《（新課標）2013年高考物理 考前預測計算題沖刺訓練三 電磁學》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《（新課標）2013年高考物理 考前預測計算題沖刺訓練三 電磁學（8頁珍藏版）》請在裝配圖網上搜索。

1、新課標2013年高考考前預測計算題沖刺訓練三（電磁學）1如圖所示，在直角坐系中的第象限中存在沿y軸負方向的勻強電場，在第象限中存在垂直紙面的勻強磁場，一質量為m、帶電量為q的粒子（不計重力）在y軸上的A (0,3)以平行x軸的初速度v0=120 m/s射入電場區(qū)，然后從電場區(qū)進入磁場區(qū)，又從磁場區(qū)進入電場區(qū)，并通過x軸上P點（4. 5,0）和Q點（8,0）各一次已知該粒子的荷質比為，求磁感應強度的大小與方向？解：(1)若先運動到P再運動到Q則，則v=200 m/s, tan=由幾何關系得。由得,方向垂直紙面向里(2)若先運動到Q再運動到P，則， tan=，垂直底面向外2如圖所示，在地面附近有一

2、范圍足夠大的互相正交的勻強電場和勻強磁場勻強磁場的磁感應強度為B，方向水平并垂直紙面向外，一質量為m、帶電量為q的帶電微粒在此區(qū)域恰好做速度大小為v的勻速圓周運動（重力加速度為g）(1)求此區(qū)域內電場強度的大小和方向；(2)若某時刻微粒運動到場中距地面高度為H的P點，速度與水平方向成450，如圖所示則該微粒至少須經多長時間運動到距地面最高點？最高點距地面多高？(3)在(2)問中微粒運動P點時，突然撤去磁場，同時電場強度大小不變，方向變?yōu)樗较蛴?，則該微粒運動中距地面的最大高度是多少？解：(1)帶電微粒在做勻速圓周運動，電場力與重力應平衡，有mg=Eq，即E= mg/q，方向豎直向下(2) 粒子

3、做勻速圓周運動，軌道半徑為R，如圖所示。，最高點與地面的距離為，解得。該微粒運動周期為T=,運動至。最高點所用時間為.(3)設粒子上升高度為h，由動能定理得，解得。微粒離地面最大高度為H+。3如圖甲所示，由均勻電阻絲做成的正方形線框abcd的電阻為R,ab=bc=cd=da=l，現將線框以與ab垂直的速度v勻速穿過一寬度為2l、磁感應強度為B的勻強磁場區(qū)域，整個過程中ab、cd兩邊始終保持與邊界平行，令線框的cd邊剛與磁場左邊界重合時t=0，電流沿abcda流動的方向為正(1)求此過程中線框產生的焦耳熱；(2)在圖乙中畫出線框中感應電流隨時間變化的圖象；(3)在圖丙中畫出線框中a、b兩點間電勢

4、差Uab隨時間t變化的圖象解：（1）ab或cd切割磁感線所產生的感應電動勢為，對應的感應電流為,ab或cd所受的安培外力所做的功為W=，由能的轉化和守恒定律可知，線框勻速拉出過程中所產生的焦耳熱應與外力所做的功相等，即Q=W=。(2) 今，畫出的圖象分為三段，如圖所示：t=0；t=；t=。(3)今U0 =Blv, 畫出的圖象分為三段，如圖所示：t=0；t=；t=。4如圖甲所示，水平放置的上、下兩平行金屬板，板長約為0. 5 m，板間電壓u隨時間t呈正弦規(guī)律變化，函數圖象如圖乙所示豎直虛線MN為兩金屬板右邊緣的連線，MN的右邊為垂直紙面向里的勻強磁場，磁感應強度為B，現在帶正電的粒子連續(xù)不斷的以

5、速度v0=2105 m/s沿兩板間的中線從O點平行金屬板射入電場中已知帶電粒子的荷質比為,粒子的重力和粒子間的相互作用力均忽略不計(1)設t=0. 1 s時刻射入電場的帶電粒子恰能從平行金屬板右邊緣射出電場，進入磁場求該帶電粒子射出電場時速度的大??？(2)對于t=0. 3 s時刻射入電場的粒子，設其射入磁場的入射點和從磁場射出的出射點的間距為d，試用題中所給物理量的符號（v0 、m、q、B）表示d.解：(1)由于粒子速度很大，可以認為粒子在勻強電場u中做勻加速運動，由動能定理得解得.(2）如圖所示，設圓周運動的半徑為r,粒子在磁場中運動的速度為v。由得,v的水平分量與v0相等，則。5如圖所示，

6、在xOy平面內的第象限中有沿y方向的勻強電場，場強大小為E在第I和第II象限有勻強磁場，方向垂直于坐標平面向里有一個質量為m，電荷量為e的電子，從y軸的P點以初速度v0垂直于電場方向進入電場（不計電子所受重力），經電場偏轉后，沿著與x軸負方向成450角進入磁場，并能返回到原出發(fā)點P.(1)簡要說明電子的運動情況，并畫出電子運動軌跡的示意圖；(2)求P點距坐標原點的距離；(3)電子從P點出發(fā)經多長時間再次返回P點？解：(1)軌跡如圖中虛線所示設，在電場中偏轉450，說明在M點進入磁場時的速度是，由動能定理知電場力做功，得，由，可知由對稱性，從N點射出磁場時速度與x軸也成450，又恰好能回到P點，

7、因此可知在磁場中做圓周運動的半徑； (2) ；(3）在第象限的平拋運動時間為，在第IV象限直線運動的時間為，在第I、象限運動的時間是，所以因此6如圖所示，在方向豎直向上的磁感應強度為B的勻強磁場中有兩條光滑固定的平行金屬導軌MN、PQ，導軌足夠長，間距為L，其電阻不計，導軌平面與磁場垂直，ab、cd為兩根垂直于導軌水平放置的金屬棒，其接入回路中的電阻分別為R，質量分別為m，與金屬導軌平行的水平細線一端固定，另一端與cd棒的中點連接，細線能承受的最大拉力為T，一開始細線處于伸直狀態(tài)，ab棒在平行導軌的水平拉力F的作用下以加速度a向右做勻加速直線運動，兩根金屬棒運動時始終與導軌接觸良好且與導軌相垂

8、直(1)求經多長時間細線被拉斷？(2)若在細線被拉斷瞬間撤去拉力F,求兩根金屬棒之間距離增量x的最大值是多少？解：(1)ab棒以加速度a向右運動，當細線斷時，ab棒運動的速度為v，產生的感應電動勢為 E= BLv,回路中的感應電流為I= E/2R,cd棒受到的安培力為FB=BIL,經t時間細線被拉斷，得FB=T,v=at,聯立解得t=2RT/(B2 L2a).(2）細線斷后，ab棒做減速運動，cd棒做加速運動，兩棒之間的距離增大，當兩棒達相同速度而穩(wěn)定運動時，兩棒之間的距離增量x達到最大值，整個過程回路中磁通量的變化量為= BLx，由動量守恒定律得mv=2m,回路中感應電動勢的平均值為,回路中

9、電流的平均值I= El /2R,對于cd棒，由動量定理得BIL=m,聯立解得. 7如圖所示，坐標系xOy在豎直平面內，空間有沿水平方向垂直于紙面向外的勻強磁場，磁感應強度大小為B,在x0的空間里有沿x軸正方向的勻強電場，場強的大小為E，一個帶正電的小球經過圖中的x軸上的A點，沿著與水平方向成= 300角的斜向下直線做勻速運動，經過y軸上的B點進人x0的區(qū)域，要使小球進入x0區(qū)域后能在豎直面內做勻速圓周運動，需在x0區(qū)域另加一勻強電場，若帶電小球做圓周運動通過x軸上的C點，且，設重力加速度為g，求：(1)小球運動速率的大??；(2)在x0的區(qū)域所加電場大小和方向；(3)小球從B點運動到C點所用時間

10、及的長度解：(1）小球從A運動到B的過程中，小球受重力、電場力和洛倫茲力作用而處于平衡狀態(tài)，由題設條件知，所以小球的運動速率為。(2)小球在x0的區(qū)域做勻速圓周運動，則小球的重力與所受的電場力平衡，洛倫茲力提供做圓周運動的向心力則，又tan 300=所以，方向豎直向上(3）如圖所示，連接BC，過B作AB的垂線交x軸于因為=300，所以在AB中AB=600,又，故OCB=300，所以CB=300, ，則為小球做圓周運動的圓心設小球做圓周運動的半徑為R,周期為T，則=R,且 , ，由于CB=1200，小球從點B運動到點C的時間為，又BO=300，所以,所以，即又，所以。8在某一真空空間內建立xOy

11、坐標系，從原點O處向第I象限發(fā)射一荷質比的帶正電的粒子（重力不計）速度大小v0=103 m/s、方向與x軸正方向成300角(1)若在坐標系y軸右側加有勻強磁場區(qū)域，在第I象限，磁場方向垂直xOy平面向外；在第象限，磁場方向垂直xOy平面向里；磁感應強度為B=1 T，如圖(a）所示，求粒子從O點射出后，第2次經過x軸時的坐標x1. (2)若將上述磁場均改為如圖(b）所示的勻強磁場，在t=0到t=s時，磁場方向垂直于xOy平面向外；在t=s到t=s時，磁場方向垂直于xOy平面向里，此后該空間不存在磁場，在t=0時刻，粒子仍從O點以與原來相同的速度v0射入，求粒子從O點射出后第2次經過x軸時的坐標x

12、2.解：(1)粒子在x軸上方和下方的磁場中做半徑相同的勻速圓周運動，其運動軌跡如圖 (a）所示設粒子的軌道半徑r，有由幾何關系知粒子第二次經過x軸的坐標為x1=2r=0. 2 m.(2)設粒子在磁場中做圓周運動的周期為T.則.據題意，知粒子在t=0到t內和在t到t時間內在磁場中轉過的圓弧所對的圓心角均為，粒子的運動軌跡應如圖 (b）所示。由幾何關系得x2=6r=0.6 m。9平行軌道PQ、MN兩端各接一個阻值R1=R2 =8 的電熱絲，軌道間距L=1 m,軌道很長，本身電阻不計，軌道間磁場按如圖所示的規(guī)律分布，其中每段垂直紙面向里和向外的磁場區(qū)域寬度為2 cm，磁感應強度的大小均為B=1 T，

13、每段無磁場的區(qū)域寬度為1 cm，導體棒ab本身電阻r=1，與軌道接觸良好，現讓ab以v=10 m/s的速度向右勻速運動求：(1)當ab處在磁場區(qū)域時，ab中的電流為多大？ab兩端的電壓為多大？ab所受磁場力為多大？(2)整個過程中，通過ab的電流是否是交變電流？若是，則其有效值為多大？并畫出通過ab的電流隨時間的變化圖象解：(1)感應電動勢E=BLv=10 V,ab中的電流I= =2 A,ab兩端的電壓為U=IR12=8 V,ab所受的安培力為F=BIL=2 N，方向向左(2）是交變電流，ab中交流電的周期T=2+ 2=0. 006 s，由交流電有效值的定義，可得I2R(2)=2RT，即。通過

14、ab的電流隨時間變化圖象如圖所示 10如圖所示，在與水平面成=300角的平面內放置兩條平行、光滑且足夠長的金屬軌道，其電阻可忽略不計空間存在著勻強磁場，磁感應強度B=0. 20 T，方向垂直軌道平面向上導體棒ab、cd垂直于軌道放置，且與金屬軌道接觸良好構成閉合回路，每根導體棒的質量m=2. 010-1kg，回路中每根導體棒電阻r= 5. 010-2，金屬軌道寬度l=0. 50 m現對導體棒ab施加平行于軌道向上的拉力，使之勻速向上運動在導體棒ab勻速向上運動的過程中，導體棒cd始終能靜止在軌道上g取10 m/s2，求：(1)導體棒cd受到的安培力大?。?2)導體棒ab運動的速度大??；(3)拉力對導體棒ab做功的功率解：(1)導體棒cd靜止時受力平衡，設所受安培力為，則=mgsin=0. 10 N.(2）設導體棒ab的速度為v時，產生的感應電動勢為E,通過導體棒cd的感應電流為I，則解得=1.0 m/s(3)設對導體棒ab的拉力為F，導體棒ab受力平衡，則F= =mgsin=0. 20 N,拉力的功率P=Fv=0.20 W.- 8 -