知识点挑题 - 高中物理 - 优优班--学霸训练营

如图，\(M\)为半圆形导线框，圆心为\(O_{M}\)；\(N\)是圆心角为直角的扇形导线框，圆心为\(O_{N}\)；两导线框在同一竖直面\((\)纸面\()\)内；两圆弧半径相等；过直线\(O_{M}O_{N}\)的水平面上方有一匀强磁场，磁场方向垂直于纸面\(.\)现使线框\(M\)、\(N\)在\(t=0\)时从图示位置开始，分别绕垂直于纸面、且过\(O_{M}\)和\(O_{N}\)的轴，以相同的周期\(T\)逆时针匀速转动，则\((\)　　\()\)

A．两导线框中均会产生正弦交流电

B．两导线框中感应电流的周期都等于\(T\)

C．在\(t= \dfrac {T}{8}\)时，两导线框中产生的感应电动势相等

D．两导线框的电阻相等时，两导线框中感应电流的有效值也相等

难度：较难

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2．

两根足够长的平行光滑导轨竖直固定放置，顶端接一电阻\(R\)，导轨所在平面与匀强磁场垂直。将一金属棒与下端固定的轻弹簧的上端拴接，金属棒和导轨接触良好，重力加速度为\(g\)，如图所示。现将金属棒从弹簧原长位置由静止释放，则\((\)　　\()\)

A．金属棒在最低点的加速度小于\(g\)

B．回路中产生的总热量等于金属棒重力势能的减少量

C．当弹簧弹力等于金属棒的重力时，金属棒下落速度最大

D．金属棒在以后运动过程中的最大高度一定低于静止释放时的高度

难度：较难

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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，两平行导轨间距\(L=1.0m\)，倾斜轨道光滑且足够长，与水平面的夹角\(θ=30^{\circ}\)，水平轨道粗糙且与倾斜轨道圆滑连接\(.\)倾斜轨道处有垂直斜面向上的磁场，磁感应强度\(B=2.5T\)，水平轨道处没有磁场\(.\)金属棒\(ab\)质量\(m=0.5kg\)，电阻\(r=2.0Ω\)，运动中与导轨有良好接触，并且垂直于导轨\(.\)电阻\(R=8.0Ω\)，其余电阻不计\(.\)当金属棒从斜面上离地高度\(h=3.0m\)处由静止释放，金属棒在水平轨道上滑行的距离\(x=1.25m\)，而且发现金属棒从更高处静止释放，金属棒在水平轨道上滑行的距离不变\(.(\)取\(g=10m/s^{2})\)求：
\((1)\)从高度\(h=3.0m\)处由静止释放后，金属棒滑到斜面底端时的速度大小；
\((2)\)水平轨道的动摩擦因数\(μ\)；
\((3)\)从某高度\(H\)处静止释放后至下滑到底端的过程中流过\(R\)的电量\(q=2.0C\)，求该过程中电阻\(R\)上产生的热量．

难度：较易

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5．

利用如图所示的方法可以测得金属导体中单位体积内的自由电子数\(n\)。现测得一块横截面为矩形的金属导体的宽为\(b\)，厚为\(d\)，并加有与侧面垂直的匀强磁场\(B\)，当通以图示方向电流\(I\)时，在导体上、下表面间用电压表可测得电压为\(U.\)已知自由电子的电荷量为\(e\)，则下列判断正确的是\((\)　　\()\)

A．上表面电势高

B．下表面电势高

C．该导体单位体积内的自由电子数为\(n= \dfrac {IB}{ebU}\)

D．该导体单位体积内的自由电子数为\(n= \dfrac {IB}{edU}\)

难度：较易

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6．

如图所示，均匀金属圆环的总电阻为\(4R\)，磁感应强度为\(B\)的匀强磁场垂直穿过圆环\(.\)金属杆\(OM\)的长为\(l\)，阻值为\(R\)，\(M\)端与环接触良好，绕过圆心\(O\)的转轴以恒定的角速度\(ω\)顺时针转动\(.\)阻值为\(R\)的电阻一端用导线和环上的\(A\)点连接，另一端和金属杆的转轴\(O\)处的端点相连接\(.\)下列判断正确的是\((\)　　\()\)

A．金属杆\(OM\)旋转产生的感应电动势恒为\( \dfrac {Bl^{2}ω}{2}\)

B．通过电阻\(R\)的电流的最小值为\( \dfrac {Bl^{2}ω}{8R}\)，方向从\(Q\)到\(P\)

C．通过电阻\(R\)的电流的最大值为\( \dfrac {Bl^{2}ω}{6R}\)

D．\(OM\)两点间电势差绝对值的最大值为\( \dfrac {Bl^{2}ω}{3}\)

难度：难

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7．
如图甲所示，一边长\(L=2.5m\)、质量\(m=0.5kg\)的正方形金属线框，放在光滑绝缘的水平面上，整个装置放在方向竖直向上、磁感应强度\(B=0.8T\)的匀强磁场中，它的一边与磁场的边界\(MN\)重合。在水平力\(F\)作用下由静止开始向左运动，经过\(5s\)线框被拉出磁场。测得金属线框中的电流随时间变化的图象如乙图所示，在金属线框被拉出的过程中。
\((1)\)求通过线框导线截面的电量及线框的总电阻
\((2)\)分析线框运动性质并写出水平力\(F\)随时间变化的表达式
\((3)\)已知在这\(5s\)内力\(F\)做功\(1.92J\)，那么在此过程中，线框产生的焦耳热是多少

难度：较易

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8．
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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9．
某兴趣小组设计了一种发电装置，如图所示\(.\)在磁极和圆柱状铁芯之间形成的两磁场区域的圆心角\(α\)均为\( \dfrac {4}{9}π\)，磁场均沿半径方向\(.\)匝数为\(N\)的矩形线圈\(abcd\)的边长\(ab=cd=l\)、\(bc=ad=2l.\)线圈以角速度\(ω\)绕中心轴匀速转动，\(bc\)和\(ad\)边同时进入磁场\(.\)在磁场中，两条边所经过处的磁感应强度大小均为\(B\)、方向始终与两边的运动方向垂直\(.\)线圈的总电阻为\(r\)，外接电阻为\(R.\)求：
\((1)\)线圈切割磁感线时，感应电动势的大小\(E_{m}\)；
\((2)\)线圈切割磁感线时，\(bc\)边所受安培力的大小\(F\)；
\((3)\)外接电阻上电流的有效值\(I\)．

难度：中等

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10．

如图所示，光滑导轨\(MN\)和\(PQ\)固定在同一水平面上，两导轨距离为\(L\)，两端分别接有阻值均为\(R\)的定值电阻\(R_{1}\)和\(R_{2}\)，两导轨间有一边长为\( \dfrac {L}{2}\)的正方形区域\(abcd\)，该区域内有方向竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为\(B.\)一质量为\(m\)的金属与与导轨接触良好并静止于\(ab\)处，现用一恒力\(F\)沿水平方向拉杆，使之由静止起向右运动，若杆出磁场前已做匀速运动，不计导轨及金属杆的电阻。则\((\)　　\()\)

A．金属杆出磁场前的瞬间流过\(R_{1}\)的电流大小为\( \dfrac {2F}{BL}\)

B．金属杆做匀速运动时的速率\(V= \dfrac {2FR}{B^{2}L^{2}}\)

C．金属杆穿过整个磁场过程中\(R_{1}\)上产生的电热为\( \dfrac {1}{2}FL- \dfrac {2mF^{2}R^{2}}{B^{4}L^{4}}\)

D．金属杆穿过整个磁场过程中通过电阻\(R_{1}\)的电荷量为\( \dfrac {BL^{2}}{4R}\)

难度：较易

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