知识点挑题 - 高中物理 - 优优班--学霸训练营

1．（2016•单县校级模拟）如图，固定在水平桌面上的“∠”型平行导轨足够长，间距L=1m，电阻不计．倾斜导轨的倾角θ=53°，并与R=2Ω的定值电阻相连．整个导轨置于磁感应强度B=5T、方向垂直倾斜导轨平面向上的匀强磁场中．金属棒ab、cd的阻值为R₁=R₂=2Ω，ab棒、cd棒的质量分别是m₁=2.5kg，m₂=1kg．ab与导轨间摩擦不计，cd与导轨间的动摩擦因数μ=0.3，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力．现让ab棒从导轨上某处由静止释放，当它滑至某一位置时，cd棒恰好开始滑动．（cos53°=0.6，sin53°=0.8，g=10m/s²）
（1）求此时通过ab棒的电流大小及方向；
（2）若这段时间内电阻R产生的焦耳热Q=2J，求ab棒下滑的距离；
（3）若ab棒无论从多高的位置释放，cd棒都不动，则ab棒质量应小于多少？

难度：中等

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2．如图甲所示，MN、PQ为间距L=0.5m足够长的平行导轨，NQ⊥MN，导轨的电阻均不计．导轨平面与水平面间的夹角θ=37°，NQ间连接有一个R=4Ω的电阻．有一匀强磁场垂直于导轨平面且方向向上，磁感应强度为B₀=1T，将一根质量为m=0.05kg的金属棒ab紧靠NQ放置在导轨上，且与导轨接触良好．现由静止释放金属棒，当金属棒滑行至cd处时达到稳定速度，已知在此过程中通过金属棒截面的电量q=0.2C，且金属棒的加速度a与速度v的关系如图乙所示，设金属棒沿导轨向下运动过程中始终与NQ平行．（取g=10m/s²，sin37°=0.6，cos37°=0.8）求：
（1）金属棒与导轨间的动摩擦因数μ和cd离NQ的距离S
（2）金属棒滑行至cd处的过程中，电阻R上产生的热量
（3）若将金属棒滑行至cd处的时刻记作t=0，从此时刻起，让磁感应强度逐渐减小，为使金属棒中不产生感应电流，则磁感应强度B应怎样随时间t变化（写出B与t的关系式）

难度：较难

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3．闭合电路中的电流根电源的电动势成正比，外电路的电阻之和成    （填“正比”或“反比”），这个结论叫闭合电路欧姆定律，在某一电路中，通过电阻R的电流为I，电阻为t时间内的焦耳热为Q，若仅使电流变为原来有2倍，则该电阻产生焦耳热变为    ．
A.4Q    B.
Q
4
     C.2Q   D.
Q
2
．

难度：中等

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4．

（2016•长春模拟）由法拉第电磁感应定律可知，若穿过某截面的磁通量为ϕ=ϕ_msinωt，则产生的感应电动势为e=ωϕ_mcosωt．如图所示，竖直面内有一个闭合导线框ACD（由细软电阻丝制成）端点A、D固定．在以水平线段AD为直径的半圆形区域内，有磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的有界匀强磁场．设导线框的电阻恒为r，圆的半径为R，用两种方式使导线框上产生感应电流．方式一：将导线上的C点以恒定角速度ω₁（相对圆心O）从A点沿圆弧移动至D点；方式二：以AD为轴，保持∠ADC=45°，将导线框以恒定的角速度ω₂转90°．则下列说法正确的是（　　）

A．方式一中，在C从A点沿圆弧移动到图中∠ADC=30°位置的过程中，通过导线截面的电量为

BR2

B．方式一中，在C沿圆弧移动到圆心O的正上方时，导线框中的感应电动势最大

C．若两种方式电阻丝上产生的热量相等，则

ω1

ω2

D．若两种方式电阻丝上产生的热量相等，则

ω1

ω2

难度：中等

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5．（2016•上海模拟）如图，矩形单匝导线框abcd的质量为m，电阻为R，其ab边长L₁、bc边长L₂，开始时线框静止于竖直平面内且ab边水平，线框下方一定距离处的一矩形区域内存在方向垂直于线框平面、磁感应强度大小为B的匀强磁场上、下边界均与线框ab边平行（磁场区域内的高度大于L₂），现将线框由静止起释放，设线框下落过程中ab边与磁场边界始终平行且方向水平，已知ab边刚进入磁场和刚穿出磁场时，线框都作减速直线运动，加速度大小均为
g
4
，而cd边出磁场前瞬间，线框加速度恰好为零，不计空气阻力，重力加速度为g．求：
（1）在线框进入磁场过程中，通过线框导线某一截面的电量q；
（2）在cd边刚进入磁场时，线框速度大小v；
（3）线框穿越磁场区域过程中，线框所产生的热量Q；
（4）磁场区域的高度H；
（5）线框从开始下落到离开磁场过程所经历的时间t．

难度：中等

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6．一个10欧姆的电阻工作时，通过它的电流是0.5A，此电阻在1分钟内产生的热量和发热的功率．

难度：较易

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7．（2016•丽水校级模拟）如图所示，金属导轨MN、PQ相距L=0.1m，导轨平面与水平面的夹角为37°，导轨电阻不计，导轨足够长．ef上方的匀强磁场垂直导轨平面向上，磁感应强度B₁=5T，ef下方的匀强磁场平行导轨平面向下，磁感应强度B₂=0.8T，导体棒ab、cd垂直导轨放置．已知ab棒接入电路的电阻R₁=0.1Ω，质量m₁=0.01kg，cd棒接入电路的电阻R₂=0.4Ω，质量m₂=0.01kg；两导体棒都恰好静止在导轨上．给ab棒一个平行于导轨向上的恒力F，当ab棒达到稳定速度时，cd棒与导轨间恰好没有作用力，在此过程中，通过cd棒横截面的电量q=0.1C，（已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力，两导体棒与导轨始终接触良好，sin37°=0.6，cos37°=0.8，取g=10m/s²，），求：
（1）cd棒与导轨间恰好没有作用力时，ab两端的电压U_ab；
（2）此过程中ab棒运动的位移大小；
（3）此过程中cd棒上产生的焦耳热．

难度：中等

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8．（2016•商丘校级模拟）质量为m=0.1kg的矩形金属线框ABCD，用两根相同劲度系数k=12.5N/m的绝缘轻弹簧悬挂起来，如图所示．线框长L_AB=L_CD=20.0cm，宽L_AC=L_BD=5.0cm．其电阻R_AB=R_CD=4Ω，R_AC=R_BD=1Ω，用两根细软导线（细软导线不影响线框运动）从AC、BD的中点接入电路．电源电动势E=10.0V，内阻r=1.5Ω．开关闭合时，线框静止在磁感应强度大小为B=4.0T、方向垂直纸面向里的匀强磁场中．此时线框的CD边距磁场边界6.0cm．（取g=10m/s²）求：
（1）通过线框AB边的电流大小；
（2）断开开关后，线框最终又处于静止状态，求出此过程中产生的焦耳热（忽略空气阻力的影响）

难度：中等

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