知识点挑题 - 高中物理 - 优优班--学霸训练营

如图所示，由导体材料制成的闭合线框，曲线部分\(PNQ\)满足函数\(y=0.5\sin (0.5πx)\)，其中\(x\)、\(y\)单位为\(m\)，\(x\)满足\(0\leqslant x\leqslant 2\)，曲线部分电阻不计，直线部分\(PMQ\)的电阻为\(R=10Ω.\)将线框从图示的位置开始\((t=0)\)，以\(v=2m/s\)的速度匀速通过宽度为\(d=2m\)、磁感应强度\(B=1T\)的匀强有界磁场，在线框穿越磁场的过程中，下列说法正确的是\((\)　　\()\)

A．线框穿越磁场的时间为\(4s\)

B．线框穿越磁场的过程中，\(PQ\)两点间的最大电压为\(1V\)

C．线框穿越磁场的过程中，线框中产生的焦耳热为\(0.1J\)

D．线框穿越磁场的过程中，感应电流变化规律为\(i=0.1\sin (0.5πt)\)

难度：难

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2．
一电路如图所示，电源电动势\(E=28V\)，内阻\(r=2Ω\)，电阻\(R_{1}=12Ω\)，\(R_{2}=R_{4}=4Ω\)，\(R_{3}=8Ω\)，\(C\)为平行板电容器，其电容\(C=3.0pF\)，虚线到两极板距离相等，极板长\(L=0.20m\)，两极板的间距\(d=1.0×10^{-2}m.\)
\((1)\)若开关\(S\)处于断开状态，则当其闭合后，求流过\(R_{4}\)的总电量为多少？
\((2)\)若开关\(S\)断开时，有一带电微粒沿虚线方向以\(v_{0}=2.0m/s\)的初速度射入\(C\)的电场中，刚好沿虚线匀速运动，问：当开关\(S\)闭合后，此带电微粒以相同初速度沿虚线方向射入\(C\)的电场中，能否从\(C\)的电场中射出？\((\)要求写出计算和分析过程，\(g\)取\(10m/s^{2})\)

难度：难

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3．

电源、开关\(S\)、定值电阻\(R_{1}\)、\(R_{2}\)，光敏电阻\(R_{,3}\)和电容器连接成如图所示电路，电容器的两平行板水平放置。当开关\(S\)闭合，并且无光照射光敏电阻\(R_{3}\)时，一带电液滴恰好静止在电容器两板间的\(M\)点。当用强光照射光敏电阻\(R_{3}\)时，光敏电阻的阻值变小，则\((\)　　\()\)

A．液滴向下运动

B．液滴向上运动

C．电容器所带电荷量减少

D．电容器两极板间电压变大

难度：难

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4．

如图所示，间距为\(L\)的光滑平行金属导轨弯成“\(∠\)”形，底部导轨面水平，倾斜部分与水平面成\(θ\)角，导轨上端与阻值为\(R\)的固定电阻相连，整个装置处于磁感应强度方向竖直向上、大小为\(B\)的匀强磁场中，导体棒\(ab\)和\(cd\)均垂直于导轨放置，且与导轨间接触良好。两导体棒的电阻值均为\(R\)，其余部分电阻不计。当导体棒\(cd\)沿底部导轨向右以速度\(v\)匀速滑动时，导体棒\(ab\)恰好在倾斜导轨上处于静止状态，导体棒\(ab\)的重力为\(mg\)，则\((\)　　\()\)

A．导体棒\(cd\)两端电压为\(BLv\)

B．\(t\)时间内通过导体棒\(cd\)横截面的电荷量为\( \dfrac {2BLvt}{3R}\)

C．导体棒\(ab\)所受安培力为\(mg\tan θ\)

D．\(cd\)棒克服安培力做功的功率为\( \dfrac {B^{2}L^{2}v^{2}}{R}\)

难度：难

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5．
如图所示，两平行光滑不计电阻的金属导轨竖直放置，导轨上端接一阻值为\(R\)的定值电阻，两导轨之间的距离为\(d.\)矩形区域\(abdc\)内存在磁感应强度大小为\(B\)、方向垂直纸面向里的匀强磁场，\(ab\)、\(cd\)之间的距离为\(L.\)在\(cd\)下方有一导体棒\(MN\)，导体棒\(MN\)与导轨垂直，与\(cd\)之间的距离为\(H\)，导体棒的质量为\(m\)，电阻为\(r.\)给导体棒一竖直向上的恒力，导体棒在恒力\(F\)作用下由静止开始竖直向上运动，进入磁场区域后做减速运动。若导体棒到达\(ab\)处的速度为\(v_{0}\)，重力加速度大小为\(g.\)求：
\((1)\)导体棒到达\(cd\)处时速度的大小；
\((2)\)导体棒刚进入磁场时加速度的大小；
\((3)\)导体棒通过磁场区域的过程中，通过电阻\(R\)的电荷量和电阻\(R\)产生的热量。

难度：难

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6．

半径为\(a\)右端开小口的导体圆环和长为\(2a\)的导体直杆，单位长度电阻均为\(R_{0}.\)圆环水平固定放置，整个内部区域分布着竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为\(B.\)杆在圆环上以速度\(v\)平行于直径\(CD\)向右做匀速直线运动，杆始终有两点与圆环良好接触，从圆环中心\(O\)开始，杆的位置由\(θ\)确定，如图所示\(.\)则\((\)　　\()\)

A．\(θ=0\)时，杆产生的电动势为\(2Bav\)

B．\(θ= \dfrac {π}{3}\)时，杆产生的电动势为\( \sqrt {3}Bav\)

C．\(θ=0\)时，杆受的安培力大小为\( \dfrac {2B^{2}av}{(\pi +2)R_{0}}\)

D．\(θ= \dfrac {π}{3}\)时，杆受的安培力大小为\( \dfrac {3B^{2}av}{(5\pi +3)R_{0}}\)

难度：难

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7．

如图所示，光滑水平面上存有界匀强磁场，磁感应强度为\(B\)，质量为\(m\)边长为\(a\)的正方形线框\(ABCD\)斜向穿进磁场，当\(AC\)刚进入磁场时速度为\(v\)，方向与磁场边界成\(45^{\circ}\)，若线框的总电阻为\(R\)，则\((\)　　\()\)

A．线框穿进磁场过程中，框中电流的方向为\(DCBA\)

B．\(AC\)刚进入磁场时线框中感应电流表为\( \dfrac { \sqrt {2}Bav}{R}\)

C．\(AC\)刚进入磁场时线框所受安培力为\( \dfrac { \sqrt {2}B^{2}a^{2}v}{R}\)

D．此时\(CD\)两端电压为\( \dfrac {3}{4}Bav\)

难度：难

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8．

如图所示，电源电动势为\(E\)，内阻为\(r\)，\(R_{1}\)、\(R_{2}\)为定值电阻，\(R_{2} > R_{1} > r\)，且\(R_{1}\)大于滑动变阻器\(R_{0}\)的最大阻值\(.\)闭合电键\(S\)，将滑动变阻器的滑动片\(P\)由最上端滑到最下端，若电压表\(V_{1}\)、\(V_{2}\)、电流表\(A\)的读数改变量的大小分别用\(\triangle U_{1}\)、\(\triangle U_{2}\)、\(\triangle I\)表示，则下列说法中正确的是\((\)　　\()\)

A．\( \dfrac {\triangle U_{2}}{\triangle I}=R_{2}\)

B．\( \dfrac {\triangle U_{1}}{\triangle I} < r\)

C．电源的发热功率先减小，再增大

D．电源的输出功率先增大，再减小

难度：难

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9．

如图\((\)甲\()\)所示，平行光滑金属导轨水平放置，两轨相距\(L=0.4m\)，导轨一端与阻值\(R=0.3Ω\)的电阻相连，导轨电阻不计\(.\)导轨\(x > 0\)一侧存在沿\(x\)方向均匀增大的恒定磁场，其方向与导轨平面垂直向下，磁感应强度\(B\)随位置\(x\)变化如图\((\)乙\()\)所示\(.\)一根质量\(m=0.2kg\)、电阻\(r=0.1Ω\)的金属棒置于导轨上，并与导轨垂直，棒在外力\(F\)作用下从\(x=0\)处以初速度\(v_{0}=2m/s\)沿导轨向右变速运动，且金属棒在运动过程中受到的安培力大小不变\(.\)下列说法中正确的是\((\)　　\()\)

A．金属棒向右做匀减速直线运动

B．金属棒在\(x=1\) \(m\)处的速度大小为\(0.5m/s\)

C．金属棒从\(x=0\)运动到\(x=1m\)过程中，外力\(F\)所做的功为\(-0.175\) \(J\)

D．金属棒从\(x=0\)运动到\(x=2m\)过程中，流过金属棒的电量为\(2C\)

难度：难

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10．

如图所示，光滑且足够长的平行金属导轨\(MN\)、\(PQ\)固定在竖直平面内，两导轨间的距离为\(L\)，导轨间连接一个定值电阻，阻值为\(R\)，导轨上放一质量为\(m\)，电阻为\(r= \dfrac{1}{2} R\)的金属杆\(ab\)，金属杆始终与导轨连接良好，其余电阻不计，整个装置处于磁感应强度为\(B\)的匀强磁场中，磁场的方向垂直导轨平面向里\(.\)重力加速度为\(g\)，现让金属杆从虚线水平位置处由静止释放．

\((1)\)求金属杆的最大速度\(v_{m}\)；
\((2)\)若从金属杆开始下落到刚好达到最大速度的过程中，金属杆下落的位移为\(x\)，经历的时间为\(t\)，为了求出电阻\(R\)上产生的焦耳热\(Q\)，某同学做了如下解答：
\(v= \dfrac{x}{t} ①I= \dfrac{BLv}{R+r} ②Q=I^{2}Rt③\)
联立\(①②③\)式求解出\(Q\)．
请判断该同学的做法是否正确；若正确请说明理由，若不正确请写出正确解答\(.\)
\((3)\)在金属杆达最大速度后继续下落的过程中，通过公式推导验证：在\(\triangle t\)时间内，重力对金属杆所做的功\(W_{G}\)等于电路获得的电能\(W_{电}\)，也等于整个电路中产生的焦耳热\(Q.\)

难度：难

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