知识点挑题 - 高中物理 - 优优班--学霸训练营

1．有一个1000匝的线圈，在0.4秒内通过它的磁通量从0.02wb增加到0.09wb，求线圈中的感应电动势？如果线圈的电阻式10Ω，把一个电阻990Ω的电热器连接在它的两端，通过电热器的电流时多大？

难度：中等

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2．（2015秋•锦州校级月考）如图所示，导轨是水平的，其间距L₁=0.5m，ab杆与左端的距离L₂=0.8m，由导轨与ab杆所构成的回路电阻为0.2Ω．方向垂直导轨平面向下的匀强磁场的磁感应强度B=1T，滑轮下挂一重物质量为0.04kg，ab杆与导轨的摩擦不计，现使磁场以
△B
△t
=0.2T/s的变化率均匀地增大，由磁场开始变化起计时，
求当时间t为多少时，重物刚好离开地面？（g取10m/s²）

难度：较难

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3．某科研机构在研究磁悬浮列车的原理时，把它的驱动系统简化为如下模型；固定在列车下端的线圈可视为一个矩形纯电阻金属框，如图甲所示，MN边长为L，平行于y轴，MP边宽度为b，边平行于x轴，金属框位于xOy平面内，其电阻为R₁；列车轨道沿Ox方向，轨道区域内固定有匝数为n、电阻为R₂的字型（如图乙）通电后使其产生图甲所示的磁场，磁感应强度大小均为B，相邻区域磁场方向相反（使金属框的MN和PQ两边总处于方向相反的磁场中）．已知列车在以速度v运动时所受的空气阻力F_f满足F_f=kv²（k为已知常数）．
驱动列车时，使固定的字型线圈依次通电，等效于金属框所在区域的磁场匀速向x轴正方向移动，这样就能驱动列车前进．
（1）当磁场以速度v₀沿x轴正方向匀速移动，列车同方向运动的速度为v（＜v₀）时，金属框MNQP中产生的磁感应电流多大？（提示：当线框与磁场存在相对速度v_相时，动生电动势E=BLv_相）
（2）求列车能达到的最大速度v_m；
（3）列车以最大速度运行一段时间后，断开接在字型线圈上的电源，使线圈与连有整流器（其作用是确保电流总能从整流器同一端流出，从而不断地给电容器充电）的电容器相接，并接通列车上的电磁铁电源，使电磁铁产生面积为L×b、磁感应强度为B′、方向竖直现下的匀强磁场，使列车制动，求列车通过任意一个字型线圈时，电容器中贮存的电量Q．

难度：中等

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4．如图甲所示，实线为均匀的金属圆环，环面积S₁=0.8m²，总电阻R=0.2Ω；与环同心的虚线圆形区域内有垂直与环平面的匀强磁场，匀强磁场区域的面积S₂=0.4m²，当磁场的磁感应强度B按图乙所示规律变化时，求：

（1）环消耗的电功率P
（2）在1s～3s内，通过环的某横截面的电量．

难度：中等

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5．有一个1000匝的线圈，在0.4s内穿过它的磁通量从0.02wb均匀增加到0.09wb，求线圈中的感应电动势？

难度：较难

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6．（2011•冀州市校级模拟）在如图甲所示的电路中，螺线管匝数n=1500匝，横截面积S=20cm²．螺线管导线电阻r=1.0Ω，R₁=4.0Ω，R₂=5.0Ω，C=30μF．在一段时间内，穿过螺线管的磁场的磁感应强度B按如图乙所示的规律变化．求：
（1）求螺线管中产生的感应电动势；
（2）闭合S，电路中的电流稳定后，求电阻R₁的电功率；
（3）S断开后，求流经R₂的电量．

难度：中等

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7．如图1所示，一个电阻值为R，匝数为n的圆形金属线圈与阻值为2R的电阻R₁连接成闭合回路，线圈的半径为r₁，在线圈中半径为r₂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2所示，图线与横、纵轴的截距分别为t₀和B₀导线的电阻不计．

（1）求0至t₀时间内通过电阻R₁上的电流大小和方向；
（2）求t₀时刻电容器C上所带电荷量；
（3）求0至t₀时间内通过电阻R₁上的电量q；
（4）画出0至5t₀时间内通过电阻R₁上的电流随时间变化的图象，求出电流的有效值；
（5）求0至5t₀时间内电阻R₁上产生的热量．

难度：较难

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8．如图所示，横截面积为S=0.20m²，匝数为N=100匝的闭合线圈放在平行于线圈轴线的匀强磁场中，该匀强磁场的磁感应强度B随时间t变化的规律如图所示．线圈电阻为r=1.2Ω，电阻R=4.8Ω．求：
（1）线圈中产生的感应电动势；
（2）从t₁=0到t₂=0.30s时间内，通过电阻R的电荷量q．

难度：中等

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9．如图l所示，用导线绕成面积S=0.05m²的线圈，匝数n=100，线圈与某种半导体材料制成的光敏电阻R连接成闭合回路．线圈处于匀强磁场中，磁场方向垂直于线圈所在平面，选择垂直纸面向里为磁感应强度的正方向．磁感应强度B随时间的变化关系如图2所示．P为一圆盘，由形状相同、透光率不同的三个扇形a、b和c构成，它可绕垂直于盘面的中心轴转动，圆盘转动的周期T=1s．当细光束通过扇形a、b、c照射光敏电阻R时，R的阻值分别为10Ω、30Ω、60Ωd．不计螺线管、回路中导线和开关的电阻．

（1）求线圈中感应电动势的大小；
（2）求0到1.0s时间内流过电阻R的电量；
（3）若以定值电阻R'替代电路中的光敏电阻，要使定值电阻R'和光敏电阻R在同一较长时间内产生的电热相等，求这个定值电阻R'的阻值．

难度：较难

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10．用密度为d、电阻率为ρ、横截面积为A的薄金属条制成边长为L的闭合正方形框abb´a´．如图所示，金属方框水平放在磁极的狭缝间，方框平面与磁场方向平行．设匀强磁场仅存在于相对磁极之间，其他地方的磁场忽略不计．可认为方框的aa´边和bb´边都处在磁极间，极间磁感应强度大小为B．方框从静止开始释放，其平面在下落过程中保持水平（不计空气阻力设磁场区域在竖直方向足够长）．

（1）当方框下落的加速度为
g
2
时，求方框的瞬时速度v₁
（2）方框下落的最大电功率多大？
（3）已知方框下落的时间为t时，下落的高度为h，其速度为v_t（v_t＜v_m）．若在同一时间t内，方框内产生的热与一恒定电流I₀在该框内产生的热相同，求恒定电流I₀的表达式．

难度：较难

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