知识点挑题 - 高中物理 - 优优班--学霸训练营

1．如图（a）所示，水平面内的直角坐标系的第一象限有磁场分布，方向垂直于水平面向下，磁感应强度沿y轴方向不变，沿x轴方向与坐标轴的关系如图（b）所示（图象是反比函数图线）．夹角θ=45°的光滑金属长直导轨 OM、ON固定在水平面内，ON与x轴重合，一根与ON垂直的导体棒固定在轻质金属小滑块上，金属小滑块套在长直导轨ON上，导体棒在水平向右的外力作用下，沿x轴向右滑动．导体棒在滑动过程中始终保持与导轨良好接触．已知t=0时，导体棒位于坐标原点处．导体棒的质量m=2kg，导轨OM、ON接触处O点的接触电阻R=0.4Ω，其余电阻不计，回路中产生的感应电动势E与时间t的关系如图（c）所示（图线是过原点的直线）．由图象分析可得1～2s时间内通过导体棒的电量q= C，导体棒滑动过程中水平外力F（单位：N）与横坐标x（单位：m）的关系式F= （g取10m/s²）．

难度：较难

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2．

（2016•浙江一模）如图所示，某同学用玻璃皿在中心放一个圆柱形电极接电源的负极，沿边缘放一个圆环形电极接电源的正极做“旋转的液体的实验”，若蹄形磁铁两极间正对部分的磁场视为匀强磁场，磁感应强度为B=0.1T，玻璃皿的横截面的半径为a=0.05m，电源的电动势为E=3V，内阻r=0.1Ω，限流电阻R₀=4.9Ω，玻璃皿中两电极间液体的等效电阻为R=0.9Ω，闭合开关后当液体旋转时电压表的示数为1.5V，则（　　）

A．由上往下看，液体做顺时针旋转

B．液体所受的安培力大小为1.5×10^-4N

C．闭合开关后，液体热功率为0.81W

D．闭合开关10s，液体具有的动能是3.69J

难度：较难

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3．（2016春•龙岩校级月考）如图所示，在水平地面上固定一光滑金属导轨，导轨间距离为L，导轨电阻不计，右端接有阻值为R的电阻，质量为m，电阻r=
1
2
R的导体棒与固定弹簧相连后放在导轨上，整个装置处在磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场中．初始时刻，弹簧恰处于自然长度，导体棒具有一水平向右的初速度v₀，已知当导体棒第一次回到初始位置时，速度大小变为
1
4
v₀，整个运动过程中导体棒始终与导体垂直并保持良好接触，弹簧的重心轴线与导轨平行，且弹簧始终处于弹性限度范围内．求：
（1）初始时刻通过电阻R的电流I的大小；
（2）导体棒第一次回到初始位置时，导体棒的加速度大小为a；
（3）导体棒从开始运动直到停止的过程中，电阻R上产生的焦耳Q．

难度：较难

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4．如图甲，间距L=1.0m的平行长直导轨MN、PQ水平放置，两导轨左端MP之间接有一阻值为R=0.1Ω的定值电阻，导轨电阻忽略不计．一导体棒ab垂直于导轨放在距离导轨左端d=1.0m，其质量m=0.1kg，接入电路的电阻为r=0.1Ω，导体棒与导轨间的动摩擦因数μ=0.1，整个装置处在范围足够大的竖直方向的匀强磁场中．选竖直向下为正方向，从t=0时刻开始，磁感应强度B随时间t的变化关系如图乙所示，导体棒ab一直处于静止状态．不计感应电流磁场的影响，当t=3s时，突然使ab棒获得向右的速度v₀=10m/s，同时在棒上施加一方向水平、大小可变化的外力F，保持ab棒具有大小恒为a=5m/s²方向向左的加速度，取g=10m/s²．

（1）求前3s内电路中感应电流的大小和方向．
（2）求ab棒向右运动且位移x₁=6.4m时的外力F．
（3）从t=0时刻开始，当通过电阻R的电量q=5.7C时，ab棒正在向右运动，此时撤去外力F，且磁场的磁感应强度大小也开始变化（图乙中未画出），ab棒又运动了x₂=3m后停止．求撤去外力F后电阻R上产生的热量Q．

难度：较难

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5．决定闭合回路中感应电动势大小的因素是（　　）

A．磁通量

B．磁通量的最大值

C．磁通量的变化量

D．磁通量的变化率

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6．（2015秋•商丘期末）如图所示，两根竖直固定放置的无限长光滑金属导轨，电阻不计，宽度为L．导轨上接触良好地紧贴两根长度也为L 的金属杆．已知上端金属杆 cd固定，电阻为R₀，质量为2m；下方金属杆ab 可以沿导轨自由滑动，质量为m电阻为2R₀．整个装置处于垂直于导轨平面的匀强磁场中．当金属杆ab由静止开始下落距离 h时，其重力的功率刚好达到最大，设重力的最大功率为P．求：
（1）磁感应强度B的大小；
（2）金属杆ab从开始下落到重力的功率刚好达到最大的过程中，金属杆cd产生的热量；
（3）若当ab杆重力功率最大时将cd杆释放，试求cd杆释放瞬间两杆各自的加速度．

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7．（2015•梧州模拟）如图所示，光滑平行金属导轨MN、PQ足够长，两导轨间距为L，导轨平面的倾角为θ，导轨N、Q端连有阻值为R的定值电阻，整个装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直导轨平面向下，质量为m、阻值也为R的金属杆ab垂直放在导轨上，轨道的电阻不计，将杆ab由静止释放．
（1）求杆ab下滑的最大速度；
（2）若杆下滑x₁的距离达到最大速度，求下滑到最大速度时，通过电阻R的电量是多少？
（3）若将杆以与（1）问中的最大速度等大的初速度从轨道的最底端向上滑去，当杆再回到轨道最底端时，回路中产生的焦耳热为Q，则杆再回到轨道最低端时的速度多大？

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8．

在平行于水平地面的有界匀强磁场上方，有三个单匝线框A、B、C，从静止开始同时释放，磁感线始终与线框平面垂直，三个线框都是由相同的金属材料做成的相同正方形，其中A不闭合，有个小缺口；B、C都是闭合的，但B导线的横截面积比A和C的大，A和B边长相同，C的边长比A和B大，如图所示．下列关于它们的落地时间的判断正确的是（　　）

A．A最后落地

B．B最后落地

C．C最后落地

D．B，C同时落地

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9．如图甲所示，光滑的平行金属导轨水平放置，导轨间距为l，左侧接一阻值为R的电阻．在MN与PQ之间存在垂直轨道平面的有界匀强磁场，磁场宽度为d．一质量为m的金属棒ab置于导轨上，与导轨垂直且接触良好，不计导轨和金属棒的电阻．金属棒ab受水平力F=
0.2x
+0.4（N）的作用，其中x为金属棒距MN的距离，F与x的关系如图乙所示．金属棒ab从磁场的左边界由静止开始运动，通过电压传感器测得电阻R两端电压随时间均匀增大．已知l=1m，m=1kg，R=0.5Ω，d=1m．问：
（1）金属棒刚开始运动时的加速度为多少？并判断该金属棒在磁场中做何种运动．
（2）磁感应强度B的大小为多少？
（3）若某时刻撤去外力F后棒的速度v随位移s的变化规律满足v=v₀-
B2l2
mR
s（v₀为撤去外力时的速度，s为撤去外力F后的位移），且棒运动到PQ处时恰好静止，则外力F作用的时间为多少？
（4）在（3）的情况下，金属棒从MN运动到PQ的整个过程中左侧电阻R产生的热量约为多少？

难度：较难

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10．如图a所示，直角坐标系的第一象限有磁场分布，方向垂直于纸面向里，磁感应强度沿y轴方向没有变化，与x轴的关系如图b所示，图象是反比例函数；顶角θ=45°的光滑金属长导轨MON固定在水平面内，ON与x轴重合，一根与ON垂直的长导体棒在水平向右的外力作用下沿导轨MON向右滑动，导体棒在滑动过程中始终与导轨良好接触．已知t=0时，导体棒位于顶点O处，导体棒的质量为m=2kg，导体棒的电阻为1Ω/m，其余电阻不计．回路电动势E与时间t的关系如图c所示，图线是过原点的直线．求：
（1）t=2s时流过导体棒的电流I₂的大小；
（2）导体棒滑动过程中水平外力F（单位：N）与横坐标x（单位：m）的关系式；
（3）0-2s时间内回路中产生的电热．

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