知识点挑题 - 高中物理 - 优优班--学霸训练营

1．
如图所示，两平行金属导轨间的距离\(L=0.40m\)，金属导轨所在的平面与水平面夹角\(θ=37º\)，在导轨所在平面内，分布着磁感应强度\(B=0.50T\)、方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场。金属导轨的一端接有电动势\(E=4.5V\)、内阻\(r=0.50Ω\)的直流电源。现把一个质量\(m=0.04kg\)的导体棒\(ab\)放在金属导轨上，导体棒恰好静止。导体棒与金属导轨垂直、且接触良好，导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻\(R_{0}=2.5Ω\)，金属导轨的其它电阻不计，\(g\)取\(10m/s^{2}\)。已知\(\sin 37º=0.6\)，\(\cos 37º=0.8\)，试求：

\((1)\)通过导体棒的电流；

\((2)\)导体棒受到的安培力大小；

\((3)\)导体棒受到的摩擦力的大小．

难度：较易

解析收藏试题篮
2．如图所示，一个质量为\(m\)、电阻不计、足够长的光滑\(U\)形金属框架\(MNPQ\)，位于光滑水平桌面上，分界线\(OO{{'}}\)分别与平行导轨\(MN\)和\(PQ\)垂直，两导轨相距\(L.\)在\(OO{{'}}\)的左右两侧存在着区域很大、方向分别为竖直向上和竖直向下的匀强磁场，磁感应强度的大小均为\(B.\)另有质量也为\(m\)的金属棒\(CD\)，垂直于\(MN\)放置在\(OO{{'}}\)左侧导轨上，并用一根细线系在定点\(A.\)已知细线能承受的最大拉力为\(T_{0}\)，\(CD\)棒接入导轨间的有效电阻为\(R;\)现从\(t=0\)时刻开始对\(U\)形框架施加水平向右的拉力\(F\)，使其从静止开始做加速度为\(a\)的匀加速直线运动．

\((1)\) 求从框架开始运动到细线断裂所需的时间\(t_{0}\)．

\((2)\) 若细线尚未断裂，求在\(t\)时刻水平拉力\(F\)的大小．

\((3)\) 若在细线断裂时，立即撤去拉力\(F\)，求此时框架的瞬时速度\(v_{0}\)和此后过程中回路产生的总热量\(Q\)．

难度：较难

解析收藏试题篮
3．
如图所示，两平行金属导轨\(MN\)、\(PQ\)固定在一绝缘水平面内，导轨电阻不计，间距为\(L\)，导轨平面处在一方向竖直向下的磁场中，两端\(M\)、\(P\)之间连接一阻值为\(R\)的定值电阻。质量为\(m\)、阻值为\(r\)的导体棒\(ab\)垂直导轨放置，且距\(MP\)端也为\(L\)。现对导体棒施加一水平外力，使之从静止开始以加速度\(a\)沿\(x\)轴的正方向运动。设棒的初始位置为坐标原点，平行导轨向右为\(x\)轴正方向，棒刚运动开始计时，试求：

\((1)\)若初始磁场的磁感应强度大小为\(B_{0}\)，为使棒在运动过程中始终无感应电流产生，则\(B\)随坐标\(x\)变化的规律；

\((2)\)若磁场的磁感应强度随时间变化的规律为\(B′=kt(k\)为正常数\()\)，则运动的棒在\(t_{0}\)时刻受到的拉力大小。

难度：难

解析收藏试题篮
4．

如图所示，光滑且足够长的平行金属导轨\(MN\)、\(PQ\)固定在竖直平面内，两导轨间的距离为\(L\)，导轨间连接一个定值电阻，阻值为\(R\)，导轨上放一质量为\(m\)，电阻为\(r= \dfrac{1}{2} R\)的金属杆\(ab\)，金属杆始终与导轨连接良好，其余电阻不计，整个装置处于磁感应强度为\(B\)的匀强磁场中，磁场的方向垂直导轨平面向里\(.\)重力加速度为\(g\)，现让金属杆从虚线水平位置处由静止释放．

\((1)\)求金属杆的最大速度\(v_{m}\)；
\((2)\)若从金属杆开始下落到刚好达到最大速度的过程中，金属杆下落的位移为\(x\)，经历的时间为\(t\)，为了求出电阻\(R\)上产生的焦耳热\(Q\)，某同学做了如下解答：
\(v= \dfrac{x}{t} ①I= \dfrac{BLv}{R+r} ②Q=I^{2}Rt③\)
联立\(①②③\)式求解出\(Q\)．
请判断该同学的做法是否正确；若正确请说明理由，若不正确请写出正确解答\(.\)
\((3)\)在金属杆达最大速度后继续下落的过程中，通过公式推导验证：在\(\triangle t\)时间内，重力对金属杆所做的功\(W_{G}\)等于电路获得的电能\(W_{电}\)，也等于整个电路中产生的焦耳热\(Q.\)

难度：难

解析收藏试题篮
5．
如图所示，一对光滑的平行金属导轨固定在同一水平面内，导轨间距\(L=0.5m\)，左端接有阻值\(R=0.3Ω\)的电阻，一质量\(m=0.1kg\)，电阻\(r=0.1Ω\)的金属棒\(MN\)放置在导轨上，整个装置置于竖直向上的匀强磁场中，磁场的磁感应强度\(B=0.2T\)，棒在水平向右的外力作用下，由静止开始以\(a=2m/s^{2}\)的加速度做匀加速运动，当棒的位移\(x=9m\)时撤去外力，棒继续运动一段距离后停下来，已知撤去外力前后回路中产生的焦耳热之比\(Q_{1}\)：\(Q_{2}=1\)：\(2\)，导轨足够长且电阻不计，棒在运动过程中始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触，求：
\((1)\)棒在匀加速运动过程中，通过电阻\(R\)的电荷量\(q\)；
\((2)\)金属棒\(MN\)做匀加速直线运动所需外力随时间变化的表达式；
\((3)\)外力做的功\(W_{F}\)．

难度：较难

解析收藏试题篮
6．
如图所示，一无限长的光滑金属平行导轨置于匀强磁场\(B\)中，磁场方向垂直导轨平面，导轨平面竖直且与地面绝缘，导轨上\(M\)、\(N\)间接一电阻\(R\)，\(P\)、\(Q\)端接一对沿水平方向的平行金属板，导体棒\(ab\)置于导轨上，其电阻为\(3R\)，导轨电阻不计，棒长为\(L\)，平行金属板间距为\(d.\)今导体棒通过定滑轮在一物块拉动下开始运动，稳定后棒的速度为\(v\)，不计一切摩擦阻力\(.\)此时有一带电量为\(q\)的液滴恰能在两板间做半径为\(r\)的匀速圆周运动，且速率也为\(v.\)求：
\((1)\)棒向右运动的速度\(v\)；
\((2)\)物块的质量\(m\)．

难度：难

解析收藏试题篮
7．
如图所示，两根相距为\(L\)的光滑金属导轨\(CD\)、\(EF\)固定在水平面内，并处在方向竖直向下的匀强磁场中，导轨足够长且电阻不计。在导轨的左端接入一阻值为\(R\)的定值电阻，将质量为\(m\)、电阻可忽略不计的金属棒\(MN\)垂直放置在导轨上。\(t=0\)时刻，\(MN\)棒与\(DE\)的距离为\(d\)，\(MN\)棒运动过程中始终与导轨垂直且接触良好，不计空气阻力。

\((1)\)金属棒\(MN\)以恒定速度\(v\)向右运动过程中
\(①\)若从\(t=0\)时刻起，所加的匀强磁场的磁感应强度\(B\)从\(B\)\({\,\!}_{0}\) 开始逐渐减小时，恰好使回路中不产生感应电流，试从磁通量的角度分析磁感应强度\(B\)的大小随时间\(t\)的变化规律；
\(②\)若所加匀强磁场的磁感应强度为\(B\)且保持不变，试从磁通量变化、电动势的定义、自由电子的受力和运动、或功能关系等角度入手，选用两种方法推导\(MN\)棒中产生的感应电动势\(E\)的大小；

\((2)\)为使回路\(DENM\)中产生正弦\((\)或余弦\()\)交变电流，请你展开“智慧的翅膀”，提出一种可行的设计方案，自设必要的物理量及符号，写出感应电动势瞬时值的表达式。

难度：较难

解析收藏试题篮
8．
如图所示，光滑的平行金属导轨水平放置，电阻不计，导轨间距为\(L\)，左侧接一阻值为\(R\)的电阻\(.\)区域\(cdef\)内存在垂直轨道平面向下的磁感应强度为\(B\)的匀强磁场\(.\)质量为\(m\)、电阻为\(r\)的导体棒\(MN\)垂直于导轨放置，并与导轨接触良好\(.\)棒\(MN\)在平行于轨道的水平拉力作用下，由静止开始做加速度为\(a\)匀加速度直线运动运动并开始计时，求：
\((1)\)棒位移为\(s\)时的速度及此时\(MN\)两端的电压；
\((2)\)棒运动时间\(t\)内通过电阻\(R\)的电量；
\((3)\)棒在磁场中运动过程中拉力\(F\)与时间\(t\)的关系；
\((4)\)若撤去拉力后，棒的速度随位移\(s\)的变化规律满足\(v=v_{0}-cs\)，\((c\)为已知的常数\()\)，撤去拉力后棒在磁场中运动距离为\(d\)时恰好静止，则拉力作用的时间为多少？

难度：中等

解析收藏试题篮
9．如图所示，无限长金属导轨 \(EF\)、 \(PQ\)固定在倾角为 \(θ\)\(=53^{\circ}\)的光滑绝缘斜面上，轨道间距 \(L\)\(=1 m\)，底部接入一阻值为 \(R\)\(=0.4Ω\)的定值电阻，上端开口。垂直斜面向上的匀强磁场的磁感应强度 \(B\)\(=2T\)。一质量为 \(m\)\(=0.5kg\)的金属棒 \(ab\)与导轨接触良好， \(ab\)与导轨间动摩擦因数 \(μ\)\(=0.2\)， \(ab\)连入导轨间的电阻 \(r\)\(=0.1Ω\)，电路中其余电阻不计。现用一质量为 \(M\)\(=2.86kg\)的物体通过一不可伸长的轻质细绳绕过光滑的定滑轮与 \(ab\)相连。由静止释放 \(M\)，当 \(M\)下落高度 \(h\)\(=2.0 m\)时， \(ab\)开始匀速运动\((\)运动中 \(ab\)始终垂直导轨，并接触良好\()\)。不计空气阻力，\(\sin 53^{\circ}=0.8\)，\(\cos 53^{\circ}=0.6\)，取 \(g\)\(=10m/s^{2}\)。求：

\((1)\)\(ab\)棒沿斜面向上运动的最大速度\(v_{m}\)；
\((2)\)\(ab\)棒从开始运动到匀速运动的这段时间内电阻\(R\)上产生的焦耳热\(Q_{R}\)和流过电阻\(R\)的总电荷量\(q\)。

难度：较难

解析收藏试题篮
10．
如图所示，两条平行的光滑金属导轨相距\(L\)\(=1 m\)，金属导轨由倾斜与水平两部分组成，倾斜部分与水平方向的夹角为\(θ\)\(=37^{\circ}\)，整个装置处在竖直向上的匀强磁场中。金属棒\(EF\)和\(MN\)的质量均为\(m\)\(=0.2 kg\)，电阻均为\(R\)\(=2 Ω\)。\(EF\)置于水平导轨上，\(MN\)置于倾斜导轨上，两根金属棒均与导轨垂直且接触良好\(.\)现在外力作用下使\(EF\)棒以速度\(v\)\({\,\!}_{0}=4 m/s\)向左匀速运动，\(MN\)棒恰能在斜面导轨上保持静止状态，倾斜导轨上端接一阻值为\(R\)\(=2 Ω\)的定值电阻。求：

\((1)\)磁感应强度\(B\)的大小；

\((2)\)若将\(EF\)棒固定不动，将\(MN\)棒由静止释放，\(MN\)棒沿斜面下滑距离\(d\)\(=5 m\)时达稳定速度，求此过程中通过\(MN\)棒的电荷量。

难度：较难

解析收藏试题篮

0/40

进入组卷