知识点挑题 - 高中物理 - 优优班--学霸训练营

1．
如图所示\(PQ\)、\(MN\)为足够长的两平行金属导轨，它们之间连接一个阻值\(R=8Ω\)的电阻，导轨间距为\(L=1m\)；一质量为\(m=0.1kg\)，电阻\(r=2Ω\)，长约\(1m\)的均匀金属杆\(AB\)水平放置在导轨上，它与导轨的滑动摩擦因数\(μ= \dfrac { \sqrt {3}}{5}\)，导轨平面的倾角为\(θ=30^{\circ}\)在垂直导轨平面方向有匀强磁场，磁感应强度为\(B=0.5 T\)，今让金属杆\(AB\)由静止开始下滑，从杆静止开始到杆\(AB\)恰好匀速运动的过程中经过杆的电量\(q=1 C\)，求：
\((1)\)杆\(AB\)下滑的最大速度；
\((2)\)杆\(AB\)从静止开始到匀速运动位移的大小；
\((3)\)从静止开始到杆\(AB\)匀速运动过程\(R\)上产生的热量；

难度：较易

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2．

如图甲、乙所示，矩形线框\(ABCD\)静置在光滑的水平面上，竖直方向存在着组合磁场，其磁感应强度分别为\(B\)、\(2B\)，分别用力\(F_{1}\)、\(F_{2}\)将相同的矩形线框\((\)一边与两磁场的边界重合\()\)沿水平面匀速完全拉进另一磁场，且两次的速度之比为\(v_{1}\)：\(v_{2}=1\)：\(2\)，则在线框完全进入另一磁场的过程中，下列说法正确的是\((\)　　\()\)

A．回路中电流之比为\(1\)：\(1\)

B．线框中产生的热量之比为\(1\)：\(1\)

C．拉力大小之比为\(1\)：\(2\)

D．克服安培力做功的功率之比为\(1\)：\(2\)

难度：较易

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3．
一个正方形线圈边长\(a=0.20m\)，共有\(n=100\)匝，其总电阻\(r=4.0\Omega \)。线圈与阻值\(R=16\Omega \)的外电阻连成闭合回路，如图甲所示。线圈所在区域存在着分布均匀但强弱随时间变化的磁场，磁场方向垂直线圈平面，其磁感应强度\(B\)的大小随时间作周期性变化的周期\(T=1.0×10^{-2}s\)，如图乙所示，图象中\({{t}_{1}}=\dfrac{1}{3}T,{{t}_{2}}=\dfrac{4}{3}T,{{t}_{3}}=\dfrac{7}{3}T\)、\(……\)。求：

\((1)0—t_{1}\)时间内，通过电阻\(R\)的电荷量；

\((2)t=1.0s\)内电流通过电阻\(R\)所产生的热量；

\((3)\)线圈中产生感应电流的有效值。

难度：较难

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4．
做磁共振\((MRI)\)检查时，对人体施加的磁场发生变化时会在肌肉组织中产生感应电流\(.\)某同学为了估算该感应电流对肌肉组织的影响，将包裹在骨骼上的一圈肌肉组织等效成单匝线圈，线圈的半径\(r = 5.0cm\)，线圈导线的电阻\(R= 6×10^{3}Ω.\)如图所示，匀强磁场方向与线圈平面垂直，若磁感应\(B\)在\(0.3s\)内从\(1.5T\)均匀地减为零．

求：\((π=3.14\)，计算保留一位有效数字\()\)

\((1)\)该圈肌肉组织中的感应电动势\(E\)；

\((2)0.3s\)内该圈肌肉组织中产生的热量\(Q\)

难度：中等

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5．
交流发电机模型示意图\(.\)在磁感应强度为\(B\)的匀强磁场中，有一矩形线圈\(abcd\)可绕线圈平面内垂直于磁感线的轴\(OO′\)转动，由线圈引出的导线\(ae\)和\(df\)分别与两个跟线圈一起绕\(OO′\)转动的金属圆环相连接，金属圆环又分别与两个固定的电刷保持滑动接触，这样矩形线圈在转动中就可以保持和外电路电阻\(R\)形成闭合电路\(.\)，导线\(ab\)和\(cd\)分别用它们的横截面来表示\(.\)已知\(ab\)长度为\(L_{1}\)，\(bc\)长度为\(L_{2}\)，线圈以恒定角速度\(ω\)逆时针转动\(.(\)只考虑单匝线圈\()\)

\((1)\)线圈平面处于与中性面成\(φ_{0}\)夹角位置时开始计时，，试写出\(t\)时刻整个线圈中的感应电动势\(e\)的表达式；

\((2)\)若线圈电阻为\(r\)，求线圈每转动一周电阻\(R\)上产生的焦耳热\(.(\)其它电阻均不计\()\)

难度：较易

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6．

如图甲所示，一个\(100\)匝的正方形线圈，边长\(a=1m\)，电阻\(R=1Ω\)，线圈有一半的面积处在有理想边界的磁场中，线圈平面与磁场垂直，磁场的磁感应强度与时间的变化关系如图乙所示，图甲所示的磁感应强度方向为正方向，下列说法中正确的是( )

A．在\(t=0.01s\)时线圈中的电流为零

B．在\(t=0\)到\(t=0.005s\)内线圈中有顺时针方向的电流

C．线圈中电动势的最大值为\(\dfrac{\pi }{2}V\)

D．一个周期内线圈产生的热量为\(25π^{2}J\)

难度：难

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7．下列用电器中，利用电流的热效应的是\((\)　　\()\)

A．洗衣机

B．电视机

C．电熨斗

D．电冰箱

难度：易

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8．

如图所示，如果交流发电机转子有\(n\)匝线圈，每匝线圈所围面积为\(S\)，匀强磁场的磁感应强度为\(B\)，匀速转动角速度为\(ω\)，线圈总电阻为\(r\)，外电路电阻为\(R.\)在线圈由图中实线位置匀速转动\(90^{\circ}\)到达虚线位置过程中，下列说法正确的是( )

A．通过\(R\)的电荷量\(q=\dfrac{BS}{R+r}\)

B．通过\(R\)的电荷量\(q=\dfrac{nBS}{R+r}\)

C．电阻\(R\)上产生的热量为\({{Q}_{R}}=\dfrac{{{n}^{2}}{{B}^{2}}{{S}^{2}}R\pi \omega }{4{{\left( R+r \right)}^{2}}}\)

D．电阻\(R\)上产生的热量为\({{Q}_{R}}=\dfrac{{{n}^{2}}{{B}^{2}}{{S}^{2}}R\omega }{2{{\left( R+r \right)}^{2}}}\)

难度：中等

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9．如图甲所示，足够长的光滑平行金属导轨\(MN\)、\(PQ\)竖直放置，其宽度\(L{=}1m\)，一匀强磁场垂直穿过导轨平面，导轨的上端\(M\)与\(P\)之间连接一阻值为\(R{=}0{.}40\Omega\)的电阻，质量为\(m{=}0{.}01kg\)、电阻为\(r{=}0{.}30\Omega\)的金属棒\(ab\)紧贴在导轨上\({.}\)现使金属棒\(ab\)由静止开始下滑，下滑过程中\(ab\)始终保持水平，且与导轨接触良好，其下滑距离\(x\)与时间\(t\)的关系如图乙所示，图象中的\(OA\)段为曲线，\(AB\)段为直线，导轨电阻不计，\(g\)取\(10m{/}s^{2}(\)忽略\(ab\)棒运动过程中对原磁场的影响\()\)．

\((1)\)判断金属棒两端\(a\)、\(b\)的电势哪端高；
\((2)\)求磁感应强度\(B\)的大小；
\((3)\)在金属棒\(ab\)从开始运动的\(1{.}5s\)内，电阻\(R\)上产生的热量．

难度：较易

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10．
如图是某学习小组在空旷的场地上做“摇绳发电实验”的示意图\(.\)他们将绝缘铜芯线并联后像甩跳绳一样匀速摇动，铜芯线的两端分别通过细铜线与灵敏交流电流表相连\(.\)摇绳的两位同学的连线与所在处的地磁场\((\)可视为匀强磁场\()\)垂直\(.\)摇动时，铜芯线所围成半圆周的面积\(S=2m^{2}\)，用电表测得电路中电流\(I=40μA\)，已知整个线路总电阻\(r=5Ω\)，该处地磁场的磁感应强度\(B=4×10^{-6}T\)，求：

\((1)\)匀速摇动的角速度；

\((2)\)从铜芯线所在平面与该处地磁场平行开始计时，求其转过四分之一周的过程中，通过电流表的电量；

\((3)\)铜芯线转动一周的过程中，电路产生的焦耳热\(.(\sqrt{2}\pi =4.44\)，结果保留两位有效数字\()\)

难度：难

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