知识点挑题 - 高中物理 - 优优班--学霸训练营

如图甲所示，在竖直方向上有四条间距相等的水平虚线L₁、L₂、L₃、L₄，在L₁L₂之间和L₃L₄之间存在匀强磁场，磁感应强度B大小均为1T，方向垂直于虚线所在平面．现有一矩形线圈abcd，宽度cd=L=0.5m，质量为0.1kg，电阻为2Ω，将其从图示位置由静止释放（cd边与L₁重合），速度随时间的变化关系如图乙所示，t₁时刻cd边与 L₂重合，t₂时刻ab边与L₃重合，t₃时刻ab边与L₄重合，已知t₁∼t₂的时间间隔为0.6s，整个运动过程中线圈平面始终处于竖直方向，重力加速度g取10m/s²．则（　　）

A．在0∼t₁时间内，通过线圈的电荷量为0.25C

B．线圈匀速运动的速度大小为2m/s

C．线圈的长度为1m

D．0∼t₃时间内，线圈产生的热量为1.8J

难度：中等

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4．

（2016•乐东县模拟）如图所示，MN右侧有一正三角形匀强磁场区域，上边界与MN垂直．现有一与磁场边界完全相同的三角形导体框，从图示位置开始沿垂直于MN方向匀速向右平移（运动过程中导体框的上边如终与磁场的上边界在一条直线上）．则导体框穿过磁场过程中感应电流随时间变化的图象可能是下图中的（取逆时针电流方向为正）（　　）

A．

B．

C．

D．

难度：中等

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5．

（2016•诸暨市模拟）动圈式扬声器的圆形永磁体磁极间的磁场为径向磁场，其侧视图和俯视图如图所示．现将金属圆环放入其中，并由静止开始释放，己圆知环质量为m，半径为r，电阻为R，圆环处的磁感应强度大小均为B，重力加速度g．则（　　）

A．径向磁场的磁感线始于N极，终止于S极

B．当圈环速度为v时，圆环中感应电动势为2πBrv

C．若磁体竖直足够长，则圆环最大速度为

mgR

4π2B2r2

D．若金属圈环为超导体，则释放后圆环将保持静止

难度：中等

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6．如图所示，平行金属导轨MN、PQ放置在水平面上，导轨宽度L=0.5m，其左端接有R=2Ω的定值电阻，导轨MN上X＞0部分是单位长度电阻ρ=6Ω/m的均匀电阻丝，其余部分电阻不计，垂直于导轨平面的磁场，其磁感应强度B_X随位移X发生变化．质量m=1kg，电阻不计的导体棒垂直于导轨放置，导体棒与两导轨间的动摩擦因数均为μ=0.2，现在施加沿X轴正方向的外力F使导体棒以v=4m/s的速度从坐标原点O开始向右做匀速直线运动，导体棒运动过程中电阻R上消耗的电功率P=8W且恒定．求：

（1）导体棒运动过程中电阻通过的电流强度I；
（2）磁感应强度B_X随位移X变化的函数关系式；
（3）从O点开始计时，导体棒运动2秒的时间内拉力所做的功．

难度：中等

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7．

（2016•成都模拟）如图所示，两根足够长的平行金属导轨相距为L，其中NO₁、QO₂部分水平，倾斜部分MN、PQ与水平面的夹角均为α，整个空间存在磁感应强度为B的匀强磁场，磁场方向垂直导轨平面MNQP向上，长为L的金属棒ab、cd与导轨垂直放置且接触良好，其中ab光滑，cd粗糙，棒的质量均为m、电阻均为R．将ab由静止释放，在ab下滑至速度刚达到稳定的过程中，cd始终静止不动．若导轨电阻不计，重力加速度为g，则在上述过程中（　　）

A．ab棒做加速度减小的加速运动

B．ab棒下滑的最大速度为

mgRsinα

B2L2

C．cd棒所受摩擦力的最大值为mgsinαcosα

D．cd棒中产生的热量等于ab棒机械能的减少量

难度：中等

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8．（2016•上海模拟）如图．水平面内有一“∠”型光滑金属导轨COD，电阻不计，∠COD=45°．足够长直导体棒搁在导轨上，单位长度的电阻为r=0.5Ω，导体棒垂直OD．空间存在垂直于导轨平面的磁场，以O点为原点沿0D方向建立坐标轴，导轨间x＞0一侧存在沿x方向均匀增大的稳恒磁场，变化率为0.5T/m，O点磁感应强度B₀=1T．在外力作用下，棒以一定的初速度向右做直线运动，运动时回路中的电流强度保持不变．已知运动到图中x₁=1m位置时，速度大小v₁=2m/s，则回路中的电流强度大小为 A，从x₁=1m位置再向右运动1m的过程中，通过导体棒的电量为 C．

难度：中等

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9．如图所示，两根足够长的平行光滑金属轨MN、PQ水平放置，轨道间距为L，现有一个质量为m，长度为L的导体棒ab垂直于轨道放置，且与轨道接触良好，导体体棒和轨道电阻均可忽略不计．有一电动势为E，内阻为r的电源通过开关S连接到轨道左端，另有一个定值电阻R也连接在轨道上，且在定值电阻右侧存在着垂直于轨道平面的匀强磁场，磁感应强度的大小为B．现闭合开关S，导体棒ab开始运动，则下列叙述中正确的有（　　）

A．导体棒先做加速度逐渐减小的加速运动，当速度达到最大时导体棒中无电流

B．导体棒所能达到的最大速度为

(R+r)BL

C．导体棒稳定运动时电源的输出功率为

E2R

(R+r)B2L2

D．导体棒稳定运动时产生的感应电动势为E

难度：中等

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10．如图1所示，两根相距为L=2.0m的金属轨道固定于水平面上，导轨电阻不计，一根质量为m=1.0kg、长为L=2.0m、电阻为r=2.0Ω的金属棒两端放于导轨上，导轨与金属棒间的动摩擦因数为μ=0.20，棒与导轨的接触电阻不计．导轨左端连有阻值为R=4.0Ω的电阻，在电阻两端接有电压传感器并与计算机相连．有n段垂直导轨平面的宽度为c=3.0m，间距为d=2.0m 的匀强磁场，磁感强度大小为B=1.0T，方向垂直纸面向里．金属棒初始位于OO′处，与第一段磁场相距s=6.0m．（g取10m/s²）

（1）若金属棒向右的初速度v₀=3.0m/s，为使金属棒保持匀速直线运动一直向右穿过各磁场，需对金属棒施加一个水平向右的拉力，求金属棒进入磁场前拉力F₁ 的大小和进入磁场后拉力F₂的大小；
（2）在（1）问的情况下，求金属棒OO′开始运动到刚离开第10段磁场过程中，拉力所做的功；
（3）若金属棒初速度为零，现对棒施以水平向右的恒定拉力F=4.0N，使棒穿过各段磁场，发现计算机显示出的电压随时间以固定的周期做周期性变化，图象如图2所示（从金属棒进入第一段磁场开始计时，图中虚线与时间轴平行）．求金属棒每穿过一个磁场过程中回路中产生的焦耳热，以及金属棒从第10段磁场穿出时的速度．

难度：中等

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