届高考物理一轮复习专题22电学计算题名校试题汇编学生版Word下载.docx
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(2)当A、B一起向上运动t0时间时,A、B间的细线突然断开,求从初始的静止状态开始经过2t0时间,B球电势能的变化量.
3.(2019·
广东省韶关市调研)如图所示,在无限长的竖直边界AC和DE间,上、下部分分别充满方向垂直于平面ADEC向外的匀强磁场,上部分区域的磁感应强度大小为B0,OF为上、下磁场的水平分界线.质量为m、带电荷量为+q的粒子从AC边界上与O点相距为a的P点垂直于AC边界射入上方磁场区域,经OF上的Q点第一次进入下方磁场区域,Q与O点的距离为3a.不考虑粒子重力.
(1)求粒子射入时的速度大小;
(2)要使粒子不从AC边界飞出,求下方磁场区域的磁感应强度B1应满足的条件;
(3)若下方区域的磁感应强度B=3B0,粒子最终垂直DE边界飞出,求边界DE与AC间距离的可能值.
4.(2019·
河南省商丘市模拟)如图所示,在xOy坐标系的第二象限内有水平向右的匀强电场,第四象限内有竖直向上的匀强电场,两个电场的场强大小相等,第四象限内还有垂直于纸面的匀强磁场,让一个质量为m、带电荷量为q的粒子在第二象限内的P(-L,L)点由静止释放,结果粒子沿直线运动到坐标原点并进入第四象限,粒子在第四象限内运动后从x轴上的Q(L,0)点进入第一象限,重力加速度为g,求:
(1)粒子从P点运动到坐标原点的时间;
(2)匀强磁场的磁感应强度的大小和方向。
5.(2019·
山东省日照市一模)如图所示,在坐标系xOy平面的x>
0区域内,存在电场强度大小E=2×
105N/C、方向垂直于x轴的匀强电场和磁感应强度大小B=0.2T、方向与xOy平面垂直向外的匀强磁场.在y轴上有一足够长的荧光屏PQ,在x轴上的M(10,0)点处有一粒子发射枪向x轴正方向连续不断地发射大量质量m=6.4×
10-27kg、电荷量q=3.2×
10-19C的带正电粒子(重力不计),粒子恰能沿x轴做匀速直线运动.若撤去电场,并使粒子发射枪以M点为轴在xOy平面内以角速度ω=2πrad/s顺时针匀速转动(整个装置都处在真空中).
(1)判断电场方向,求粒子离开发射枪时的速度;
(2)带电粒子在磁场中运动的轨迹半径;
(3)荧光屏上闪光点的范围距离;
(4)荧光屏上闪光点从最低点移动到最高点所用的时间.
6.(2019·
福建省南平市适应性检测)如图,在平面直角坐标系xOy中,x轴上方存在沿y轴负方向的匀强电场,电场强度为E,x轴下方存在垂直坐标系平面向外的匀强磁场,磁感应强度为B.一个静止的带正电粒子位于y轴正半轴的A(0,h)点,某时刻由于内部作用,分裂成两个电荷量都为+q的粒子a和b,分别沿x轴正方向和负方向进入电场.已知粒子a的质量为m,粒子a进入第一象限的动量大小为p.设分裂过程不考虑外力的作用,在电场与磁场中的运动过程不计粒子重力和粒子间的相互作用.求:
(1)粒子a第一次通过x轴时离原点O的距离x;
(2)粒子a第二次通过x轴时与第一次通过x轴时两点间的距离L.
7.(2019·
吉林省吉林市第二次调研)如图甲所示,一边长L=2.5m、质量m=0.5kg的正方形金属线框,放在光滑绝缘的水平面上,整个装置处在方向竖直向上、磁感应强度B=0.8T的匀强磁场中,它的一边与磁场的边界MN重合.在水平力F作用下由静止开始向左运动,经过5s线框被拉出磁场.测得金属线框中的电流随时间变化的图象如图乙所示,在金属线框被拉出的过程中,
(1)求通过线框的电荷量及线框的总电阻;
(2)分析线框运动性质并写出水平力F随时间变化的表达式;
(3)已知在这5s内力F做功1.92J,那么在此过程中,线框产生的焦耳热是多少.
8(2018·
江西省十所省重点高中二模)如图所示,在纸面内有两个磁感应强度大小均为B、方向相反的匀强磁场,虚线等边三角形ABC为两磁场的理想边界.已知三角形ABC边长为L,虚线三角形内为方向垂直纸面向外的匀强磁场,三角形外部的足够大空间为方向垂直纸面向里的匀强磁场.一电荷量为+q、质量为m的带正电粒子从AB边中点P垂直AB边射入三角形外部磁场,不计粒子的重力和一切阻力,试求:
(1)要使粒子从P点射出后在最短时间内通过B点,则从P点射出时的速度v0为多大?
(2)满足
(1)问的粒子通过B后第三次通过磁场边界时到B的距离是多少?
(3)满足
(1)问的粒子从P点射入外部磁场到再次返回到P点的最短时间为多少?
画出粒子的轨迹并计算.
9.(2018·
福建省南平市适应性检测)如图所示,一对平行的粗糙金属导轨固定于同一水平面上,导轨间距L=0.2m,左端接有阻值R=0.3Ω的电阻,右侧平滑连接一对弯曲的光滑轨道.仅在水平导轨的整个区域内存在竖直向上的匀强磁场,磁感应强度大小B=1.0T.一根质量m=0.2kg、电阻r=0.1Ω的金属棒ab垂直放置于导轨上,在水平向右的恒力F作用下从静止开始运动,当金属棒通过位移x=9m时离开磁场,在离开磁场前已达到最大速度.当金属棒离开磁场时撤去外力F,接着金属棒沿弯曲轨道上升到最大高度h=0.8m处.已知金属棒与导轨间的动摩擦因数μ=0.1,导轨电阻不计,棒在运动过程中始终与导轨垂直且与导轨保持良好接触,取g=10m/s2.求:
(1)金属棒运动的最大速率v;
(2)金属棒在磁场中速度为
时的加速度大小;
(3)金属棒在磁场区域运动过程中,电阻R上产生的焦耳热.
10.(2018·
辽宁省大连市第二次模拟)如图甲所示,将一倾角θ=37°
的粗糙绝缘斜面固定在地面上,空间存在一方向沿斜面向上的匀强电场.一质量m=0.2kg,带电荷量q=2.0×
10-3C的小物块从斜面底端静止释放,运动0.1s后撤去电场,小物块运动的v-t图象如图乙所示(取沿斜面向上为正方向),g=10m/s2.(sin37°
=0.8),求:
(1)电场强度E的大小;
(2)小物块在0~0.3s运动过程中机械能增加量.
11.(2018·
陕西省西安一中一模)一质量为m的带电小球以速度v0沿竖直方向从A点垂直进入匀强电场E中,如图所示,经过一段时间后到达B点,其速度变为水平方向,大小仍为v0,重力加速度为g,求:
(1)小球带电情况;
(2)小球由A到B的位移;
(3)小球速度的最小值.
12.(2018·
闽粤期末大联考)如图所示,在沿水平方向的匀强电场中有一固定点O,用一根长度为L=0.4m的绝缘细线把质量为m=0.20kg,带有q=6.0×
10-4C正电荷的金属小球悬挂在O点,小球静止在B点时细线与竖直方向的夹角为θ=37°
.已知A、C两点分别为细线悬挂小球的水平位置和竖直位置,求:
(g取10m/s2,sin37°
=0.8)
(1)A、B两点间的电势差UAB.
(2)将小球拉至位置A使细线水平后由静止释放,小球通过最低点C时细线对小球的拉力F的大小.
(3)如果要使小球能绕O点做完整的圆周运动,则小球在A点时沿垂直于OA方向运动的初速度v0的大小.
13.(2018·
安徽省皖南八校第二次联考)如图,一质量为m1=1kg,带电荷量为q=+0.5C的小球以速度v0=3m/s,沿两正对带电平行金属板(板间电场可看成匀强电场)左侧某位置水平向右飞入,极板长0.6m,两极板间距为0.5m,不计空气阻力,小球飞离极板后恰好由A点沿切线落入竖直光滑圆弧轨道ABC,圆弧轨道ABC的形状为半径R<
3m的圆截去了左上角127°
的圆弧,CB为其竖直直径,在过A点竖直线OO′的右边界空间存在竖直向下的匀强电场,电场强度为E=10V/m.(取g=10m/s2)求:
(1)两极板间的电势差大小U;
(2)欲使小球在圆弧轨道运动时不脱离圆弧轨道,求半径R的取值应满足的条件.
14.(2018·
四川省乐山市第一次调研)如图所示,AB是位于竖直平面内、半径R=0.5m的
圆弧形的光滑绝缘轨道,其下端点B与水平绝缘轨道平滑连接,整个轨道处在水平向左的匀强电场中,电场强度E=5×
103N/C.今有一质量为m=0.1kg、带电荷量q=+8×
10-5C的小滑块(可视为质点)从A点由静止释放.若已知滑块与水平轨道间的动摩擦因数μ=0.05,取g=10m/s2,求:
(1)小滑块第一次经过圆弧形轨道最低点B时对B点的压力;
(2)小滑块在水平轨道上向右滑过的最大距离;
(3)小滑块最终运动情况.
15.(2018·
天津市部分区上学期期末)如图甲所示,固定的两光滑导体圆环相距1m.在两圆环上放一导体棒,圆环通过导线与电源相连,电源的电动势为3V,内阻为0.2Ω.导体棒质量为60g,接入电路的电阻为1.3Ω,圆环电阻不计,匀强磁场竖直向上.开关S闭合后,棒可以静止在圆环上某位置,该位置对应的半径与水平方向的夹角为θ=37°
,如图乙所示,(g取10m/s2,sin37°
=0.8)求:
(1)棒静止时受到的安培力的大小;
(2)匀强磁场的磁感应强度的大小.
16.(2018·
山东省菏泽市上学期期末)如图所示,在倾角为θ=37°
的斜面上,固定一宽为L=1.0m的平行金属导轨.现在导轨上垂直导轨放置一质量m=0.4kg、电阻R0=2.0Ω、长为1.0m的金属棒ab,它与导轨间的动摩擦因数为μ=0.5.整个装置处于方向竖直向上、磁感应强度大小为B=2T的匀强磁场中.导轨所接电源的电动势为E=12V,内阻r=1.0Ω,若最大静摩擦力等于滑动摩擦力,滑动变阻器的阻值符合要求,其他电阻不计,取g=10m/s2,sin37°
=0.8.现要保持金属棒在导轨上静止不动,求:
(1)金属棒所受安培力的取值范围;
(2)滑动变阻器接入电路中的阻值范围.
17.(2018·
湖北省华中师大一附中模拟)如图甲所示,M、N为竖直放置彼此平行的两块平板,板间距离为d,两板中央各有一个小孔O、O′正对,在两板间有垂直于纸面方向的磁场,磁感应强度随时间的变化如图乙所示.有一群正离子在t=0时垂直于M板从小孔O射入磁场.已知正离子质量为m、带电荷量为q,正离子在磁场中做匀速圆周运动的周期与磁感应强度变化的周期都为T0,不考虑由于磁场变化而产生的电场的影响,不计离子所受重力.求:
(1)磁感应强度B0的大小.
(2)要使正离子从O′垂直于N板射出磁场,正离子射入磁场时的速度v0的可能值.
18.(2018·
江西省南昌二中第四次模拟)如图所示,在E=103V/m的水平向左的匀强电场中,有一光滑半圆形绝缘轨道竖直放置,轨道与一水平绝缘轨道MN连接,半圆轨道所在竖直平面与电场线平行,其半径R=40cm,一带正电荷q=10-4C的小滑块质量为m=40g,与水平轨道间的动摩擦因数μ=0.2,取g=10m/s2,问:
(1)要使小滑块恰好运动到圆轨道的最高点C,滑块应在水平轨道上离N点多远处释放?
(2)这样释放的滑块通过P点时对轨道压力是多大?
(P为半圆轨道中点)
19.(2018·
湖南省长沙市雅礼中学模拟二)如图所示,在x轴和x轴上方存在垂直xOy平面向外的匀强磁场,坐标原点O处有一粒子源,可向x轴和x轴上方的各个方向不断地发射速度大小均为v、质量为m、带电荷量为+q的同种带电粒子.在x轴上距离原点x0处垂直于x轴放置一个长度为x0、厚度不计、能接收带电粒子的薄金属板P(粒子一旦打在金属板P上,其速度立即变为0).现观察到沿x轴负方向射出的粒子恰好打在薄金属板的上端,且速度方向与y轴平行.不计带电粒子的重力和粒子间相互作用力.
(1)求磁感应强度B的大小;
(2)求被薄金属板接收的粒子中运动的最长与最短时间的差值;
(3)若在y轴上放置一挡板,使薄金属板右侧不能接收到带电粒子,试确定挡板的最小长度和放置的位置坐标.
20.(2018·
山东省泰安市上学期期末)回旋加速器的工作原理如图所示,置于真空中的两个D形金属盒半径为R,两盒间的狭缝很小,带电粒子穿过的时间可以忽略不计.磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直.设两D形盒之间所加的交流电压为U,被加速的粒子质量为m、电荷量为q,粒子从D形盒一侧开始被加速(初动能可以忽略),经若干次加速后粒子从D形盒边缘射出.求:
(1)粒子从静止开始第1次经过两D形盒间狭缝加速后的速度大小;
(2)粒子第一次进入D形盒磁场中做圆周运动的轨道半径;
(3)粒子至少经过多少次加速才能从回旋加速器D形盒射出.
21.(2018·
广东省茂名市第二次模拟)如图所示,空间存在电场强度为E、方向水平向右的范围足够大的匀强电场.挡板MN与水平方向的夹角为θ,质量为m、电荷量为q、带正电的粒子从与M点在同一水平线上的O点以速度v0竖直向上抛出,粒子运动过程中恰好不和挡板碰撞,粒子运动轨迹所在平面与挡板垂直,不计粒子的重力,求:
(1)粒子贴近挡板时水平方向速度的大小;
(2)O、M间的距离.
22.(2018·
福建省龙岩市一模)环保部门为了监测某化肥厂的污水排放量,技术人员在该厂的排污管末端安装了如图所示的流量计.该装置的外形为一长方体,由绝缘材料制成,长、宽、高分别为a、b、c,左右两端开口,在垂直于上下表面加磁感应强度为B的匀强磁场,在前后两个内侧面固定有金属板作为电极,电阻率为ρ的污水从左向右匀速流经该装置时,接在两电极间的理想电压表显示两个电极间的电压为U,求:
(1)该装置内电场场强的大小和方向;
(2)污水的流量Q(单位时间内排出的污水体积);
(3)若从两个电极引出两条导线,导线间接一阻值为R的电阻时理想电压表的示数.
23.(2018·
山东省泰安市上学期期末)如图,两固定的绝缘斜面倾角均为θ,上沿相连.两细金属棒ab(仅标出a端)和cd(仅标出c端)长度均为L、质量分别为2m和m;
用两根不可伸长的柔软轻导线将它们连成闭合回路abdca,并通过固定在斜面上沿的两光滑绝缘小定滑轮跨放在斜面上,两定滑轮间的距离也为L.左斜面上存在匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向垂直于斜面向上.已知斜面及两根柔软轻导线足够长.回路总电阻为R,两金属棒与斜面间的动摩擦因数均为μ,重力加速度大小为g.使两金属棒水平,从静止开始下滑.求:
(1)金属棒运动的最大速度vm的大小;
(2)当金属棒运动的速度为
时,其加速度大小是多少?
24.(2018·
天津市实验中学模拟)如图所示,固定光滑金属导轨间距为L,导轨电阻不计,上端a、b间接有阻值为R的电阻,导轨平面与水平面的夹角为θ,且处在磁感应强度大小为B、方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场中.质量为m、电阻为r的导体棒与固定弹簧相连后放在导轨上.初始时刻,弹簧恰处于自然长度,导体棒具有沿导轨向上的初速度v0.整个运动过程中导体棒始终与导轨垂直并保持良好接触.已知弹簧的劲度系数为k,弹簧的中心轴线与导轨平行.
(1)求初始时刻通过电阻R的电流I的大小和方向;
(2)当导体棒第一次回到初始位置时,速度变为v,求此时导体棒的加速度大小a.
25.(2018·
广东省惠州市模拟)如图所示,足够长的粗糙绝缘斜面与水平面成θ=37°
角放置,在斜面上虚线aa′和bb′与斜面底边平行,在aa′、bb′围成的区域中有垂直斜面向上的有界匀强磁场,磁感应强度为B=1T;
现有一质量为m=10g、总电阻R=1Ω、边长d=0.1m的正方形金属线圈MNQP,让PQ边与斜面底边平行,从斜面上端由静止释放,线圈刚好匀速穿过整个磁场区域.已知线圈与斜面间的动摩擦因数为μ=0.5,(取g=10m/s2,sin37°
(1)线圈进入磁场区域时的速度大小;
(2)线圈释放时,PQ边到bb′的距离;
(3)整个线圈穿过磁场的过程中,线圈上产生的焦耳热.
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