高中物理电火花计时器、电磁打点计时器试题

如图所示，水平面上有两根光滑金属导轨平行固定放置，导轨的电阻不计，间距为l =" O.5" m，左端通过导线与阻值R =3Ω的电阻连接，右端通过导线与阻值为R_L=6Ω的小灯泡L连接，在CDEF矩形区域内有竖直向上，磁感应强度B = O.2T的匀强磁场。一根阻值r =O.5Ω、质量m = O.2kg的金属棒在恒力F ="2" N的作用下由静止开始从AB位置沿导轨向右运动，经过t ="1" s刚好进入磁场区域。求金属棒刚进入磁场时：

金属棒切割磁场产生的电动势；
小灯泡两端的电压和金属棒受安培力。

如图所示，质量kg的小球，带有C的正电荷，套在一根与水平方向成角的足够长绝缘杆上。小球可以沿杆滑动，与杆间的动摩擦因数，这个装置放在磁感应强度T的匀强磁场中，求小球无初速释放后沿杆下滑的最大加速度和最大速度。（g=10m/s²）

如图所示，在距地面一定高度的地方以初速度向右水平抛出一个质量为m，带负电，带电量为Q的小球，小球的落地点与抛出点之间有一段相应的水平距离（水平射程），求：

若在空间加上一竖直方向的匀强电场，使小球的水平射程增加为原来的2倍，求此电场的场强的大小和方向；
若除加上上述匀强电场外，再加上一个与方向垂直的水平匀强磁场，使小球抛出后恰好做匀速直线运动，求此匀强磁场的磁感应强度的大小和方向。

如图所示，在竖直平面内固定的圆形绝缘轨道的圆心在O点、半径为r，内壁光滑，A、B两点分别是圆弧的最低点和最高点。该区间存在方向水平向右的匀强电场，一质量为m、带负电的小球在轨道内侧做完整的圆周运动（电荷量不变），经C点时速度最大，O、C连线与竖直方向的夹角θ=60°，重力加速度为g。
求小球所受到的电场力大小；
小球在A点速度v₀多大时，小球经B点时对轨道的压力最小？

如图所示，垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度随时间的变化率为DB/Dt＝k（为常量）．一边长为的线框，其电阻为R，线框有一半面积处于磁场区域中．则线框中感应电流的功率为____________；安培力随时间的变化率为____________．

如图所示，匀强磁场磁感应强度 B＝0.2T，磁场宽度 L＝0.3m， 一正方形金属框边长 ab＝0.1m， 每边电阻R＝0.2W，金属框在拉力F作用下以v＝10m/s的速度匀速穿过磁场区，其平面始终保持与磁感线方向垂直．求：

画出金属框穿过磁场区的过程中，金属框内感应电流i和a、b两端电压U_ab随时间t的变化图线（规定以adcba为正方向）；
金属框穿过磁场区域的过程中，拉力F做的功；
金属框穿过磁场区域的过程中，导线ab上所产生的热量．

右图中MN、GH为足够长光滑平行金属导轨，金属棒AB、CD垂直放在两导轨上，整个装置在同一水平面内。匀强磁场垂直于导轨所在的平面，方向如图。若给CD杆一个水平向右的速度，则

A．AB、CD最终都处于静止状态
B．AB、CD最终以相同的速度保持匀速直线运动状态
C．AB、CD最终保持匀速直线运动状态，但v_CD> v_AB
D．AB、CD不断做往复运动

如图所示，螺线管横截面积为S，线圈匝数为N，电阻为R₁，管内有水平向左的变化磁场。螺线管与足够长的平行金属导轨MN、PQ相连并固定在同一平面内，与水平面的夹角为q，两导轨间距为L。导轨电阻忽略不计。导轨处于垂直斜面向上、磁感应强度为B₀的匀强磁场中。金属杆ab垂直导轨，杆与导轨接触良好，并可沿导轨无摩擦滑动。已知金属杆ab的质量为m，电阻为R₂，重力加速度为g。忽略螺线管磁场对金属杆ab的影响、忽略空气阻力。

为使ab杆保持静止，求通过ab的电流的大小和方向；
当ab杆保持静止时，求螺线管内磁场的磁感应强度B的变化率；
若螺线管内方向向左的磁场的磁感应强度的变化率DB/Dt＝k（k＞0）。将金属杆ab由静止释放，杆将沿斜面向下运动。求当杆的速度为v时，杆的加速度大小。

如图（a）所示，间距为l、电阻不计的光滑导轨固定在倾角为θ的斜面上。在区域I内有方向垂直于斜面的匀强磁场，磁感应强度恒为B不变；在区域Ⅱ内有垂直于斜面向下的匀强磁场，其磁感应强度B_t的大小随时间t变化的规律如图（b）所示。t=0时刻在轨道上端的金属细棒ab从如图位置由静止开始沿导轨下滑，同时下端的另一金属细棒cd在位于区域I内的导轨上也由静止释放。在ab棒运动到区域Ⅱ的下边界EF之前，cd棒始终静止不动，两棒均与导轨接触良好。
已知cd棒的质量为m、电阻为R，ab棒的质量、阻值均未知，区域Ⅱ沿斜面的长度为l，在t=t_x时刻（t_x未知）ab棒恰好进入区域Ⅱ，重力加速度为g。求：

区域I内磁场的方向；
通过cd棒中的电流大小和方向；
ab棒开始下滑的位置离区域Ⅱ上边界的距离；
ab棒开始下滑至EF的过程中，回路中产生总的热量。
（结果用B、l、θ、m、R、g表示）

两根足够长的光滑平行直导轨MN、PQ与水平面成θ角放置，两导轨间距为L，M、P两点间接有阻值为R的电阻。一根质量为m的均匀直金属杆ab放在两导轨上，并与导轨垂直。整套装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面向上，导轨和金属杆接触良好，它们的电阻不计。现让ab杆由静止开始沿导轨下滑。
求ab杆下滑的最大速度v_m；
ab杆由静止释放至达到最大速度的过程中，电阻R产生的焦耳热为Q，求该过程中ab杆下滑的距离x及通过电阻R的电量q。

如图所示，一倾斜的金属框架上设有一根金属棒，由于摩擦力的作用，在没有磁场时金属棒可在框架上处于静止状态，从t₀时刻开始，给框架区域加一个垂直框架平面斜向上的逐渐增强的匀强磁场，则从t₀开始的一小段时间内，金属棒所受的摩擦力可能

A．不断增大；	B．不断减小；
C．先减小后增大；	D．先增大后减小

如图所示，两根足够长、电阻不计的光滑平行金属导轨相距为L = 1 m，导轨平面与水平面成θ=30°角，上端连接R=1.5Ω的电阻。质量为m="0.2" kg、阻值r=0.5Ω的金属棒ab放在两导轨上，与导轨垂直并接触良好，距离导轨最上端d =" 4" m，整个装置处于匀强磁场中。磁感应强度B的大小与时间t成正比，磁场的方向垂直导轨平面向上。金属棒ab在沿平行斜面方向的外力F作用下保持静止，当t = 2 s时外力F恰好为零（g =10 m/s²)。求t = 2 s时刻棒的热功率。

边长为h的正方形金属导线框，从图所示的初始位置由静止开始下落，通过一匀强磁场区域，磁场方向垂直于线框平面，磁场区宽度等于H，H＞h。从线框开始下落到完全穿过磁场区的整个过程中

A．线框中总是有感应电流存在

B．线框受到的磁场力的合力的方向有时向上，有时向下

C．线框运动的方向始终是向下的

D．线框速度的大小不一定总是在增加

两根相距L=0．5m的足够长的金属导轨如图甲所示放置，他们各有一边在同一水平面上，另一边垂直于水平面。金属细杆ab、cd的质量均为m=50g，电阻均为R=1．0Ω，它们与导轨垂直接触形成闭合回路，杆与导轨之间的动摩擦因数μ=0．5，导轨电阻不计。整个装置处于磁感应强度大小B=1．0T、方向竖直向上的匀强磁场中。当ab杆在平行于水平导轨的拉力F作用下沿导轨向右运动时，从某一时刻开始释放cd杆，并且开始计时，cd杆运动速度随时间变化的图像如图乙所示（在0～1．0s和2．0~3．0s内，cd做匀变速直线运动）。
求在0~1．0s时间内，回路中感应电流的大小；
求在0～3．0s时间内，ab杆在水平导轨上运动的最大速度；
已知1．0～2．0s内，ab杆做匀加速直线运动，在图丙中画出在0～3．0s内，拉力F随时间变化的图像。（不需要写出计算过程，只需画出图线）

如图所示，粗糙的平行金属导轨倾斜放置，导轨间距l=1m，导轨电阻不计，顶端QQ′之间连接一个阻值为R=1.5Ω的电阻和开关S，底端PP′处有一小段水平轨道相连，匀强磁场B垂直于导轨平面。断开开关S，将一根电阻不计质量为m=4kg的金属棒从AA′处由静止开始滑下，落在水平面上的FF′处；闭合开关S，将金属棒仍从AA′处由静止开始滑下，落在水平面上的EE′处；开关S仍闭合，金属棒从另一位置CC′处由静止开始滑下，仍落在水平面上的EE′处。（忽略金属棒经过PP′处的能量损失，金属棒始终与导轨垂直接触良好）测得相关数据为s=2m，h=5m，x₁=2m，x₂=1.5m，下列说法正确的是（   ）

A．S断开时，金属棒沿斜面下滑的加速度为1m/s^2

B．CC′一定在AA′的上方

C．B=2T

D．从AA＇处释放时，电阻R上产生的热量为3.5J