知识点挑题 - 高中物理 - 优优班--学霸训练营

如图所示，\(abcd\)为固定的水平光滑矩形金属导轨，导轨间距为\(L\)，左右两端接有定值电阻\(R_{1}\)和\(R_{2}\)，\(R_{1}=R_{2}=R\)，整个装置处于磁感应强度大小为\(B\)、方向竖直向下的匀强磁场中\(.\)质量为\(m\)的导体棒\(MN\)放在导轨上，棒始终与导轨垂直且接触良好，不计导轨与棒的电阻\(.\)两根相同的轻质弹簧甲和乙一端固定，另一端同时与棒的中点连接\(.\)初始时刻，两根弹簧恰好处于原长状态，棒获得水平向左的初速度\(v_{0}\)，第一次运动至最右端的过程中\(R_{1}\)产生的电热为\(Q\)，下列说法中正确的是\((\)　　\()\)

A．初始时刻棒所受安培力的大小为\( \dfrac {B^{2}L^{2}v_{0}}{R}\)

B．棒第一次回到初始位置的时刻，\(R_{2}\)的电功率为\( \dfrac {B^{2}L^{2}v_{0}^{2}}{R}\)

C．棒第一次到达最右端的时刻，两根弹簧具有弹性势能的总量为\( \dfrac {1}{2}mv \;_{ 0 }^{ 2 }-Q\)

D．从初始时刻至棒第一次到达最左端的过程中，整个回路产生的电热大于\( \dfrac {2Q}{3}\)

难度：中等

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2．
如图所示，光滑的平行金属导轨竖直放置，间距\(L=1m\)，上、下端各接有电阻\(R=1Ω\)，匀强磁场垂直于导轨平面\(.\)现将质量\(m=0.1kg\)、电阻\(r=0.5Ω\)的金属杆从导轨上方某处由静止释放，杆下落过程中始终水平并与导轨保持良好接触，且导轨足够长，若金属杆下滑的最大速度\(v=1m/s\)，求匀强磁场的磁感应强度\(B\)的大小\(.(g=10m/s^{2})\)

难度：中等

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3．如图所示，在竖直方向上有四条间距均为\(L=0.5 m\)的水平虚线\(L_{1}\)、\(L_{2}\)、\(L_{3}\)、\(L_{4}\)，在\(L_{1}\)、\(L_{2}\)之间和\(L_{3}\)、\(L_{4}\)之间存在匀强磁场，磁感应强度大小均为\(1 T\)，方向垂直于纸面向里\(.\)现有一矩形线圈\(abcd\)，长度\(ad=3L\)，宽度\(cd=L\)，质量为\(0.1 kg\)，电阻为\(1 Ω\)，将其从图示位置由静止释放\((cd\)边与\(L_{1}\)重合\()\)，\(cd\)边经过磁场边界线\(L_{3}\)时恰好做匀速直线运动，整个运动过程中线圈平面始终处于竖直方向，\(cd\)边水平。\((g\)取\(10 m/s^{2})\)则：

\((1)cd\)边经过磁场边界线\(L\)\({\,\!}_{3}\)时通过线圈的电荷量是多少？
\((2)cd\)边经过磁场边界线\(L\)\({\,\!}_{3}\)时的速度大小是多少？
\((3)cd\)边经过磁场边界线\(L\)\({\,\!}_{2}\)和\(L\)\({\,\!}_{4}\)的时间间隔是多少？

\((4)\)线圈从开始运动到\(cd\)边经过磁场边界线\(L\)\({\,\!}_{4}\)过程，线圈产生的热量是多少？

难度：较难

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4．
在范围足够大，方向竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度\(B=0.2 T\)，有一水平放置的光滑框架，宽度\(L=0.4 m\)，如图所示，框架上放置一质量\(m=0.05 kg\)、电阻\(R=1 Ω\)的金属杆\(cd\)，框架电阻不计。若杆\(cd\)在水平外力\(F\)的作用下以恒定加速度\(a=2 m/s^{2}\)，由静止开始做匀变速运动，求：

\((1)\)在\(5 s\)内平均感应电动势\(\overline{E}\)是多少？

\((2)\)第\(5 s\)末回路中的电流\(I\)多大？

\((3)\)第\(5 s\)末作用在杆\(cd\)上的水平外力\(F\)多大？

难度：较易

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5．磁卡的磁条中有用于存储信息的磁极方向不同的磁化区，刷卡器中有检测线圈。当以速度\(v_{0}\)刷卡时，在线圈中产生感应电动势，其\(E-t\)关系如图所示。如果只将刷卡速度改为\( \dfrac{v_{0}}{2}\)，线圈中的\(E-t\)关系图可能是\((\)　　\()\)

A．

B．

C．

D．

难度：较易

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6．如图甲所示，宽\(L=0.5m\)、倾角\(θ=30^{\circ}\)的金属长导轨上端安装有\(R=1Ω\)的电阻\(.\)在轨道之间存在垂直于轨道平面的磁场，磁感应强度\(B\)按图乙所示规律变化\(.\)一根质量\(m=0.1kg\)的金属杆垂直轨道放置，距离电阻\(x=1m.t=0\)时由静止释放，金属杆最终以\(υ=0.4m/s\)速度沿粗糙轨道向下匀速运动\(.\)除\(R\)外其余电阻均不计，滑动摩擦力等于最大静摩擦力\(.\)求：
\((1)\)当金属杆匀速运动时电阻\(R\)上的电功率为多少？
\((2)\)某时刻\((t > 0.5s)\)金属杆下滑速度为\(0.2m/s\)，此时的加速度多大？
\((3)\)金属杆何时开始运动？

难度：难

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7．

如图所示，水平面上方的一个宽为\(4L\)的区域存在一个垂直纸面向里的匀强磁场区域，区域的左边有一辆绝缘小车，车上固定一个边长为\(L\)的正方形导线框\(abcd\)，\(bc\)边紧靠磁场区域，现给小车一个初速度\(v_{0}\)，小车和线框的总质量为\(m\)，不计一切摩擦，小车运动的速度\(v\)和位移\(x\)的图像画出了一部分\((\)图中所标为已知\()\)，根据图像，以下说法正确的是( )

A．小车离开磁场后的速度为\(0.6v_{0}\)

B．小车进入磁场的过程中做加速度减小的变减速运动

C．小车穿过磁场的过程中，线框产生的内能为\(0.32mv_{0}^{2}\)

D．由于图像不完整，不知道小车穿出磁场的运动规律，所以无法求出小车离开磁场后的速度

难度：较难

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8．

在赤道上空，一根沿东西方向的水平导线自由落下，则导线上各点的电势正确的说法是( )

A．东端高

B．西端高

C．中点高

D．各点电势相同

难度：较难

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9．如图所示，两根足够长的固定平行金属光滑导轨位于同一水平面上，导轨上横放着两根相同的导体棒\(ab\)、\(cd\)与导轨构成矩形回路。导体棒的两端连接着处于压缩状态的两根轻质弹簧，两棒的中间用细线绑住，它们的电阻均为\(R\)，回路上其余部分的电阻不计。在导轨平面内两导轨间有一竖直向下的匀强磁场。开始时，导体棒处于静止状态。剪断细线后，导体棒在运动过程中