知识点挑题 - 高中物理 - 优优班--学霸训练营

在如图甲所示的电路中，电阻\(R_{1}=R_{2}=2R\)，圆形金属线圈半径为\(r_{1}\)，线圈导线的电阻为\(R.\)半径为\(r_{2}(r_{2} < r_{1})\)的圆形区域内存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场，磁感应强度\(B\)随时间\(t\)变化的关系图线如图乙所示，图线与横、纵轴的交点坐标分别为\(t_{0}\)和\(B_{0}\)，其余导线的电阻不计。闭合\(S\)，至\(t_{1}\)时刻，电路中的电流已稳定，下列说法正确的是\((\)　　\()\)

A．电容器上极板带正电

B．电容器下极板带正电

C．线圈两端的电压为\( \dfrac {B_{0}πr_{1}^{2}}{t_{0}}\)

D．线圈两端的电压为\( \dfrac {4B_{0}πr_{2}^{2}}{5t_{0}}\)

难度：易

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2．

如图，一载流长直导线和一矩形导线框固定在同一平面内，线框在长直导线左侧，且其长边与长直导线平行\(.\)已知在\(t=0\)到\(t=t_{1}\)的时间间隔内，直导线中电流\(i\)发生某种变化，而线框中感应电流总是沿顺时针方向；线框受到的安培力的合力先水平向右、后水平向左\(.\)设电流\(i\)正方向与图中箭头方向相同，则\(i\)随时间\(t\)变化的图线可能是\((\)　　\()\)

A．

B．

C．

D．

难度：较易

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3．
如图，两根足够长的金属导轨\(ab\)、\(cd\)竖直放置，导轨间距离为\(L_{1}\)电阻不计\(.\)在导轨上端并接两个额定功率均为\(P\)、电阻均为\(R\)的小灯泡\(.\)整个系统置于匀强磁场中，磁感应强度方向与导轨所在平面垂直\(.\)现将一质量为\(m\)、电阻可以忽略的金属棒\(MN\)从图示位置由静止开始释放\(.\)金属棒下落过程中保持水平，且与导轨接触良好\(.\)已知某时刻后两灯泡保持正常发光\(.\)重力加速度为\(g.\)求：
\((1)\)磁感应强度的大小：
\((2)\)灯泡正常发光时导体棒的运动速率．

难度：中等

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4．

如图所示，一个单匝矩形导线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴\(oo′\)匀角速转动，转动周期为\(T_{0}.\)线圈产生的电动势的最大值为\(E_{m}\)，则\((\)　　\()\)

A．线圈产生的电动势的有效值为\( \sqrt {2}E_{m}\)

B．线圈转动过程中穿过线圈的磁通量的最大值为\( \dfrac {E_{m}T_{o}}{2\pi }\)

C．线圈转动过程中磁通量变化率的最大值为\(E_{m}\)

D．经过\(2T_{0}\)的时间，通过线圈电流的方向改变\(2\)次

难度：较易

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5．
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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6．

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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7．

如图所示，线圈\(abcd\)固定于分布均匀的磁场中，磁场方向垂直线圈平面\(.\)当磁场的磁感应强度\(B\)随时间\(t\)变化时，该磁场对\(ab\)边的安培力大小恒定\(.\)下列描述\(B\)随\(t\)变化的图象中，可能正确的是

A．

B．

C．

D．

难度：中等

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8．

如图所示，水平光滑的平行金属导轨，左端接有电阻\(R\)，磁感应强度为\(B\)的匀强磁场竖直向下分布在导轨所在的空间内，质量一定的金属棒\(PQ\)垂直导轨放置\(.\)现使金属棒以一定的初速度\(v_{0}\)向右运动，当其通过位置\(a\)、\(b\)时，速率分别为\(v_{a}\)、\(v_{b}\)，到位置\(c\)时金属棒刚好静止，设导轨与金属棒的电阻均不计，\(a\)到\(b\)与\(b\)到\(c\)的间距相等，则金属棒在由\(a\)到\(b\)和由\(b\)到\(c\)的两个过程中( )

A．回路中产生的内能相等

B．金属棒运动的加速度相等

C．安培力做功相等

D．通过金属棒横截面的电荷量相等

难度：易

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9．

如图所示，一面积为\(S\)的单匝圆形金属线圈与阻值为\(R\)的电阻连接成闭合电路，不计圆形金属线圈及导线的电阻\(.\)线圈内存在一个方向垂直纸面向里、磁感应强度大小均匀增加且变化率为\(k\)的磁场\(B.\)电阻\(R\)两端并联一对平行金属板\(M\)、\(N\)，两板间距为\(d\)，\(N\)板右侧\(xOy\)坐标系\((\)坐标原点\(O\)在\(N\)板的下端\()\)的第一象限内，有垂直纸面向外的匀强磁场，磁场边界\(OA\)和\(y\)轴的夹角\(∠AOy=45^{\circ}\)，\(AOx\)区域为无场区\(.\)在靠近\(M\)板处的\(P\)点由静止释放一质量为\(m\)、带电荷量为\(+q\)的粒子\((\)不计重力\()\)，经过\(N\)板的小孔，从点\(Q(0,L)\)垂直\(y\)轴进入第一象限，经\(OA\)上某点离开磁场，最后垂直\(x\)轴离开第一象限\(.\)求：

    \((1)\)平行金属板\(M\)、\(N\)获得的电压\(U\)；

    \((2)yOA\)区域内匀强磁场的磁感应强度\(B\)；

    \((3)\)粒子从\(P\)点射出至到达\(x\)轴的时间．

难度：较易

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10．

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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