知识点挑题 - 高中物理 - 优优班--学霸训练营

1． \((15\)分\()\)如图所示，光滑金属直轨道 \(MN\)和 \(PQ\)固定在同一水平面内， \(MN\)、 \(PQ\)平行且足够长，两轨道间的宽度 \(L\)\(=0.5m\)，不计轨道的电阻。平行轨道左端接一阻值 \(R\)\(=0.6Ω\)的电阻，轨道处于磁感应强度大小 \(B\)\(=0.8T\)，方向垂直导轨平面向下的匀强磁场中。电阻为 \(r\)\(=0.4Ω\)、质量 \(m\)\(=0.2kg\)的导体棒 \(ab\)垂直于轨道放置，导体棒在外力 \(F\)作用下向右匀速运动，速度大小 \(v\)\(=5.0m/s\)，导体棒与轨道始终接触良好并且相互垂直。求：

\((1)\)通过电阻\(R\)的电流大小\(I\)；

\((2)\)导体棒克服安培力做功的功率\(P\)\({\,\!}_{安}\)；

\((3)\)若撤去外力\(F\)，在导体棒向右减速运动过程中\(R\)上产生的热量．

难度：中等

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2．如图所示，Ⅰ和Ⅱ是一对异名磁极，ab为放在其间的金属棒． ab 和cd用导线连成一个闭合回路．当ab棒向左运动时，cd导线受到向下的磁场力．由此可知Ⅰ是 ______ 极，a点电势 ______ （填“大于”或“小于”）b点电势．

难度：较易

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3．

\((1)\)小明同学在探究通电直导线受到的安培力\(F\)和电流强度\(I\)的关系的过程中，设计了如图\(1\)所示的实验装置。将匝数为\(N\)、底边长度为\(L_{1}\)的线圈与电流表、电源和滑动变阻器及开关组成一闭合回路，把线圈用轻细绳挂在力传感器的下端，使线圈处在由磁铁产生的磁场中，保持线框底边与磁场方向垂直，磁铁磁极与线框平面平行方向的宽度为\(L_{2}\)，且\(L_{1} > L_{2}\)。接通电路，适当调节滑动变阻器，当电流表的示数为\(I\)时，观察并记录力传感器此时的读数\(F\)。经多次重复上述操作，可测出在滑动变阻器接入电路的不同阻值下所对应的多组\(I\)和\(F\)的数据，用描点法画出\(F-I\)图象如图\(2\)所示，其中的\(F_{0}\)、\(F_{1}\)和\(I_{1}\)均为已知量。由图象可以判定线框所受安培力方向____________\((\) 选填“竖直向上”或者“竖直向下”\()\)；通过线框底边电流方向____________\((\) 选填“指向纸内”或者“指向纸外”\()\)；线框所受重力的大小为____________；若认为两磁极间的磁场为匀强磁场，且在两磁极之间正对位置以外区域的磁场可忽略不计，则此匀强磁场的磁感应强度为________。

\((2)\)如果小刚同学也用了同样的方法进行实验，只是所使用的器材不完全相同。他将据所测数据画出的\(F-I\)图象与小明的图象进行对比，发现在同一坐标系下两图线并不重合，如图\(3\)所示，小刚的图象的纵轴截距为\(F_{0}′\)，两图线在\(A\)点相交，图中的\(F_{0}\)、\(F_{0}′\)、\(F_{1}\)和\(I_{1}\)均为已知量。对两人的实验器材进行比较，根据图象可知______。\((\)选填选项前面的字母\()\)

A.所使用线圈的质量一定不同

B.所使用的磁铁一定不同

C.所使用电源的电动势一定不同

D.所使用线圈的匝数一定不同

难度：中等

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4．
如图所示，Ⅰ和Ⅱ是一对异名磁极，\(ab\)为放在其间的金属棒\(.\) \(ab\) 和\(cd\)用导线连成一个闭合回路\(.\)当\(ab\)棒向左运动时，\(cd\)导线受到向下的磁场力\(.\)由此可知Ⅰ是 ______ 极，\(a\)点电势 ______ \((\)填“大于”或“小于”\()b\)点电势．

难度：较易

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5．
如图所示，Ⅰ和Ⅱ是一对异名磁极，\(ab\)为放在其间的金属棒。 \(ab\)和\(cd\)用导线连成一个闭合回路。当\(ab\)棒向左运动时，\(cd\)导线受到向下的磁场力。由此可知Ⅰ是____极，Ⅱ是____极，\(a\)、\(b\)两点的电势由高到低\({{\phi }_{a}}\) __ __\({{\phi }_{b}} (\)填“大于”、“等于”、或“小于”\()\)

难度：较难

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6．
某同学用图中所给器材进行与安培力有关的实验。两根金属导轨 \(ab\)和 \(a\)\({\,\!}_{1}\) \(b\)\({\,\!}_{1}\)固定在同一水平面内且相互平行，足够大的电磁铁\((\)未画出\()\)的\(N\)极位于两导轨的正上方，\(S\)极位于两导轨的正下方，一金属棒置于导轨上且与两导轨垂直。

\((1)\)在图中画出连线，完成实验电路。要求滑动变阻器以限流方式接入电路，且在开关闭合后，金属棒沿箭头所示的方向移动。

\((2)\)为使金属棒在离开导轨时具有更大的速度，有人提出以下建议：其中正确的是 \((\)填入正确选项前的标号\()\)

A.适当增加两导轨间的距离

B.换一根更长的金属棒

C.适当增大金属棒中的电流

难度：较难

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7． \((1)\)小明同学在探究通电直导线受到的安培力\(F\)和电流强度\(I\)的关系的过程中，设计了如图\(1\)所示的实验装置。将匝数为\(N\)、底边长度为\(L\)_\(1\)的线圈与电流表、电源和滑动变阻器及开关组成一闭合回路，把线圈用轻细绳挂在力传感器的下端，使线圈处在由磁铁产生的磁场中，保持线框底边与磁场方向垂直，磁铁磁极与线框平面平行方向的宽度为\(L\)\({\,\!}_{2}\)，且\(L\)\({\,\!}_{1}\)\( > L\)\({\,\!}_{2}\)。接通电路，适当调节滑动变阻器，当电流表的示数为\(I\)时，观察并记录力传感器此时的读数\(F\)。经多次重复上述操作，可测出在滑动变阻器接入电路的不同阻值下所对应的多组\(I\)和\(F\)的数据，用描点法画出\(F-I\)图象如图\(2\)所示，其中的\(F\)\({\,\!}_{0}\)、\(F\)\({\,\!}_{1}\)和\(I\)\({\,\!}_{1}\)均为已知量。由图象可以判定线框所受安培力方向____________\((\) 选填“竖直向上”或者“竖直向下”\()\)；通过线框底边电流方向____________\((\) 选填“指向纸内”或者“指向纸外”\()\)；线框所受重力的大小为____________；若认为两磁极间的磁场为匀强磁场，且在两磁极之间正对位置以外区域的磁场可忽略不计，则此匀强磁场的磁感应强度为________。

\((2)\)如果小刚同学也用了同样的方法进行实验，只是所使用的器材不完全相同。他将据所测数据画出的\(F-I\)图象与小明的图象进行对比，发现在同一坐标系下两图线并不重合，如图\(3\)所示，小刚的图象的纵轴截距为\(F\)\({\,\!}_{0}\)\(′\)，两图线在\(A\)点相交，图中的\(F\)\({\,\!}_{0}\)、\(F\)\({\,\!}_{0}\)\(′\)、\(F\)\({\,\!}_{1}\)和\(I\)\({\,\!}_{1}\)均为已知量。对两人的实验器材进行比较，根据图象可知______。\((\)选填选项前面的字母\()\)

A.所使用线圈的质量一定不同

B.所使用的磁铁一定不同

C.所使用电源的电动势一定不同

D.所使用线圈的匝数一定不同

难度：中等

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8．某物理兴趣小组在学习了电流的磁效应后，得知长直通导线周围某点磁场的磁感应强度\(B\)的大小与长直导线中的电流大小\(I\)成正比，与该点离长直导线的距离\(r\)成反比\(.\)该小组欲利用如图甲所示的实验装置验证此结论是否正确，所用的器材有：长直导线、学生电源，直流电流表\((\)量程为\(0～3A)\)、滑动变阻器、小磁针\((\)置于刻有\(360^{\circ}\)刻度的盘面上\()\)、开关及导线若干．

实验步骤如下：
\(a.\)将小磁针放置在水平桌面上，等小磁针静止后，在小磁针上方沿小磁针静止时的指向水平放置长直导线，如图甲所示；
\(b.\)该小组测出多组小磁地与通电长直导线间的竖直距离\(r\)，长直导线中电流的大小\(I\)及小磁针的偏转角度\(θ\)；
\(c.\)根据测量结果进行分析，得出结论．
回答下列问题：
\((1)\)某次测量时，电路中电流表的示数如图乙所示，则该电流表的读数为 ______ A.
\((2)\)在某次测量中，该小组发现长直导线通电后小磁针偏离南北方向的角度为\(30^{\circ}(\)如图丙所示\()\)，已知实验所在处的地磁场水平分量大小为\(B_{0}=3×10^{-5}T\)，则此时长直导线中的电流在小磁针处产生的磁感应强度\(B\)的大小为 ______ \(T(\)结果保留两位小数\()\)．
\((3)\)该小组通过对所测数据的分析，作出了小磁针偏转角度的正切值\(\tan θ\)与\( \dfrac {I}{r}\)之间的图象如图丁所示，据此得出了通电长直导线周围磁场的磁感应强度\(B\)与通电电流\(I\)成正比，与长导线的距离\(r\)成反比的结论，其依据是 ______ ．
\((4)\)通过查找资料，该小组得知通电长直导线周围某点的磁感应强度\(B\)与电流\(I\)及距离\(r\)之间的数学关系为\(B= \dfrac {μ_{0}}{2π}⋅ \dfrac {I}{r}\)，其中\(μ_{0}\)为介质的磁导率\(.\)根据题给数据和测量结果，可计算出\(μ_{0}=\) ______ \(T⋅m/A\)．

难度：难

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9．图中虚线框内存在一沿水平方向、且与纸面垂直的匀强磁场．现通过测量通电导线在磁场中所受的安培力，来测量磁场的磁感应强度大小、并判定其方向．所用部分器材已在图中给出，其中D为位于纸面内的U形金属框，其底边水平，两侧边竖直且等长；E为直流电源；R为电阻箱；A为电流表；S为开关．此外还有细沙、天平、米尺和若干轻质导线．

（1）在图中画线连接成实验电路图．已接好．
（2）完成下列主要实验步骤中的填空．
①按图接线．
②保持开关S断开，在托盘内加入适量细沙，使D处于平衡状态；然后用天平称出细沙质量m₁．
③闭合开关S，调节R的值使电流大小适当，在托盘内重新加入适量细沙，使D ______ ；然后读出 ______ ，并用天平称出 ______ ．
④用米尺测量 ______ ．
（3）用测量的物理量和重力加速度g表示磁感应强度的大小，可以得出B= ______ ．
（4）判定磁感应强度方向的方法是：若 ______ ，磁感应强度方向垂直纸面向外；反之，磁感应强度方向垂直纸面向里．

难度：较易

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10．图中虚线框内存在一沿水平方向、且与纸面垂直的匀强磁场．现通过测量通电导线在磁场中所受的安培力，来测量磁场的磁感应强度大小、并判定其方向．所用部分器材已在图中给出，其中D为位于纸面内的U形金属框，其底边水平，两侧边竖直且等长；E为直流电源；R为电阻箱；A为电流表；S为开关．此外还有细沙、天平、米尺和若干轻质导线．
（1）在图中画线连接成实验电路图．
（2）完成下列主要实验步骤中的填空
①按图接线．
②保持开关S断开，在托盘内加入适量细沙，使D处于平衡状态；然后用天平称出细沙质量m₁．
③闭合开关S，调节R的值使电流大小适当，在托盘内重新加入适量细沙，使D ______ ；然后读出 ______ ，并用天平称出 ______ ．
④用米尺测量 ______ ．
（3）用测量的物理量和重力加速度g表示磁感应强度的大小，可以得出B= ______ ．
（4）判定磁感应强度方向的方法是：若 ______ ，磁感应强度方向垂直纸面向外；反之，磁感应强度方向垂直纸面向里．

难度：较易

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