知识点挑题 - 高中物理 - 优优班--学霸训练营

1．如甲图所示，间距为L、电阻不计的光滑导轨固定在倾角为θ的斜面上．在MNPQ矩形区域内有方向垂直于斜面的匀强磁场，磁感应强度为B；在CDEF矩形区域内有方向垂直于斜面向下的磁场，磁感应强度Bt随时间t变化的规律如乙图所示，其中Bt的最大值为2B．现将一根质量为M、电阻为R、长为L的金属细棒cd跨放在MNPQ区域间的两导轨上并把它按住，使其静止．在t=0时刻，让另一根长也为L的金属细棒ab从CD上方的导轨上由静止开始下滑，同时释放cd棒．已知CF长度为2L，两根细棒均与导轨良好接触，在ab从图中位置运动到EF处的过程中，cd棒始终静止不动，重力加速度为g；tx是未知量．求：
（1）通过cd棒的电流，并确定MNPQ区域内磁场的方向；
（2）当ab棒进入CDEF区域后，求cd棒消耗的电功率；
（3）求ab棒刚下滑时离CD的距离．

难度：难

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2．（2016•常德模拟）如图所示，直角坐标系xoy位于竖直平面内，在‑
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m≤x≤0的区域内有磁感应强度大小B=4.0×10^-4T、方向垂直于纸面向里的条形匀强磁场，其左边界与x轴交于P点；在x＞0的区域内有电场强度大小E=4N/C、方向沿y轴正方向的条形匀强电场，其宽度d=2m．一质量m=6.4×10^-27kg、电荷量q=-3.2×10^‑19C的带电粒子从P点以速度v=4×10⁴m/s，沿与x轴正方向成α=60°角射入磁场，经电场偏转最终通过x轴上的Q点（图中未标出），不计粒子重力．求：
（1）带电粒子在磁场中运动时间；
（2）当电场左边界与y轴重合时Q点的横坐标；
（3）若只改变上述电场强度的大小，要求带电粒子仍能通过Q点，讨论此电场左边界的横坐标x′与电场强度的大小E′的函数关系．

难度：难

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3．如图1所示，质量M=1kg的木板静止在粗糙的水平地面上，木板与地面间的动摩擦因数μ₁=0.1，在木板的左端放置一个质量m=1kg、大小可以忽略的铁块，铁块与木板间的动摩擦因数μ₂=0.4，取g=10m/s²，（假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力）试求：
（1）若木板长L=1m，在铁块上加一个水平向右的恒力F=8N，经过多长时间铁块运动到木板的右端？
（2）若在木板（足够长）的右端施加一个大小从零开始连续增加的水平向左的力F，请在图2中画出铁块受到的摩擦力f随力F大小变化的图象．（写出分析过程）

难度：难

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4．如图所示，在上、下水平放置的金属板H、Q的上方有一个匀强磁场区域，磁感应强度为B，垂直纸面向外，该磁场被限制在边长为d的正方形弹性塑料边界EFPG中．水平金属导轨M、N用导线和金属板H、Q相连，导轨间的距离为L．金属棒CD置于导轨上且与导轨垂直，可以无摩擦的滑动．在导轨所在空间有竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为B′．虚线OO′平分金属板和正方形磁场区域EFPG，O、O′为金属板上的小孔，磁场边界PG紧靠金属板H，且PG正中央开有一小孔与O′对接．在小孔O的下方有一个质量为m、电量大小为q的弹性小球飘入两金属板间，其飘入金属板间的速率可以忽略不计，不考虑小球的重力以及对金属板电势的影响．求：
（1）当金属棒CD以速度v向右匀速运动时，金属板H、Q哪一块板的电势高？这两块金属板间的电势差为多少？
（2）在（1）问中，若从小孔O飘入两金属板间的弹性小球能被加速，则小球带何种电荷？其到达O′的速率有多大？
（3）金属棒CD在导轨上应以多大的速率匀速运动，才能使弹性小球进入磁场与弹性塑料边界EFPG发生碰撞后又返回到小孔O处？已知小球每次与边界发生碰撞均无电荷迁移和机械能损失．

难度：难

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5．如图，ABCD是边长为a的正方形．质量为m、电荷量为e的电子以大小为v₀的初速度沿纸面垂直于BC变射入正方形区域．在正方形内适当区域中有匀强磁场．电子从BC边上的任意点入射，都只能从A点射出磁场．不计重力，求：
（1）此匀强磁场区域中磁感应强度的方向和大小；
（2）此匀强磁场区域的最小面积．

难度：难

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