R=2Ω\)的导体棒\(MN\)垂直跨放在\(U\)形框架上，导体棒与框架间的动摩擦因数\(μ=0.5\)，导体棒由静止开始沿框架下滑到刚开始匀速运动，通过导体棒截面的电量共为\(Q=2C.\)求：
\((1)\)导体棒匀速运动的速度；
\((2)\)导体棒从开始下滑到刚开始匀速运动这一过程中，导体棒的电阻产生的焦耳热\(.(\sin \) \(37^{\circ}=0.6\)，\(\cos \) \(37^{\circ}=0.8\)，\(g=10m/s^{2})\)

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7．
如图所示，\(MN\)、\(PQ\)为间距\(L=0.5 m\)足够长的平行导轨，\(NQ⊥MN.\)导轨平面与水平面间的夹角\(θ=37^{\circ}\)，\(NQ\)间连接有一个\(R=4 Ω\)的电阻\(.\)有一匀强磁场垂直于导轨平面，磁感应强度为\(B_{0}=1 T.\)将一根质量为\(m=0.05 kg\)、电阻\(r=1 Ω\)的金属棒\(ab\)紧靠\(NQ\)放置在导轨上，且与导轨接触良好，两根导轨的电阻均不计\(.\)现由静止释放金属棒，金属棒沿导轨向下运动过程中始终与\(NQ\)平行\(.\)已知金属棒与导轨间的动摩擦因数\(μ=0.5\)，当金属棒滑行至\(cd\)处时已经达到稳定速度，\(cd\)距离\(NQ\)为\(s=1.5 m.(g=10 m/s^{2},\sin 37^{\circ}=0.6, \cos 37^{\circ}=0.8)\)。求：

\((1)\)金属棒达到的稳定速度是多大？

\((2)\)金属棒从开始下滑至\(cd\)处过程中电阻\(R\)产生的焦耳热？

\((3)\)金属棒从开始下滑至\(cd\)处所用的时间？

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8．
一个正方形线圈边长\(a=0.20m\)，共有\(n=100\)匝，其总电阻\(r=4.0\Omega \)。线圈与阻值\(R=16\Omega \)的外电阻连成闭合回路，如图甲所示。线圈所在区域存在着分布均匀但强弱随时间变化的磁场，磁场方向垂直线圈平面，其磁感应强度\(B\)的大小随时间作周期性变化的周期\(T=1.0×10^{-2}s\)，如图乙所示，图象中\({{t}_{1}}=\dfrac{1}{3}T,{{t}_{2}}=\dfrac{4}{3}T,{{t}_{3}}=\dfrac{7}{3}T\)、\(……\)。求：

\((1)0—t_{1}\)时间内，通过电阻\(R\)的电荷量；

\((2)t=1.0s\)内电流通过电阻\(R\)所产生的热量；

\((3)\)线圈中产生感应电流的有效值。

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9．

一台理想变压器的原、副线圈的匝数比是\(5\)：\(1\)，原线圈接入电压有效值为\(220V\)的正弦交流电，各元件正常工作，一只理想二极管和一个滑动变阻器\(R\)串联接在副线圈上，如图所示\(.\)电压表和电流表均为理想交流电表，则下列说法正确的是\((\) \()\)

A．原、副线圈中的电流之比为\(5\)：\(1\)

B．电压表的读数约为\(31.11V\)

C．若滑动变阻器接入电路的阻值为\(20Ω\)，则\(1\)分钟内产生的热量为\(2904J\)

D．若将滑动变阻器的滑片向上滑动，则两电表读数均减小

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10．

如图所示，两根足够长的光滑平行金属导轨\(MN\)、\(PQ\)相距为\(L\)，导轨平面与水平面的夹角\(θ=30^{\circ}\)，导轨电阻不计，整个装置处于磁感应强度大小为\(B\)、方向垂直导轨平面向上的匀强磁场中\(.\)质量为\(m\)、长为\(L\)、电阻为\(R\)的金属棒垂直导轨放置，且始终与导轨接触良好\(.\)金属导轨的上端连接一个阻值也为\(R\)的定值电阻\(.\)现闭合开关\(K\)，给金属棒施加一个平行于导轨斜向上、大小为\(F=2mg\)的恒力，使金属棒由静止开始运动\(.\)若金属棒上滑距离\(s\)时，金属棒开始匀速运动，则在金属棒由静止到刚开始匀速运动过程，下列说法中正确的是\((\)重力加速度为\(g)(\)　　\()\)

A．金属棒的末速度为\( \dfrac {3mgR}{B^{2}L^{2}}\)

B．金属棒的最大加速度为\(1.4g\)

C．通过金属棒的电荷量为\( \dfrac {BLs}{R}\)

D．定值电阻上产生的焦耳热为\( \dfrac {3}{4}mgs- \dfrac {9m^{3}g^{2}R^{2}}{4B^{4}L^{4}}\)

难度：较难

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