知识点挑题 - 高中物理 - 优优班--学霸训练营

1．如图所示，倾角θ=37°、间距l=0.1m的足够长金属导轨底端接有阻值R=0.1Ω的电阻，质量m=0.1kg的金属棒ab垂直导轨放置，与导轨间的动摩擦因数μ=0.45．建立原点位于底端、方向沿导轨向上的坐标轴x。在0.2m≤x≤0.8m区间有垂直导轨平面向上的匀强磁场。从t=0时刻起，棒ab在沿x轴正方向的外力F作用下从x=0处由静止开始沿斜面向上运动，其速度与位移x满足v=kx（可导出a=kv）k=5s^-1．当棒ab运动至x₁=0.2m处时，电阻R消耗的电功率P=0.12W，运动至x₂=0.8m处时撤去外力F，此后棒ab将继续运动，最终返回至x=0处。棒ab始终保持与导轨垂直，不计其它电阻，求：（提示：可以用F-x图象下的“面积”代表力F做的功）
（1）磁感应强度B的大小
（2）外力F随位移x变化的关系式；
（3）在棒ab整个运动过程中，电阻R产生的焦耳热Q。

难度：难

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2．如图所示，固定在水平面上间距为l的两条平行光滑金属导轨，垂直于导轨放置的两根金属棒MN和PQ长度也为l、电阻均为R，两棒与导轨始终接触良好。MN两端通过开关S与电阻为R的单匝金属线圈相连，线圈内存在竖直向下均匀增加的磁场，磁通量变化率为常量k。图中虚线右侧有垂直于导轨平面向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B．PQ的质量为m，金属导轨足够长、电阻忽略不计。
（1）闭合S，若使PQ保持静止，需在其上加多大的水平恒力F，并指出其方向；
（2）断开S，PQ在上述恒力作用下，由静止开始到速度大小为v的加速过程中流过PQ的电荷量为q，求该过程安培力做的功W。

难度：较难

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3．

如图，一绝缘光滑固定斜面处于匀强磁场中，磁场的磁感应强度大小为\(B\)，方向垂直于斜面向上，通有电流\(I\)的金属细杆水平静止在斜面上。若电流变为\(0.5I\)，磁感应强度大小变为\(3B\)，电流和磁场的方向均不变，则金属细杆将

A．沿斜面加速上滑

B．沿斜面加速下滑

C．沿斜面匀速上滑

D．仍静止在斜面上

难度：较易

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4．

质量为m的通电细杆ab置于倾角为θ的平行导轨上，导轨宽为d，杆与导轨间的摩擦因数为μ，有电流时ab恰好在导轨上静止，如图所示．下图是从右侧观察时的四种不同的匀强磁场方向下的四个平面图，其中通电细杆ab与导轨间的摩擦力不可能为零的是（　　）

A．

B．

C．

D．

难度：较易

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5．如图所示，在与水平方向成60°角的光滑金属导轨间连一电源，在相距1m的平行导轨上放一重力为3N的金属棒ab，棒上通过3A的电流，磁场方向竖直向上，这时金属棒恰好静止，求：
（1）匀强磁场的磁感应强度为多大？
（2）导轨对ab棒的支持力为多大？

难度：较易

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6．

某同学自制的简易电动机示意图如图所示\(.\)矩形线圈由一根漆包线绕制而成，漆包线的两端分别从线圈的一组对边的中间位置引出，并作为线圈的转轴\(.\)将线圈架在两个金属支架之间，线圈平面位于竖直面内，永磁铁置于线圈下方\(.\)为了使电池与两金属支架连接后线圈能连续转动起来，该同学应将\((\)　　\()\)

A．左、右转轴下侧的绝缘漆都刮掉

B．左、右转轴上下两侧的绝缘漆都刮掉

C．左转轴上侧的绝缘漆刮掉，右转轴下侧的绝缘漆刮掉

D．左转轴上下两侧的绝缘漆都刮掉，右转轴下侧的绝缘漆刮掉

难度：难

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7．某同学自制一电流表，其原理如图所示\(.\)质量为\(m\)的均匀细金属杆\(MN\)与一竖直悬挂的绝缘轻弹簧相连，弹簧的劲度系数为\(k\)，在矩形区域\(abcd\)内有匀强磁场，磁感应强度大小为\(B\)，方向垂直纸面向外\(.MN\)的右端连接一绝缘轻指针，可指示出标尺上的刻度\(.MN\)的长度大于\(ab\)，当\(MN\)中没有电流通过且处于静止时，\(MN\)与矩形区域的\(ab\)边重合，且指针指在标尺的零刻度；当\(MN\)中有电流时，指针示数可表示电流强度\(.MN\)始终在纸面内且保持水平，重力加速度为\(g\)．
\((1)\)当电流表的示数为零时，求弹簧的伸长量；
\((2)\)为使电流表正常工作，判断金属杆\(MN\)中电流的方向；
\((3)\)若磁场边界\(ab\)的长度为\(L_{1}\)，\(bc\)的长度为\(L_{2}\)，此电流表的量程是多少？

难度：较易

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8．如图所示，一与水平面成 \(θ\)\(=37^{\circ}\)角的倾斜导轨下半部分有足够长的一部分\(( \)\(cd\)、 \(ef\)虚线之间\()\)处在垂直轨道平面的匀强磁场中，轨道下边缘与一高为 \(h\)\(= 0.2 m\)光滑平台平滑连接，平台处在磁场外。轨道宽度 \(L\)\(= 1 m\)，轨道顶部连接一阻值为 \(R\)\(=1Ω\)的电阻，现使一质量 \(m\)\(= 0.3 kg\)、电阻为 \(r\)\(=0.2 Ω\)的导体棒 \(PQ\)从距磁场上边界 \(l\)\(= 3 m\)处由静止下滑，导体棒始终与导轨接触良好，导轨电阻不计，导体棒离开磁场前恰好达到匀速运动。导体棒离开平台后做平抛运动，落至水平面时的速度方向与水平方向成 \(α\)\(=53^{\circ}\)角。不计一切摩擦， \(g\)取 \(10 m/s^{2}\)。

\(⑴\)求棒到达\(ab\)时的速度\(v\)\({\,\!}_{1}\)；
\(⑵\)求磁场的磁感应强度的大小\(B\)；

\(⑶\)\(PQ\)从距磁场上边界\(l\)\(=3m\)处由静止下滑，求棒刚进入磁场时受到的安培力\(F\)\({\,\!}_{A}\)的大小和方向。

难度：难

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