高考物理必备——物理电磁学训练题集(三)

高考物理必备——物理电磁学训练题集(三) 物理电磁学训练题集 (三) 1、如图所示，矩形区域?和?内存在分别为方向垂直于纸面向外和? ? AB C D 向里的匀强磁场(AA′、BB′、CC′、DD′为磁场边界，四者相互B B B B 平行)，磁感应强度大小均为B，矩形区域的长度足够长，磁场宽度 α 及BB′、CC′之间的距离相同。某种带正电的粒子从AA′上的O1 O1 O2处以大小不同的速度沿与OA成α,30?角进入磁场(如图所示，不1 计粒子所受重力)，当粒子的速度小于某一值时，粒子在区域?内的运动时间均为t;当速度为V时，粒子在区域?内的运动时间为t/5。A′ B′ C′ 000D′ d d d 求: q(1)粒子的比荷; m (2)磁场区域?和?的宽度d; (3)速度为V的粒子从O到DD′所用的时间。 01 h,0.05m2、在质量为的小车上, 竖直固定着一个质量为，高、总电阻M,1kgm,0.2kgR,100,n,100l、 匝矩形线圈，且小车与线圈的水平长度相同。现线圈和小车一起在光 B,1.0T滑的水平面上运动，速度为，随后穿过与线圈平面垂直，磁感应强度的v,10m/s1 水平有界匀强磁场，方向垂直纸面向里，如图(1)所示。已知小车运动(包括线圈)的速度随v 变化的图象如图(2)所示。求: 车的位移sv,s dl(1)小车的水平长度和磁场的宽度 s,10cmI(2)小车的位移时线圈中的电流大小以及此时小车的加速度 a -1 / (3)线圈和小车通过磁场的过程中线圈电阻的发热量 v m s Q ? 1 d0 l5 B h v0 图(1) 010 20 30 40 s B /cm 50 图(2) 3、(1)如图所示，一导线弯成半径为a的半圆形闭合回路。 虚线MN右侧有磁感应强度为B的匀强磁场。方向垂直于图(2) 回路所在的平面。回路以速度v向右匀速进入磁场，直径CD始络与MN垂直。从D点到达边界开始到C点进入磁场为止，下列结论正确的是( ) M A(感应电流方向不变 B(CD段直线始终不受安培力 C D C(感应电动势最大值E,Bav B 1EBav,,D(感应电动势平均值 v 4N (2)如图所示，MN是纸面内的一条直线，其所在空间充满与 纸面平行的匀强电场或与纸面垂直的匀强磁场(场区都足够大)，现有一个重力不计的带电粒子从MN上的O点以水平初速度v射入场区，下列判断正确的是:( ) 0 A(如果粒子回到MN上时速度增大，则该空间存在的场一定是电场。 B(如果粒子回到MN上时速度大小不变，则该空间存在的场可能是电场。 - 1 - C(若只改变粒子的初速度大小，发现粒子再回到MN上时与其所成的锐角夹角不变，则该空间存在的场一定是磁场。 D(若只改变粒子的初速度大小，发现粒子再回到MN上所用的时间不变，则该空间存在的场一定是磁场。 4、如图所示，A、B是两块竖直放置的平行金属板，相距为2L，分别带有等量的负、正电荷，在两板间形成电场强度大小为E的匀强电场。A板上有一小孔(它的存在对两板间匀强电场分布的影响可忽略不计)，孔的下沿右侧有一条与板垂直的水平光滑绝缘轨道，一个质量为，m电荷量为的小球(可视为质点)， 在外力作用下静止在轨道的中点P处。孔的下沿q(q,0) 左侧也有一与板垂直的水平光滑绝缘轨道，轨道上距A板L处有一固定档板，长为L的轻弹簧左端固定在挡板上，右端固定一块轻小的绝缘材料制成的薄板Q。撤去外力释放带电小粒，它将在电场力作用下由静止开始向左运动，穿过小孔后(不与金属板A接触)与薄板Q一起压缩弹簧，由于薄板Q及弹簧的质量都可以忽略不计，可认为小球与Q接触过程中不损失机械能。小球从接触 Q开始，经历时间T第一次把弹簧压缩至最短，然后又被弹簧弹回。由于薄0 板Q的绝缘性能有所欠缺，使得小球每次离开Q瞬间，小球的电荷量都损失一部分，而变成 1(k,1)刚与Q接触时小球电荷量的。求: k (1)小球第一次接触Q时的速度大小; (2)假设小球第次弹回两板间后向右运动的最远处没有到达B板，试导出n 小球从第次接触 Q，到本次向右运动至最远处的时间T的 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 达式; nn k,2(3)若，且小孔右侧的轨道粗糙与带电小球间的滑动摩擦力为 qEf,，试求带电小球最终停止的位置距P点的距离。 4 5、如图甲所示，空间存在B=0.5T、方向竖直向下的匀强磁场，MN、PQ是处于同一水平面内相互平行的粗糙长直导轨，间距L=0.2m，R是连接在导轨一端的电阻，ab是跨接在导轨上质量为m=0.1kg的导体棒.从零时刻开始，通过一小型电动机对ab棒施加一个牵引力，方向水平向左，使其从静止开始沿导轨做加速运动，此过程中棒始终保持与导轨垂直且接触良好.图乙是棒的v-t图象，其中OA段是直线，AC段是曲线，CD段是曲线的渐进线，小型电动机在12s末达到额定功率P=4.5W，此后保持功率不变，在t=17s时，导体棒达到最大速度10m/s.除R 2外，其余部分电阻均不计，g=10m/s. (1)求导体棒ab在0,12s内的加速度大小; (2)求导体棒与导轨间的动摩擦因数μ及电阻R的阻值; (3)若导体棒ab从0,17s内共发生位移100m，试求12,17s内， R上产生的热量是多少. - 2 - ′ ′离开区域?，只能从AA边离开区域?。则无论1、(1)若速度小于某一值时粒子不能从BB 粒子速度大小，在区域?中运动的时间相同。轨迹如图所示(图中只画了一个粒子的轨 o迹)。则粒子在区域?内做圆周运动的圆心角为φ=300， 1 2v由Bqv= (1分) mR? ? AB C D B 2,RB B B (1分) ,Tv 5α t,T -(1分) 06 O O12 q5, 解得: ------(1分) ,m3tB0 (2)速度为v时粒子在区域I内的运动0A′ B′ C′ D′ d d d t0时间为， 5 设轨迹所对圆心角为φ。 2 tTT0,,t,, 由 201252,, 10,,,,60得: (2分) 215′′ ′ 所以其圆心在BB上，穿出BB时速度方向与BB垂直，其轨迹如图所示，设轨道半径为R 2v0由 qvBm,0R 3t33vtmv0000得: ,,(2分) dRsin60R,,v,5,qB10 t0 (3)区域I、?宽度相同，则粒子在区域I、?中运动时间均为， 5 33td′ 0, 穿过中间无磁场区域的时间为t=(1分) v,100 33t20总时间为t,t，(1分) 0510, s,5cm2、(1) 由图可知，从开始，线圈进入磁场，线圈中有感应电流，受安培力作用，小 s,15cmvs车做减速运动，速度随位移减小，当时，线圈完全进入磁场，线圈中感应电流 l,10cm消失，小车做匀速运动。因此小车的水平长度。(2分) s,30cmd,(30,5)cm,25cm当时，线圈开始离开磁场 ，则 (3分) - 3 - s,10cm(2)当时，由图象中可知线圈右边切割磁感线的速度 (1分) v,8m/s2 nBhvE2由闭合电路欧姆定律得线圈中的电流,, (2分) IRR 100，1，0.05，8解得 (2分) I,A,0.4A100 F,nBIh,100，1，0.4，0.05N,2N此时线圈所受安培力 (2分) F222小车的加速度 (2分) a,,m/s,1.67m/s(M，m)1.2 (3) 由图象可知，线圈左边离开磁场时，小车的速度为。(1分) v,2m/s3 线圈进入磁场和离开磁场时，克服安培力做功，线卷的动能减少，转化成电能消耗在线圈上产生电热。 122Q,(M，m)(v,v) (2分) 132 解得线圈电阻发热量Q=57.6J (1分) 3、(1)ACD (2)ABD 4、(1)设小球第一次接触Q的速度为v，接触Q前的加速度为a。 根据牛顿第二定律有 qE=ma (1分) 2 对于小球从静止到与Q接触前的过程，根据运动学公式有v=2al (2分) 2qEl 联立解得v=(2分) m (2)小球每次离开Q的速度大小相同，等于小球第一次与Q接触时速度大小 2qElv=(2分) m 设小球第n次离开Q向右做减速运动的加速度为a，速度由v减为零 n 所需时间为t，小球离开Q所带电荷量为q，则 nn qE=ma(1分)nn vt, (1分) nan qq,(1分) nnk mvntk, 联立解得(1分) nqE 小球从第n次接触Q，到本次向右运动至最远处的时间 - 4 - 2mln(2分) TTk,，20nqE (3)假设小球第1次弹回两板间后向右运动最远距A板距离为L，则 1 q 即 (2分) ()()0qEfLEfL,,，,LL,11k 假设小球第2次弹回两板间后向右运动最远距A板距离为L，则 2 qL()2()0qEfLfLEfL,,,，, 即 (3分) L,12222k qqEFEf,,,又因此时电场力，即带电小球可保持静止 (1分) 2k4 带电小球最终停止的位置距P点的距离为 L3 LLLL,,, (1分) 322 5、(1)由图象知12s末导体棒ab的速度为v1=9m/s，在0,12s内的加速度大小为 ,v9a,,,t12m/s2=0.75m/s2 (2分) (2)t1=12s时，导体棒中感应电动势为E1=BLv1 (1分) E1I,1R感应电流 (1分) 导体棒受到的安培力F1A=BI1L (1分) 22BLv1F,1AR即 PF,1v1此时电动机牵引力为 (1分) 22PBLv1,,,mg,mav1R由牛顿第二定律得 (2分) 由图象知17s末导体棒ab的最大速度为v2=10m/s，此时加速度为零，同理有 22PBLv2,,,mg,0v2R (2分) ,,0.2由??两式解得 ，R=0.4Ω (2分) v1s,t,54112(3)0,12s内，导体棒匀加速运动的位移 m (2分) - 5 - s,100,54,46212,17s内，导体棒的位移 m (2分) 1122Q,Pt,(mv,mv),,mgs221222由能量守恒得 (3分) 代入数据解得R上产生的热量 Q=12.35 J - 6 -