知识点挑题 - 高中物理 - 优优班--学霸训练营

1．
如图所示，\(PQ\)和\(MN\)是固定于倾角为\(30^{\circ}\)斜面内的平行光滑金属轨道，轨道足够长，其电阻可忽略不计\(.\)金属棒\(ab\)、\(cd\)放在轨道上，始终与轨道垂直，且接触良好\(.\)金属棒\(ab\)的质量为\(2m\)、\(cd\)的质量为\(m\)，长度均为\(L\)、电阻均为\(R\)；两金属棒的长度恰好等于轨道的间距，并与轨道形成闭合回路\(.\)整个装置处在垂直斜面向上、磁感应强度为\(B\)的匀强磁场中，若锁定金属棒\(ab\)不动，使金属棒\(cd\)在与其垂直且沿斜面向上的恒力\(F=2mg\)作用下，沿轨道向上做匀速运动\(.\)重力加速度为\(g\)；
\((1)\)试推导论证：金属棒\(cd\)克服安培力做功的功率\(P_{安}\)等于电路获得的电功率\(P_{电}\)；
\((2)\)设金属棒\(cd\)做匀速运动中的某时刻\(t_{0}=0\)，恒力大小变为\(F′=1.5mg\)，方向不变，同时解锁、静止释放金属棒\(ab\)，直到\(t\)时刻金属棒\(ab\)开始做匀速运动；求：
\(①t\)时刻以后金属棒\(ab\)的热功率\(P_{ab}\)；
\(②0～t\)时刻内通过金属棒\(ab\)的电量\(q\)．

难度：中等

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2．
如图，光滑的水平绝缘轨道\(M\)、\(N\)上搁放着质量\(m_{1}=0.2kg\)、电阻\(R_{1}=0.02Ω\)的“\([\)“形金属框\(dabc\)，轨道间有一有界磁场，变化关系如图所示。一根长度等于\(ab\)，质量\(m_{2}=0.lkg\)、\(R_{2}=0.012\)的金属棒\(ef\)拥在轨道上并静止在磁场的左边界上。已知轨道间距与\(ab\)长度相等，均为\(L_{1}=0.3m\)，\(ad=bc=L_{2}=0.1m\)，其余电阻不计。\(0\)时刻，给“\([\)”形金属框一初速度\(v_{0}=3m/s\)，与金属棒碰撞后合在一起成为一闭合导电金属框\((\)碰撞时间极短\()\)。\(t_{0}\)时刻整个框刚好全部进入磁场，\((t_{0}+1)s\)时刻，框右边刚要出磁场。求：
\((1)\)碰撞结束时金属框的速度大小
\((2)0-t_{0}\)时间内整个框产生的焦耳热
\((3)t_{0}-(t_{0}+1)s\)时间内，安培力对\(ab\)边的冲量

难度：较易

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3．
如图所示，电阻不计且足够长的\(U\)型金属框架放置在倾角\(θ=37^{\circ}\)绝缘斜面上，框架与斜面间的动摩擦因数\(μ=0.8\)，框架的质量\(m_{1}=0.4kg\)，宽度\(l=0.5m\)，质量\(m_{2}=0.1kg\)、电阻\(R=0.5Ω\)的导体棒\(ab\)垂直放在框架上，整个装置处于垂直斜面向上的匀强磁场中，磁感应强度大小\(B=2.0T\)，对棒施加沿斜面向上的恒力\(F=8N\)，棒从静止开始无摩擦地运动，当棒的运动速度达到某值时，框架开始运动。棒与框架接触良好。设框架与斜面间最大静摩擦力与滑动摩擦力相等，\(\sin 37^{\circ}=0.6\)，\(\cos 37^{\circ}=0.8\)，\(g=10m/s^{2}\)，求：
\((1)\)框架刚开始运动时流过导体棒的电流\(I\)；
\((2)\)若已知这一过程导体棒向上位移\(x=0.5m\)，求此过程中回路产生的热量\(Q(\)结果保留两位有效数字\()\)。

难度：较易

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4．
如图所示，两平行光滑不计电阻的金属导轨竖直放置，导轨上端接一阻值为\(R\)的定值电阻，两导轨之间的距离为\(d.\)矩形区域\(abdc\)内存在磁感应强度大小为\(B\)、方向垂直纸面向里的匀强磁场，\(ab\)、\(cd\)之间的距离为\(L.\)在\(cd\)下方有一导体棒\(MN\)，导体棒\(MN\)与导轨垂直，与\(cd\)之间的距离为\(H\)，导体棒的质量为\(m\)，电阻为\(r.\)给导体棒一竖直向上的恒力，导体棒在恒力\(F\)作用下由静止开始竖直向上运动，进入磁场区域后做减速运动。若导体棒到达\(ab\)处的速度为\(v_{0}\)，重力加速度大小为\(g.\)求：
\((1)\)导体棒到达\(cd\)处时速度的大小；
\((2)\)导体棒刚进入磁场时加速度的大小；
\((3)\)导体棒通过磁场区域的过程中，通过电阻\(R\)的电荷量和电阻\(R\)产生的热量。

难度：难

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5． \((15\)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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6．
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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7．
\((1)\)如图甲所示，用水平向右的力\(F\)拉放在光滑水平地面上、质量为\(500kg\)的物体，作用时间\(20s\)，使物体获得\(0.5m/s\)的速度\(.\)若力\(F\)大小的变化为：前\(15s\)从零开始随时间均匀增大，后\(5s\)均匀减小为零，如图乙所示，则力\(F\)对物体的冲量为_______\(N.s\)；力\(F\)的最大值为_______\(N\)。

\((2)\)一个矩形线圈在匀强磁场中转动产生的交变电流\(e\)\(=220 \sqrt{2} \sin 100π\)\(t\)\((V)\)，则该交变电流的频率是______\(Hz\)；当\(t\)\(= \dfrac{1}{200} s\)时，电动势的瞬间值\(e\)_____。

\((3)\)如图所示，理想变压器原线圈与一\(10V\)的交流电源相连，副线圈并联两个小灯泡\(a\)和\(b\)，小灯泡\(a\)的额定功率为\(0.3W\)，正常发光时电阻为\(30Ω\)，已知两灯泡均正常发光，流过原线圈的电流为\(0.09 A\)，可计算出原、副线圈的匝数比为________，流过灯泡\(b\)的电流为________\(A\)．

\((4)\)如下图所示，在磁感应强度\(B\)\(=0.5T\)的匀强磁场中，有一个正方形金属线圈\(abcd\)，边长\(L\)\(=0.2m\)，线圈\(ad\)边跟磁场左侧边界重合，线圈的电阻\(R\)\(=0.4Ω.\)用外力使线圈从磁场中运动出来：一次是用力使线圈从左侧边界匀速平动移出磁场；另一次是用力使线圈以\(ad\)边为轴匀速转动出磁场，两次所用时间都是\(0.1s.\)则两次通过线圈截面的电荷量之差为________；两次外力对线圈做功之差为________；

难度：较易

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