知识点挑题 - 高中物理 - 优优班--学霸训练营

1．
电磁弹射是我国最新研究的重大科技项目，原理可用下述模型说明。如图甲所示，虚线\(MN\)右侧存在一个竖直向上的匀强磁场，一边长\(L\)的正方形单匝金属线框\(abcd\)放在光滑水平面上，电阻为\(R\)，质量为\(m\)，\(ab\)边在磁场外侧紧靠\(MN\)虚线边界。\(t=0\)时起磁感应强度\(B\)随时间\(t\)的变化规律是\(B=B_{0}+kt(k\)为大于零的常数\()\)，空气阻力忽略不计。
\((1)\)求\(t=0\)时刻，线框中感应电流的功率\(P\)；
\((2)\)若线框\(cd\)边穿出磁场时速度为\(v\)，求线框穿出磁场过程中，安培力对线框所做的功\(W\)及通过导线截面的电荷量\(q\)；
\((3)\)若用相同的金属线绕制相同大小的\(n\)匝线框，如图乙所示，在线框上加一质量为\(M\)的负载物，证明：载物线框匝数越多，\(t=0\)时线框加速度越大。

难度：难

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2．

如图所示，两根平行金属导轨\(MN\)、\(PQ\)相距\(d=1.0m\)，导轨平面与水平面夹角\(\alpha =30{}^\circ \)，导轨上端跨接一定值电阻\(R=1.6\Omega \)，导轨电阻不计。整个装置处于方向垂直导轨平面向上、磁感应强度大小\(B=1.0T\)的匀强磁场中，金属棒\(ef\)垂直于\(MN\)、\(PQ\)静止放置，且与导轨保持良好接触，其长度刚好为\(d\)、质量\(m_{1}=0.10kg\)、电阻\(r=0.40\Omega \)，距导轨底端的距离\({{s}_{1}}=3.75{m}\)。另一根与金属棒平行放置的绝缘棒\(gh\)长度也为\(d\)，质量为\(m_{2}=0.05kg\)，从轨道最低点以速度\(v_{0}=10m/s\)沿轨道上滑并与金属棒发生正碰\((\)碰撞时间极短\()\)，碰后金属棒沿导轨上滑一段距离后再次静止，此过程中流过金属棒的电荷量\(q=0.1C\)且测得从碰撞至金属棒静止过程中金属棒上产生的焦耳热\(Q=0.05J\)。已知两棒与导轨间的动摩擦因数均为\(\mu =\dfrac{\sqrt{3}}{3}\)，\(g=10m/s^{2}\)。求：

\((1)\)碰后金属棒\(ef\)沿导轨上滑的最大距离\(s_{2}\)；

\((2)\)碰后瞬间绝缘棒\(gh\)的速度\(v_{3}\)；

\((3)\)金属棒在导轨上运动的时间\(Δt\)。

难度：难

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3．

如图，两条平行虚线之间存在匀强磁场，虚线间的距离为\(l\)，磁场方向垂直纸面向里\(.abcd\)是位于纸面内的梯形线圈，\(ad\)与\(bc\)间的距离也为\(l.t=0\)时刻，\(bc\)边与磁场区域边界重合\(.\)现令线圈以恒定的速度\(v\)沿垂直于磁场区域边界的方向穿过磁场区域\(.\)取沿\(a→b→c→d→a\)的感应电流方向为正，则在线圈穿越磁场区域的过程中，感应电流\(i\)随时间\(t\)变化的图线是\((\)　　\()\)

A．

B．

C．

D．

难度：难

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4．

一矩形线框置于匀强磁场中，线框平面与磁场方向垂直，先保持线框的面积不变，将磁感应强度在\(1s\) 时间内均匀地增大到原来的两倍，接着保持增大后的磁感应强度不变，在\(1s\) 时间内，再将线框的面积均匀地减小到原来的一半，先后两个过程中，线框中感应电动势的比值为\((\)　　\()\)

A．\( \dfrac {1}{2}\)

B．\(1\)

C．\(2\)

D．\(4\)

难度：难

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5．

在水平面上有一固定的\(U\)形金属框架，框架上置一金属杆\(ab\)，如图示\((\)纸面即水平面\()\)，在垂直纸面方向有一匀强磁场，则以下说法中正确的是\((\)　　\()\)

A．若磁场方向垂直纸面向外并增加时，杆\(ab\)将向右移动

B．若磁场方向垂直纸面向外并减少时，杆\(ab\)将向右移动

C．若磁场方向垂直纸面向里并增加时，杆\(ab\)将向右移动

D．若磁场方向垂直纸面向里并减少时，杆\(ab\)将向右移动

难度：难

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6．

如图所示，一导线弯成半径为\(a\)的半圆形闭合回路。虚线\(MN\)右侧有磁感应强度为\(B\)的匀强磁场。方向垂直于回路所在的平面。回路以速度\(v\)向右匀速进入磁场，直径\(CD\)始终与\(MN\)垂直。从\(D\)点到达边界开始到\(C\)点进入磁场为止，下列结论正确的是\((\)　　\()\)

A．感应电流方向不变

B．\(CD\)段直线始终不受安培力

C．感应电动势最大值\(E=Bav\)

D．感应电动势平均值\( \overline {E}= \dfrac {1}{4}πBav\)

难度：难

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7．
如图所示，线圈\(abcd\)的面积\(S=0.05m^{2}\)，共\(N=100\)匝；线圈电阻为\(r=1Ω\)，外接电阻\(R=9Ω\)，匀强磁场的磁感强度为\(B=0.2T\)，线圈以\(ω=20rad/s\)匀速转动，电路中电流表和电压表为理想电表，现从线圈处于中性面开始计时，求：
\((1)\)电路中电流表和电压表的示数各是多少；
\((2)\)线圈由图示位置转动\(90^{\circ}\)的过程中，通过电阻\(R\)上的电量；
\((3)\)外力驱动线圈转动一圈所做的功．

难度：难

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8．
如图，水平面\((\)纸面\()\)内间距为\(l\)的平行金属导轨间接一电阻，质量为\(m\)、长度为\(l\)的金属杆置于导轨上，\(t=0\)时，金属杆在水平向右、大小为\(F\)的恒定拉力作用下由静止开始运动，\(t_{0}\)时刻，金属杆进入磁感应强度大小为\(B\)、方向垂直于纸面向里的匀强磁场区域，且在磁场中恰好能保持匀速运动\(.\)杆与导轨的电阻均忽略不计，两者始终保持垂直且接触良好，两者之间的动摩擦因数为\(μ.\)重力加速度大小为\(g.\)求：

\((1)\)金属杆在磁场中运动时产生的电动势的大小；
\((2)\)电阻的阻值．

难度：难

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9．

一个矩形金属框\(MNPQ\)置于\(xOy\)平面内，平行于\(x\)轴的边\(NP\)的长为\(d\)，如图\((a)\)所示\(.\)空间存在磁场，该磁场的方向垂直于金属框平面，磁感应强度\(B\)沿\(x\)轴方向按图\((b)\)所示正弦规律分布，\(x\)坐标相同各点的磁感应强度相同\(.\)当金属框以大小为\(v\)的速度沿\(x\)轴正方向匀速运动时，下列判断正确的是\((\)　　\()\)