知识点挑题 - 高中物理 - 优优班--学霸训练营

1．如图所示，两根光滑金属导轨间距L=2m，在桌面上的部分是水平的、且该区域有竖直向下匀强磁场B（磁感应强度的大小为1T），桌面距地高度H=0.8m，金属细杆（不计粗细）ab和cd质量均为m=0.2kg，有效电阻均为R=1Ω，最初都静置在距桌面h=0.2m的轨道上。现先后释放ab杆、cd杆，最后两杆相继落地，它们落地点与桌面左边缘的水平距离分别为S_ab=0.4m，S_cd=0.6m，除两杆以外的电阻不计，空气阻力不计，且重力加速度g=10m/s²，求：
（1）ab杆刚进入磁场时，ab杆的加速度大小；
（2）从释放ab杆到两杆均落地的过程中，两杆产生的总热量；
（3）ab杆与cd杆相继落地的时间间隔△t。

难度：难

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2．

如图所示有理想边界的两个匀强磁场，磁感应强度均为B=0.5T，两边界间距s=0.1m，一边长L=0.2m的正方形线框abcd由粗细均匀的电阻丝围成，总电阻为R=0.4Ω，现使线框以v=2m/s的速度从位置Ⅰ匀速运动到位置Ⅱ，则下列能正确反映整个过程中线框a、b两点间的电势差U_ab随时间t变化的图线是（　　）

A．

B．

C．

D．

难度：难

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3．如图所示，一边长L=0.2m，质量m₁=0.5kg，电阻R=0.1Ω的正方形导体线框abcd，与一质量m₂=2kg的物块通过轻质细线跨过两定滑轮相连。起初ad边距磁场下边界d₁=0.8m，磁感应强度B=2.5T，磁场宽度d₂=0.3m，物块放在倾角θ=53°的斜面上，物块与斜面间的动摩擦因数μ=0.5．现将物块由静止释放，经一段时间后发现当ad边从磁场上边缘穿出时，线框恰好做匀速运动。取g=10m/s²，求：
（1）线框ad边从磁场上边缘穿出时绳子拉力的功率；
（2）线框刚刚全部进入磁场时速度的大小；
（3）从开始运动到bc边离开磁场过程中线框产生的焦耳热。

难度：难

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4．如图甲所示，光滑绝缘水平面上，磁感应强度B=2T的匀强磁场以虚线MN为左边界，磁场的方向竖直向下．MN的左侧有一质量m=0.1kg，bc边长L₁=0.2m，总电阻R=2Ω的矩形线圈abcd．t=0s时，用一恒定拉力F拉线圈，使其由静止开始向右做匀加速运动，经过1s，线圈的bc边到达磁场边界MN，此时立即将拉力F改为变力，又经过1s，线圈恰好完全进入磁场．整个运动过程中，线圈中感应电流I随时间t变化的图象如图乙所示．求：
（1）线圈bc边刚进入磁场时的速度v₁和线圈在第1s内运动的距离x；
（2）线圈ab边的长度L₂；
（3）ad边刚要进入磁场时，拉力的功率．

难度：难

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5．如图，两根足够长的固定的平行光滑金属导轨位于倾角θ＝30°的固定斜面上，导轨上、下端分别接有阻值R₁＝15Ω和R₂＝15Ω的电阻，导轨自身电阻忽略不计，导轨宽度L＝2m，在整个导轨平面内都有垂直于导轨平面向上的匀强磁场，磁感应强度B＝0.5T．质量为m＝0.1kg，电阻r＝0.5Ω的金属棒ab在较高处由静止释放，金属棒ab在下滑过程中始终与导轨垂直且与导轨接触良好。当金属棒ab下滑高度h＝4m时，速度恰好达到最大值。（g＝10m/s²）求：

（1）金属棒ab达到的最大速度v_m；

（2）该过程通过金属棒的电量q；

（3）金属棒ab在以上运动过程中导轨下端电阻R₁中产生的热量。

难度：难

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6．研究小组同学在学习了电磁感应知识后，进行了如下的实验探究（如图所示）：两个足够长的平行导轨（MNPQ与M₁P₁Q₁）间距L=0.2m，光滑倾斜轨道和粗糙水平轨道圆滑连接，水平部分长短可调节，倾斜轨道与水平面的夹角θ=37°．倾斜轨道内存在垂直斜面方向向上的匀强磁场，磁感应强度B=0.5T，NN₁右侧没有磁场；竖直放置的光滑半圆轨道PQ、P₁Q₁分别与水平轨道相切于P、P₁，圆轨道半径r₁=0．lm，且在最高点Q、Q₁处安装了压力传感器．金属棒ab质量m=0.0lkg，电阻r=0.1Ω，运动中与导轨有良好接触，并且垂直于导轨；定值电阻R=0.4Ω，连接在MM₁间，其余电阻不计：金属棒与水平轨道间动摩擦因数μ=0.4．实验中他们惊奇地发现：当把NP间的距离调至某一合适值d，则只要金属棒从倾斜轨道上离地高h=0.95m及以上任何地方由静止释放，金属棒ab总能到达QQ₁处，且压力传感器的读数均为零．取g=l0m/s²，sin37°=0.6，cos37°=0.8．则：
（1）金属棒从0.95m高度以上滑下时，试定性描述金属棒在斜面上的运动情况，并求出它在斜面上运动的最大速度；
（2）求从高度h=0.95m处滑下后电阻R上产生的热量；
（3）求合适值d．

难度：难

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7．相距为L=0.20m的足够长的金属直角导轨如图所示放置，它们各有一边在同一水平面内，另一边垂直于水平面．质量均为m=0.1kg的金属细杆ab、cd与导轨垂直接触形成闭合回路，杆与导轨之间的动摩擦因数均为μ=0.5，导轨电阻不计，回路总电阻为R=1.0Ω．整个装置处于磁感应强度大小为B=0.50T、方向竖直向上的匀强磁场中．当ab杆在平行于水平导轨的拉力F作用下从静止开始沿导轨匀加速运动时，cd杆也同时从静止开始沿导轨向下运动．测得拉力F与时间t的关系如图所示．g=10m/s²，求：

（1）ab杆的加速度a；
（2）当cd杆达到最大速度时ab杆的速度大小．

难度：难

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8．如图所示，处于光滑水平面上的矩形线圈边长分别为L₁和L₂，电阻为R，处于磁感应强度为B的匀强磁场边缘，线圈与磁感线垂直．将线圈以向右的速度v匀速拉出磁场的过程．求：
（1）拉力大小F；
（2）拉力的功率P；
（3）拉力做的功W；
（4）线圈中产生的电热Q；
（5）通过线圈某一截面的电荷量q．

难度：难

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9．如图甲所示，回路中有一个\(C=60μF\)的电容器，已知回路的面积为\(1.0×10^{-2}\) \(m\)\({\,\!}^{2}\)，垂直穿过回路的磁场的磁感应强度\(B\)随时间 \(t\)的变化图象如图乙所示，求：

\((1)\) \(t\)\(=5\) \(s\)时，回路中的感应电动势；
\((2)\)电容器上的电荷量．

难度：难

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