知识点挑题 - 高中物理 - 优优班--学霸训练营

1．
如图所示，足够长的两根倾斜直金属导轨\(MN\)、\(PQ\)平行放置，它们所构成的轨道平面与水平面之间的夹角\(θ=37º\)，两轨道之间的距离\(L=0.50m\)。一根质量\(m=0.20kg\)的粗细均匀直金属杆\(ab\)放在两导轨上，并与导轨垂直，且接触良好，由静止释放，金属杆的电阻\(r=0.1Ω\)，整套装置处于与轨道所在平面垂直的匀强磁场中。在导轨的上端接有电阻箱\(R\)。已知导轨电阻可忽略不计，金属杆\(ab\)和导轨之间的摩擦可忽略不计，\(\sin 37º=0.60\)，\(\cos 37º=0.80\)，重力加速度\(g=10m/s^{2}\)。

\((1)\) 金属杆\(ab\)下滑过程中，金属杆\(ab\)中的电流由\(a\)到\(b\)，磁感应强度的方向

\((2)\) 金属杆\(ab\)达到匀速时，金属杆\(ab\)中的电流\(I=4A\)，磁感应强度的大小

\((3)\) 当电阻箱接入电路中的电阻值\(R=0.2Ω\)时，金属杆\(ab\)达到的最大速度速度

\((4)\) 接第\((3)\)问，金属棒从静止开始沿轨道下滑至恰好达到最大速度过程中，金属杆\(ab\)产生的电热\(Q=\dfrac{2}{3}J\)，求：此过程中金属杆沿轨道下滑这段距离\(S\)

难度：较难

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2．如图所示，竖直平面内两根光滑且不计电阻的长平行金属导轨，间距为\(L\)，导轨间的空间内存在垂直导轨平面的匀强磁场；将一质量为\(m\)、电阻为\(R\)的金属杆水平靠在导轨处上下运动，与导轨接触良好。

\((1)\)若磁感应强度随时间变化满足\(B=kt\)，\(k\)为已知非零常数，金属杆在距离导轨顶部\(L\)处释放，则何时释放，会获得向上的加速度。

\((2)\)若磁感应强度随时间变化满足\(B=\)\( \dfrac{B_{0}}{c+dt^{2}}\)，\(B\)\({\,\!}_{0}\)、\(c\)、\(d\)均为已知非零常数，为使金属杆中没有感应电流产生，从\(t=0\)时刻起，金属杆应在外力作用下做何种运动？

难度：中等

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3．
如图所示，竖直放置的两光滑平行金属导轨置于垂直于导轨平面向里的匀强磁场中，两根质量相同的导体棒\(a\)和\(b\)垂直放置在导轨上且与导轨接触良好，可自由滑动\(.\)先固定\(a\)，释放\(b\)，当\(b\)的速度达到\(10 m/s\)时，再释放\(a\)，经过\(1 s\)后，\(a\)的速度达到\(12 m/s\)，则：\((g\)取\(10 m/s^{2})\)

\((1)\)此时\(b\)的速度是多大\(?\)

\((2)\)假若导轨很长，试分析\(a\)、\(b\)棒最后的运动状态．

难度：中等

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4．匀强磁场区域宽为L，一正方形线框abcd的边长为l，且l＞L，线框以速度v通过磁场区域，如图所示，从线框进入到完全离开磁场的时间内，线框中没有感应电流的时间是多少？

难度：中等

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5．
匀强磁场区域宽为\(L\)，一正方形线框\(abcd\)的边长为\(l\)，且\(l > L\)，线框以速度\(v\)通过磁场区域，如图所示，从线框进入到完全离开磁场的时间内，线框中没有感应电流的时间是多少？

难度：难

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6．如图所示，匀强磁场中有一矩形闭合线圈 \(abcd\)，线圈平面与磁场垂直\(.\)已知线圈的匝数 \(N\)\(=100\)，边长 \(ab\)\(=1.0 m\)、 \(bc\)\(=0.5 m\)，电阻 \(r\)\(=2 Ω.\)磁感应强度 \(B\)在\(0～1 s\)内从零均匀变化到\(0.2 T.\)在\(1～5 s\)内从\(0.2 T\)均匀变化到\(-0.2 T\)，取垂直纸面向里为磁场的正方向\(.\)求：
\((1)0.5 s\)时线圈内感应电动势的大小\(E\)和感应电流的方向；
\((2)\)在\(1～5 s\)内通过线圈的电荷量\(q\)；

\((3)\)在\(0～5 s\)内线圈产生的焦耳热\(Q\)．

难度：中等

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7．在如图所示的实验中，能在线圈中产生感应电流的是： ______ 和 ______
A．磁铁从上向下插入线圈中的过程 B．磁铁静止在线圈内部
C．磁铁静止在线圈左侧 D．磁铁从线圈内抽出的过程．

难度：易

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8．如图所示，一光滑金属直角形导轨aOb竖直放置，Ob边水平．导轨单位长度的电阻为ρ，电阻可忽略不计的金属杆cd搭在导轨上，接触点为M、N．t=0时，MO=NO=L，B为一匀强磁场，方向垂直纸面向外．（磁场范围足够大，杆与导轨始终接触良好，不计接触电阻）
（1）若使金属杆cd以速率v₁匀速运动，且速度始终垂直于杆向下，求金属杆所受到的安培力随时间变化的表达式；
（2）若保证金属杆接触点M不动，N以速度v₂向右匀速运动，求电路中电流随时间的表达式；
（3）在（1）问的基础上，已知杆的质量为m，重力加速度g，则求t时刻外力F的瞬时功率．

难度：中等

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9．试分析下列各种情形中，金属线框会线圈里能产生感应电流的是 ______ ．

难度：较易

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10．为判断线圈绕向，可将灵敏电流计G与线圈L连接，如图所示．己知线圈由a端开始绕至b端：当电流从电流计G左端流入时，指针向左偏转．将磁铁N极向下从线圈上方竖直插入L时，发现指针向左偏转．
（1）在图中L上画上几匝线圈，以便能看清线圈绕向；
（2）当条形磁铁从图中的虚线位置向右远离L时，指针将指向 ______ ．
（3）当条形磁铁插入线圈中不动时，指针将指向 ______ ．（选填“左侧”、“右侧”或“中央”）

难度：较易

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