【知识点详解】
1. **法拉第电磁感应定律**:题目中提到的“感应电动势”的概念来源于法拉第电磁感应定律,它指出通过导体框的磁通量的变化率与感应电动势成正比。选项D“穿过某导体框的磁通量变化率越大,该线框里的感应电动势就一定越大”符合这一定律。
2. **安培力与洛伦兹力**:第二题中涉及导体棒在磁场中的平衡问题,这是安培力与洛伦兹力的应用。当电流I流过导体棒并置于磁场B中,导体受到的力与I、B以及导体长度L的乘积成正比,同时还要考虑重力和斜面的角度。正确答案B和C中给出了使导体棒静止的条件。
3. **动态电路分析**:第三题涉及到电路中的电流和电压变化,当可变电阻5R滑动触点移动时,会影响电路的总电阻,进而影响电流表(AI)的读数和电压表(U)的读数。根据欧姆定律,电流与电压的关系以及电源内阻的影响,可以推断出电流和电压的变化趋势。
4. **带电粒子在磁场中的运动**:第四题讨论了带电小球在磁场和电场中运动的情况。小球从光滑轨道滑下进入板间后做直线运动,这表明洛伦兹力与重力平衡。当板间距离减小,电场力增大,若要保持直线运动,洛伦兹力需相应增加,所以小球可能需要从更低的位置滑下以获得更大的初速度,从而产生更大的洛伦兹力。
5. **楞次定律**:第五题考察了楞次定律,它规定感应电流产生的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化。当磁铁向下运动但未插入线圈时,根据楞次定律,线圈中感应电流的方向与磁铁产生的磁场方向相反,从而产生阻止磁铁接近的力,即磁铁与线圈相互排斥。
6. **电磁感应中的能量转换**:第六题中,金属杆在磁场中下滑,当开关S闭合后,可能形成回路,杆的速度与时间关系受到影响。闭合开关后,如果产生反电动势,杆的速度会因电磁阻力而减小,因此不可能出现速度持续增大的情况。
7. **磁场对金属杆的影响**:第七题中,金属杆在磁场中滑下,最终达到最大速度mu。如果B增大,磁力增大,会限制杆的速度,因此mu减小;如果a增大,重力分量增加,同样会减小mu;如果R变大,总电阻增加,杆将更快达到最大速度mu;如果m减小,重力减小,mu可能会增大。
8. **感应电动势与磁场变化**:第八题中的感应电动势E与磁场B随时间t的变化有关。磁感应强度B随时间线性减小,根据法拉第电磁感应定律,感应电动势E也应按相同规律变化,因此选项A正确,E与B成正比且随时间减小。
9. **自感现象**:第九题中的电路涉及到自感现象。闭合开关S时,由于线圈L的自感,电流不能立即建立,因此2L先亮,1L后亮;断开开关S时,线圈L会产生反电动势,使得电流逐渐减小,1L会比2L晚熄灭。
10. **电磁振荡的特性**:第十题涉及LC振荡电路。1t时刻电容器充电完毕,电流为0;2t时刻电容器放电完毕,电流达到最大;1t到2t时间内电流由0逐渐增大;3t到4t时间内,电流开始减小,直至再次变为0,完成一个完整的电磁振荡周期。
11. **电磁振荡与电流变化**:最后一题中未给出具体图象,但提及LC回路的电磁振荡。在LC振荡中,电流在电容器充放电过程中不断改变,电流的最大值发生在电容器完全放电或充电的瞬间。
这些题目涵盖了高中物理中的多个核心概念,包括电磁感应、安培力、洛伦兹力、动态电路分析、磁场对物体运动的影响、自感现象、电磁振荡以及相关的物理定律和定理。理解和掌握这些知识点对于解决此类物理问题至关重要。