知识点挑题 - 高中物理 - 优优班--学霸训练营

1．如图所示，面积为\(0.2m^{2}\)的\(100\)匝线圈处在匀强磁场中，磁场方向垂直于线圈平面，已知磁感应强度随时间变化的规律为\(B=(2+0.2t)T\)，定值电阻\(R_{1}=6Ω\)，线圈电阻\(R_{2}=4Ω\)，求：
\((1)\)回路中的感应电动势大小；
\((2)\)回路中电流的大小和方向；
\((3)a\)、\(b\)两点间的电势差．

难度：中等

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2．有一面积为 \(100cm^{2}\) 的金属环，电阻为\(0.1Ω\)，环中磁场变化规律如图所示，且磁场方向垂直于环面向里，在\(t_{1}=0.2\)到\(t_{2}=0.4\)时间内，求：
\((1)\)环中产生的感应电动势是多少？
\((2)\)环中感应电流为多少？方向如何？
\((3)\)在\(t_{1}=0.2\)到\(t_{2}=0.4\)时间内，通过导体横截面的电荷量．

难度：中等

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3．
如图所示，两光滑金属导轨，间距\(d=2 m\)，在桌面上的部分是水平的，仅在桌面上有磁感应强度\(B=1 T\)、方向竖直向下的有界磁场，电阻\(R=3 Ω\)，桌面高\(H=0.8 m\)，金属杆\(ab\)质量\(m=0.2 kg\)，其电阻\(r=1 Ω\)，从导轨上距桌面\(h=0.2 m\)的高度处由静止释放，落地点距桌面左边缘的水平距离\(s=0.4 m\)，取\(g=10 m/s^{2}\)，导轨电阻不计，求：

\((1)\)金属杆刚进入磁场时，\(R\)上的电流大小；

\((2)\)整个过程中电阻\(R\)放出的热量；

\((3)\)磁场区域的宽度。

难度：难

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4．如图所示，匀强磁场中有一矩形闭合线圈\(abcd\)，线圈平面与磁场垂直\(.\)已知线圈的匝数\(N=100\)，边长\(ab=1.0m\)、\(bc=0.5m\)，电阻\(r=2Ω.\) 磁感应强度\(B\)在\(0～1s\)内从零均匀变化到\(0.2T.\) 在\(1～5s\)内从\(0.2T\)均匀变化到\(-0.2T\)，取垂直纸面向里为磁场的正方向\(.\)求：
\((1)0.5s\)时线圈内感应电动势的大小\(E\)和感应电流的方向；
\((2)\)在\(1～5s\)内通过线圈的电荷量\(q\)；
\((3)\)在\(0～5s\)内线圈产生的焦耳热\(Q\)．

难度：中等

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5．如图\(a\)所示，水平放置着两根相距为\(d=0.1 m\)的平行金属导轨\(MN\)与\(PQ\)，导轨的电阻忽略不计且两导轨用一根电阻也不计的导线相连\(.\)导轨上跨放着一根粗细均匀长为\(L=0.3m\)、电阻\(R=3.0 Ω\)的金属棒\(ab\)，金属棒与导轨正交，交点为\(c\)、\(d.\) 整个空间充满垂直于导轨向上的磁场，磁场\(B\)随时间变化的规律如图\(b\)所示\(.\) 开始时金属棒在\(3s\)前静止，距离\(NQ\)为\(2m\)处，\(3s\)后在外力作用下以速度\(v=4.0 m/s\)向左做匀速直线运动，试求：

\((1)0～3s\)末回路中产生电流的大小和方向；

\((2) 6 s ～8s\)过程中通过金属棒横截面的电荷量为多少\(?\)

\((3) t=12s\)时金属棒\(ab\)两端点间的电势差为多少\(?\)

难度：较难

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6．矩形线圈\(abcd\)，长\(ab=20cm\)，宽\(bc=10cm\)，匝数\(n=200\)，线圈回路总电阻\(R=5Ω.\)整个线圈平面内均有垂直于线框平面的匀强磁场穿过，若匀强磁场的磁感应强度\(B\)随时间\(t\)的变化规律如图所示，求：
\((1)\)线圈回路中产生的感应电动势和感应电流；
\((2)\)当\(t=0.3s\)时，线圈的\(ab\)边所受的安培力大小；
\((3)\)在\(1min\)内线圈回路产生的焦耳热．

难度：中等

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7．如图所示，一固定的矩形导体线圈水平放置，线圈的两端接一只小灯泡，在线圈所在空间内存在着与线圈平面垂直的均匀分布的磁场\(.\)已知线圈的匝数\(n=100\)匝，总电阻\(r=1.0Ω\)，所围成矩形的面积\(S=0.040m^{2}\)，小灯泡的电阻\(R=9.0Ω\)，磁感应强度随时间按如图乙所示的规律变化，线圈中产生的感应电动势瞬时值的表达式为\(e=nB_{m}S \dfrac {2π}{T}\cos \) \( \dfrac {2π}{T}t\)，其中\(B_{m}\)为磁感应强度的最大值，\(T\)为磁场变化的周期，不计灯丝电阻随温度的变化，求：
\((1)\)线圈中产生感应电动势的最大值；
\((2)\)小灯泡消耗的电功率；
\((3)\)在磁感应强度变化的\(0～ \dfrac {T}{4}\)时间内，通过小灯泡的电荷量．

难度：较难

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8． \(n=100\)匝的圆形线圈，处在如图所示的磁场内\((\)线圈右边的电路中没有磁场\()\)，磁场均匀增大，线圈磁通量的变化率\( \dfrac {\triangle φ}{\triangle t}=0.004\) \(Wb/s\)，线圈电阻\(r=1Ω\)，\(R=3Ω\)，求：
\((1)\)线圈产生的感应电动势大小．
\((2)R\)两端的电压和\(R\)中的电流方向．

难度：较易

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9．如图所示，水平放置的三条光滑平行金属导轨a，b，c，相距均为d=1m，导轨ac间横跨一质量为m=1kg的金属棒MN，棒与导轨始终良好接触，棒的总电阻r=2Ω，导轨的电阻忽略不计。在导轨bc间接一电阻为R=2Ω的灯泡，导轨ac间接一理想伏特表。整个装置放在磁感应强度B=2T匀强磁场中，磁场方向垂直导轨平面向下。现对棒MN施加一水平向右的拉力F，使棒从静止开始运动，已知施加的水平拉力功率恒定，经过t=1s时间棒达到稳定时速度3m/s。试求：
（1）金属棒达到稳定时施加水平恒力F为多大？水平外力F的功率为多少？
（2）金属棒达到稳定时电压表的读数为多少？
（3）此过程中灯泡产生的热量是多少？

难度：中等

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10．在生产线框的流水线上，为了检测出个别不合格的未闭合线框，让线框随传送带通过一固定匀强磁场区域（磁场方向垂直于传送带平面向下），观察线框进入磁场后是否相对传送带滑动就能够检测出未闭合的不合格线框．其物理情景简化如下：如图所示，通过绝缘传送带输送完全相同的正方形单匝纯电阻铜线框，传送带与水平方向夹角为α，以恒定速度v₀斜向上运动．已知磁场边界MN、PQ与传送带运动方向垂直，MN与PQ间的距离为d，磁场的磁感应强度为B．线框质量为m，电阻为R，边长为L（d＞2L），线框与传送带间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g．闭合线框在进入磁场前相对传送带静止，线框刚进入磁场的瞬间，和传送带发生相对滑动，线框运动过程中上边始终平行于MN，当闭合线框的上边经过边界PQ时又恰好与传送带的速度相同．设传送带足够长，且线框在传送带上始终保持上边平行于磁场边界．求
（1）闭合线框的上边刚进入磁场时所受安培力F_安的大小；
（2）从闭合线框上边刚进入磁场至刚要出磁场所用的时间t；
（3）从闭合线框上边刚进入磁场到穿出磁场后又相对传送带静止的过程中，电动机多消耗的电能E．

难度：较易

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