知识点挑题 - 高中物理 - 优优班--学霸训练营

1．
如图所示，两根足够长平行金属导轨\(MN\)、\(PQ\)固定在倾角\(θ=37^{\circ}\)的绝缘斜面上，顶部接有一阻值\(R=3Ω\)的定值电阻，下端开口，轨道间距\(L=lm.\)整个装置处于磁感应强度\(B=2T\)的匀强磁场中，磁场方向垂直斜面向上，质量\(m=lkg\)的金属棒\(ab\)置于导轨上，\(ab\)在导轨之间的电阻\(r=1Ω\)，电路中其余电阻不计。金属棒\(ab\)由静止释放后沿导轨运动时始终垂直于导轨且与导轨接触良好。已知金属棒\(ab\)与导轨间动摩擦因数\(μ=0.5\)，不计空气阻力，\(\sin 37^{\circ}=0.6\)，\(\cos 37^{\circ}=0.8\)，取\(g=10m/s^{2}.\)求：
\((1)\)金属棒\(ab\)沿导轨向下运动的最大速度\(v_{m}\)；
\((2)\)金属棒\(ab\)达到最大速度后，电阻\(R\)上再产生\(Q_{R}=1.5J\)的内能的过程中，\(ab\)杆下滑的距离\(x\)。

难度：较易

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2．

两根足够长的光滑导轨竖直放置，间距为\(L\)，底端接阻值为\(R\) 的电阻。将质量为\(m\)的金属棒悬挂在一个固定的轻弹簧下端，金属棒和导轨接触良好，导轨所在平面与磁感应强度为\(B\) 的匀强磁场垂直，如图所示。除电阻\(R\) 外其余电阻不计。现将金属棒从弹簧原长位置由静止释放。则\((\)　　\()\)

A．释放瞬间金属棒的加速度等于重力加速度\(g\)

B．金属棒的速度为\(v\)时。所受的安培力大小为\(F= \dfrac {B^{2}L^{2}v}{R}\)

C．金属棒向下运动时，流过电阻\(R\) 的电流方向为\(a→b\)

D．电阻\(R\) 上产生的总热量等于金属棒重力势能的减少量

难度：较易

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3．
如图所示，两根足够长且平行的光滑金属导轨所在平面与水平面成\(α=53^{\circ}\)角，导轨间接一阻值为\(3Ω\)的电阻\(R\)，导轨电阻忽略不计。在两平行虚线间有一与导轨所在平面垂直的匀强磁场，磁场区域的宽度为\(d=0.5m.\)导体棒\(a\)的质量为\(m_{1}=0.1kg\)、电阻为\(R_{1}=6Ω\)；导体棒\(b\)的质量为\(m_{2}=0.2kg\)、电阻为\(R_{2}=3Ω\)，它们分别垂直导轨放置并始终与导轨接触良好。现从图中的\(M\)、\(N\)处同时将\(a\)、\(b\)由静止释放，运动过程中它们都能匀速穿过磁场区域，且当\(a\)刚出磁场时\(b\)正好进入磁场。\((\sin 53^{\circ}=0.8,\cos 53^{\circ}=0.6,g\)取\(10m/s^{2}\)，\(a\)、\(b\)电流间的相互作用不计\()\)，求：
\((1)\)在\(b\)穿越磁场的过程中\(a\)、\(b\)两导体棒上产生的热量之比；
\((2)\)在\(a\)、\(b\)两导体棒穿过磁场区域的整个过程中，装置上产生的热量；
\((3)M\)、\(N\)两点之间的距离。

难度：中等

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4．
某装置的俯视图如图所示，\(MN\)和\(PQ\)是两根固定在同一水平面上的足够长且电阻不计的平行金属导轨。两导轨间距为\(L=0.8m\)，其间有一个方向垂直水平面竖直向下的匀强磁场\(B_{1}=5.0T.\)导轨上\(NQ\)之间接一电阻\(R_{1}=3Ω\)，阻值为\(R_{2}=lΩ\)的金属杆垂直导轨放置并与导轨始终保持良好接触，两导轨右端通过金属导线分别与电容器\(C\)的两极相连。绝缘弹性圆筒固定，\(O\)是圆筒的圆心，圆筒的内半径\(r=0.1m\)，筒内有垂直水平面竖直向下的匀强磁场\(B_{2}\)，圆筒壁光滑。

\((1)\)用一个力拉金属杆向左运动，则电容器\(C\)的下极板带正电还是带负电？
\((2)\)用一个方向平行于\(MN\)水平向左且功率恒定为\(P=70W\)的外力\(F\)拉金属杆，使杆从某一较小初速度开始向左运动。已知杆受到的擦阻力大小恒为\(F_{f}=6N\)，求：当金属杆最终匀速运动时杆的速度大小及电阻\(R_{1}\)消耗的电功率？
\((3)\)当金属杆以\(v=2m/s\)的速度匀速向左运动时，电容器\(C\)内紧靠极板的\(D\)处的一个带电粒子\((\)初速度为零\()\)经\(C\)加速后从\(α\)孔垂直磁场\(B_{2}\)并正对着圆心\(O\)进入筒中，该带电粒子与圆筒壁碰撞二次后恰好又从小孔\(α\)射出圆筒。已知该带电粒子每次与筒壁发生碰撞时电量和能量都不损失，粒子的比荷为\(q/m=l×l0^{4}C/kg\)，不计粒子的重力和空气阻力。求磁感应强度\(B_{2}\)的大小？

难度：较易

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5．
如下图所示，两根互相平行的光滑金属导轨位于水平面内，相距为\(L=0.5m\)，在导轨的一端接有阻值为\(R=0.8Ω\)的电阻，在\(x\geqslant 0\)一侧存在一与水平面垂直的均匀磁场，磁感应强度\(B=2T.\)一质量\(m=2kg\)的金属杆垂直放置在导轨上，金属杆的电阻\(r=0.2Ω\)，导轨电阻不计。当金属杆以\(v_{0}=1m/s\)的初速度进入磁场的同时，受到一个水平向右的外力作用，且外力的功率恒为\(P=36W\)，经过\(2s\)金属杆达到最大速度。求：
\((1)\)金属杆达到的最大速度\(v_{m}\)
\((2)\)在这\(2s\)时间内回路产生的热量\(Q\)。

难度：较易

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6．

如图所示，在线圈上端放置一盛有冷水的金属杯，现接通交流电源，过了几分钟，杯内的水沸腾起来\(.\)若要缩短上述加热时间，下列措施可行的有\((\)　　\()\)

A．增加线圈的匝数

B．将金属杯换为瓷杯

C．提高交流电源的频率

D．取走线圈中的铁芯

难度：较易

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7．
如图所示，处于匀强磁场中的两根足够长、电阻不计的平行金属导轨相距\(1.0m\)，导轨平面与水平面成\(θ=37^{\circ}\)角，下端连接阻值为\(R\)的电阻。匀强磁场方向与导轨平面垂直。质量为\(0.20kg\)，电阻不计的金属棒放在两导轨上，棒与导轨垂直并保持良好接触，它们之间的动摩擦因数为\(0.25\)。
\((1)\)求金属棒沿导轨由静止开始下滑时的加速度大小；
\((2)\)当金属棒下滑速度达到稳定时，电阻\(R\)消耗的功率为\(8.0W\)，求该速度的大小；
\((3)\)在上问中，若\(R=2.0Ω\)，金属棒中的电流方向由\(a\)到\(b\)，求磁感应强度的大小和方向。\((g=10m/s^{2},\sin 37^{\circ}=0.60,\cos 37^{\circ}=0.80)\)

难度：较易

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8．
如图所示，矩形导线框\(abcd\)，质量\(m=0.4㎏\)，电阻\(r=3.2Ω\)，边长\(L_{1}=2.0m\)，\(L_{2}=0.8m.\)其下方距\(cd\)边\(h=0.8m\)处有一个仅有水平上边界\(PQ\)的匀强磁场，磁感应强度\(B=0.8T\)，方向垂直于纸面向里。现使线框从静止开始自由下落，下落过程中\(ab\)边始终水平，且\(ab\)边进入磁场前的某一时刻，线框便开始匀速运动。不计空气阻力，取\(g=10m/s^{2}\)。
\((1)\)计算\(cd\)边进入磁场时受到的安培力；
\((2)\)求线框匀速运动的速度大小；
\((3)\)求线框进入磁场过程中产生的电热。

难度：难

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9．

如图，由某种粗细均匀的总电阻为\(3R\)的金属条制成的矩形线框\(abcd\)，固定在水平面内且处于方向竖直向下的匀强磁场\(B\)中\(.\)一接入电路电阻为\(R\)的导体棒\(PQ\)，在水平拉力作用下沿\(ab\)、\(dc\)以速度\(v\)匀速滑动，滑动过程\(PQ\)始终与\(ab\)垂直，且与线框接触良好，不计摩擦\(.\)在\(PQ\)从靠近\(ad\)处向\(bc\)滑动的过程中\((\)　　\()\)