《2020年高考物理試題分類匯編 電磁學(xué)》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2020年高考物理試題分類匯編 電磁學(xué)（34頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、2020年高考物理試題分類匯編 電磁學(xué) 全國(guó)卷Ⅰa、b、c、d是勻強(qiáng)電場(chǎng)中的四個(gè)點(diǎn)，它們正好是一個(gè)矩形的四個(gè)頂點(diǎn)。電場(chǎng)線與矩形所在的平面平行。已知a點(diǎn)的電勢(shì)是20V，b點(diǎn)的電勢(shì)是24V，d點(diǎn)的電勢(shì)是4V，如圖。由此可知，c點(diǎn)的電勢(shì)為（ ） A、4V B、8V C、12V D、24V 全國(guó)卷Ⅰ如圖所示，LOO’L’為一折線，它所形成的兩個(gè)角∠LOO’和∠OO’L‘均為450。折線的右邊有一勻強(qiáng)磁場(chǎng)，其方向垂直O(jiān)O’的方向以速度v做勻速直線運(yùn)動(dòng)，在t=0時(shí)刻恰好位于圖中所示的位置。以逆時(shí)針?lè)较驗(yàn)閷?dǎo)線框中電流的正方向，在下面四幅圖中能夠正確表示電流—時(shí)間（

2、I—t）關(guān)系的是（時(shí)間以l/v為單位）（ D ） v + 全國(guó)卷Ⅱ如圖所示，一帶負(fù)電的質(zhì)點(diǎn)在固定的正的點(diǎn)電荷作用下繞該正電荷做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，周期為T0，軌道平面位于紙面內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)速度方向如圖中箭頭所示?，F(xiàn)加一垂直于軌道平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，已知軌道半徑并不因此而改變，則 A、若磁場(chǎng)方向指向紙里，質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的周期將大于T0 B、若磁場(chǎng)方向指向紙里，質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的周期將小于T0 C、若磁場(chǎng)方向指向紙外，質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的周期將大于T0 D、若磁場(chǎng)方向指向紙外，質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的周期將小于T0 全國(guó)卷Ⅱ如圖所示，在PQ、QR區(qū)域中存在著磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等、方向相反的

3、勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向均垂直于紙面。一導(dǎo)線框abcdefa位于紙面內(nèi)，框的鄰邊都互相垂直，bc邊與磁場(chǎng)的邊界P重合。導(dǎo)線框與磁場(chǎng)區(qū)域的尺寸如圖所示。從t=0時(shí)刻開(kāi)始，線框勻速很長(zhǎng)兩個(gè)磁場(chǎng)區(qū)域，以a→b→c→d→e→f為線框中的電動(dòng)勢(shì)的正方向，以下四個(gè)關(guān)系示意圖中正確的是(C) 北京卷電阻R1、R2交流電源按照?qǐng)D1所示方式連接，R1=10，R2=20。合上開(kāi)關(guān)后S后，通過(guò)電阻R2的正弦交變電流i隨時(shí)間t變化的情況如圖2所示。則 A、通過(guò)R1的電流的有效值是1.2A B、R1兩端的電壓有效值是6V C、通過(guò)R2的電流的有效值是1.2A D、R2

4、兩端的電壓有效值是6V 北京卷在真空中的光滑水平絕緣面上有一帶電小滑塊。開(kāi)始時(shí)滑塊靜止。若在滑塊所在空間加一水平勻強(qiáng)電場(chǎng)E1，持續(xù)一段時(shí)間后立即換成與E1相反方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)E2。當(dāng)電場(chǎng)E2與電場(chǎng)E1持續(xù)時(shí)間相同時(shí)，滑塊恰好回到初始位置，且具有動(dòng)能。在上述過(guò)程中，E1對(duì)滑塊的電場(chǎng)力做功為W1，沖量大小為I1；E2對(duì)滑塊的電場(chǎng)力做功為W2，沖量大小為I2。則 A、I1= I2 B、4I1= I2 C、W1= 0.25 W2 =0.75 D、W1= 0.20 W2 =0.80 山東卷某變壓器原、副線圈匝數(shù)比為55：9

5、，原線圈所接電源電壓按圖示規(guī)律變化，副線圈接有負(fù)載。下列判斷正確的是 A．輸出電壓的最大值為36V B．原、副線圈中電流之比為55：9 C．變壓器輸入、輸出功率之比為55：9 D．交流電源有效值為220V，頻率為50Hz 山東卷如圖所示，某區(qū)域電場(chǎng)線左右對(duì)稱分布，M、N為對(duì)稱線上兩點(diǎn)。下列說(shuō)法正確的是 A．M點(diǎn)電勢(shì)一定高于N點(diǎn)電勢(shì) B．M點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)一定大于N點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng) C．正電荷在M點(diǎn)的電勢(shì)能大于在N點(diǎn)的電勢(shì)能 D．將電子從M點(diǎn)移動(dòng)到N點(diǎn)，電場(chǎng)力做正功 山東卷用相同導(dǎo)線繞制的邊長(zhǎng)為L(zhǎng)或2L的四個(gè)閉合導(dǎo)體線框，以相同的速度勻速進(jìn)入右側(cè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)，如圖所示。在每個(gè)線框進(jìn)入磁場(chǎng)的過(guò)程中，M

6、、N兩點(diǎn)間的電壓分別為Ua、Ub、Uc和Ud.下列判斷正確的是 A． Ua

7、c邊受到的安培力大于繞P2轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)dc邊受到的安培力 四川卷如圖所示，長(zhǎng)方形abcd 長(zhǎng)ad=0.6m，寬ab=0.3m，O、e分別是ad、bc的中點(diǎn)，以ad為直徑的半圓內(nèi)有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)(邊界上無(wú)磁場(chǎng))，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.25T。一群不計(jì)重力、質(zhì)量m=3×10－7kg、電荷量q=+2×10－3C的帶電粒子以速度v=5×102m/s沿垂直ad方向且垂直于磁場(chǎng)射入磁場(chǎng)區(qū)域 A．從Od邊射入的粒子，出射點(diǎn)全部分布在Oa邊 B．從aO邊射入的粒子，出射點(diǎn)全部分布在ab邊 C．從Od邊射入的粒子，出射點(diǎn)分布在Oa邊和ab邊 D．從aO邊射入的粒子，出射點(diǎn)分布在ab邊和be邊 上海卷磁

8、場(chǎng)對(duì)放入其中的長(zhǎng)為l、電流強(qiáng)度為I、方向與磁場(chǎng)垂直的通電導(dǎo)線有力F的作用，可以用磁感應(yīng)強(qiáng)度B描述磁場(chǎng)的力的性質(zhì)，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小B＝，在物理學(xué)中，用類似方法描述物質(zhì)基本性質(zhì)的物理量還有電場(chǎng)強(qiáng)度等。 上海卷如圖所示，AB兩端接直流穩(wěn)壓電源，UAB＝100V，R0＝40W，滑動(dòng)變阻器總電阻R＝20W，當(dāng)滑動(dòng)片處于變阻器中點(diǎn)時(shí)，C、D兩端電壓UCD為80V，通過(guò)電阻R0的電流為5A。 上海卷在磁感應(yīng)強(qiáng)度B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，垂直于磁場(chǎng)放入一段通電導(dǎo)線。若任意時(shí)刻該導(dǎo)線中有N個(gè)以速度v做定向移動(dòng)的電荷，每個(gè)電荷的電量為q。則每個(gè)電荷所受的洛倫茲力f＝qvB，該段導(dǎo)線所受的安培力為F＝NqvB。 上海卷

9、如圖所示，自耦變壓器輸入端A、B接交流穩(wěn)壓電源，其電壓有效值UAB＝100V，R0＝40W，當(dāng)滑動(dòng)片處于線圈中點(diǎn)位置時(shí)，C、D兩端電壓的有效值UCD為200V，通過(guò)電阻R0的電流有效值為5A。 上海卷一置于鉛盒中的放射源發(fā)射的a、b和g射線，由鉛盒的小孔射出，在小孔外放一鋁箔后，鋁箔后的空間有一勻強(qiáng)電場(chǎng)。進(jìn)入電場(chǎng)后，射線變?yōu)閍、b兩束，射線a沿原來(lái)方向行進(jìn)，射線b發(fā)生了偏轉(zhuǎn)，如圖所示，則圖中的射線a為g射線，射線b為b射線。 上海卷取兩個(gè)完全相同的長(zhǎng)導(dǎo)線，用其中一根繞成如圖（a）所示的螺線管，當(dāng)該螺線管中通以電流強(qiáng)度為I的電流時(shí)，測(cè)得螺線管內(nèi)中部的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，若將另一根長(zhǎng)導(dǎo)線對(duì)折后

10、繞成如圖（b）所示的螺線管，并通以電流強(qiáng)度也為I的電流時(shí)，則在螺線管內(nèi)中部的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為（ ） （A）0。 （B）0.5B。 （C）B。 （D）2 B。 上海卷一點(diǎn)電荷僅受電場(chǎng)力作用，由A點(diǎn)無(wú)初速釋放，先后經(jīng)過(guò)電場(chǎng)中的B點(diǎn)和C點(diǎn)。點(diǎn)電荷在A、B、C三點(diǎn)的電勢(shì)能分別用EA、EB、EC表示，則EA、EB和EC間的關(guān)系可能是 （ ） （A）EA＞EB＞EC。 （B）EA＜EB＜EC。（C）EA＜EC＜EB。 （D）EA＞EC＞EB。 天津卷將阻值為5Ω的電阻接到內(nèi)阻不計(jì)的交流電源上，電源電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖所示。下列說(shuō)法正確的是郝雙老 A.電路中交變電流的頻率為0.25Hz

11、 B.通過(guò)電阻的電流為A C.電阻消耗的電功率為2.5W D.用交流電壓表測(cè)得電阻兩端的電壓是5V 天津卷如圖所示，在x軸上方存在著垂直于紙面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。一個(gè)不計(jì)重力的帶電粒子從坐標(biāo)原點(diǎn)O處以速度v進(jìn)入磁場(chǎng)，粒子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度方向垂直于磁場(chǎng)且與x軸正方向成120°角，若粒子穿過(guò)y軸正半軸后在磁場(chǎng)中到x軸的最大距離為a，則該粒子的比荷和所帶電荷的正負(fù)是 A.，正電荷 B.，正電荷 C. ，負(fù)電荷 D. ，負(fù)電荷 廣東卷許多科學(xué)家在物理學(xué)發(fā)展過(guò)程中做出了重要貢獻(xiàn)，下列表述正確的是 A．卡文迪許測(cè)出引力常數(shù) B．法拉第發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)現(xiàn)象 C．安培提出了

12、磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力公式 D．庫(kù)侖總結(jié)并確認(rèn)了真空中兩個(gè)靜止點(diǎn)電荷之間的相互作用規(guī)律 廣東卷圖2所示的勻強(qiáng)電場(chǎng)E的區(qū)域內(nèi)，由A、B、C、D、A＇、B＇、C＇、D＇作為頂點(diǎn)構(gòu)成一正方體空間，電場(chǎng)方向與面ABCD垂直。下列說(shuō)法正確的是 A．AD兩點(diǎn)間電勢(shì)差UAD與A A＇兩點(diǎn)間電勢(shì)差UAA＇ B．帶正電的粒子從A點(diǎn)沿路徑A→D→D＇移到D＇點(diǎn)，電場(chǎng)力做正功 C．帶負(fù)電的粒子從A點(diǎn)沿路徑A→D→D＇移到D＇點(diǎn)，電勢(shì)能減小 D．帶電的粒子從A點(diǎn)移到C＇點(diǎn)，沿對(duì)角線A C＇與沿路徑A→B→B＇→C＇電場(chǎng)力做功相同 廣東卷平行板間加如圖4（a）所示周期變化的電壓，重力不計(jì)的帶電粒子靜止在平

13、行板中央，從t=0時(shí)刻開(kāi)始將其釋放，運(yùn)動(dòng)過(guò)程無(wú)碰板情況。圖4（b）中，能定性描述粒子運(yùn)動(dòng)的速度圖象正確的是(A) 廣東卷圖5是霓虹燈的供電電路，電路中的變壓器可視為理想變壓器，已知變壓器原線圈與副線圈匝數(shù)比，加在原線圈的電壓為（V），霓虹燈正常工作的電阻R=440kΩ，I1、I2表示原、副線圈中的電流，下列判斷正確的是 A．副線圈兩端電壓6220V，副線圈中的電流14.1mA B．副線圈兩端電壓4400V，副線圈中的電流10.0mA C．I1I2 重慶卷汽車電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)車燈會(huì)瞬時(shí)變暗，如圖

14、15圖，在打開(kāi)車燈的情況下，電動(dòng)機(jī)未啟動(dòng)時(shí)電流表讀數(shù)為10 A,電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)電流表讀數(shù)為58 A,若電源電動(dòng)勢(shì)為12.5 V，內(nèi)阻為0.05 Ω,電流表內(nèi)阻不計(jì)，則因電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)，車燈的電功率降低了 A.35.8 W B.43.2 W C.48.2 W D.76.8 W 重慶卷如題16圖，懸掛在O點(diǎn)的一根不可伸長(zhǎng)的絕緣細(xì)線下端有一個(gè)帶電量不變的小球A.在兩次實(shí)驗(yàn)中，均緩慢移動(dòng)另一帶同種電荷的小球B.當(dāng)B到達(dá)懸點(diǎn)O的正下方并與A在同一水平線上，A處于受力平衡時(shí)，懸線偏離豎直方向的角度為θ，若兩次實(shí)驗(yàn)中B的電量分別為q1和q2, θ分別為30°和45°

15、.則q2/q1為 A.2 B.3 C.2 D.3 重慶卷真空中有一平行板電容器，兩極板分別由鉑和鉀(其極限波長(zhǎng)分別為λ1和λ2)制成，板面積為S,間距為d.現(xiàn)用波長(zhǎng)為λ(λ2＜λ＜λ2的單色光持續(xù)照射兩板內(nèi)表面，則電容器的最終帶電量成正比 A. B. C. D. 海南卷在如圖所示的電路中，、為兩個(gè)完全相同的燈泡，為自感線圈，為電源，為開(kāi)關(guān)，關(guān)于兩燈泡點(diǎn)亮和熄滅的先后次序，下列說(shuō)法正確的是 Ａ.合上開(kāi)關(guān)，先亮，后亮；斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，、同時(shí)熄滅 Ｂ.合上開(kāi)關(guān)，先亮，后亮；斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，先熄

16、滅，后熄滅 Ｃ.合上開(kāi)關(guān)，先亮，后亮；斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，、同時(shí)熄滅 Ｄ.合上開(kāi)關(guān)，、同時(shí)亮；斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，先熄滅，后熄滅 海南卷粒子甲的質(zhì)量與電荷量分別是粒子乙的4倍與2倍，兩粒子均帶正電。讓它們?cè)趧驈?qiáng)磁場(chǎng)中同一點(diǎn)以大小相等、方向相反的速度開(kāi)始運(yùn)動(dòng)。已知磁場(chǎng)方向垂直紙面向里。以下四個(gè)圖中，能正確表示兩粒子運(yùn)動(dòng)軌跡的是(A) 海南卷一白熾燈泡的額定功率與額定電壓分別為36W與36V。若把此燈泡接到輸出電壓為18 V的電源兩端，則燈泡消耗的電功率 Ａ.等于36WＷ　　　B.小于36W，大于9 W C.等于9W 　　 D.小于36W 海南卷一平行板電容器中存在勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)沿豎直方向。兩

17、個(gè)比荷（即粒子的電荷量與質(zhì)量之比）不同的帶正電的粒子和，從電容器的點(diǎn)（如圖）以相同的水平速度射入兩平行板之間。測(cè)得和了與電容極板的撞擊點(diǎn)到入射點(diǎn)之間的水平距離之比為1:2。若不計(jì)重力，則和的比荷之比是 Ａ.　1:2???????????　??B.　1:8??????　???C.　?2:1??　???????D.　?4:1 海南卷如圖所示，固定在點(diǎn)的正點(diǎn)電荷的電場(chǎng)中有、兩點(diǎn)，已知，下列敘述正確的是 Ａ.若把一正的點(diǎn)電荷從點(diǎn)沿直線移到點(diǎn)，則電場(chǎng)力對(duì)該電荷做功，電勢(shì)能減少 Ｂ.若把一正的點(diǎn)電荷從點(diǎn)沿直線移到點(diǎn)，則電場(chǎng)力對(duì)該電荷做功，電勢(shì)能增加 Ｃ.若把一負(fù)的點(diǎn)電荷從點(diǎn)沿直線移到點(diǎn)，則電場(chǎng)力

18、對(duì)該電荷做功，電勢(shì)能減少 Ｄ.若把一負(fù)的點(diǎn)電荷從點(diǎn)沿直線移到點(diǎn)，再?gòu)狞c(diǎn)沿不同路徑移回到點(diǎn)；則該電荷克服電場(chǎng)力做的功等于電場(chǎng)力對(duì)該電荷所做的功，電勢(shì)能不變 海南卷某發(fā)電廠用2.2KV的電壓將電能輸出到遠(yuǎn)處的用戶，后改為用22KV的電壓，在既有輸電線路上輸送同樣的電功率。前后兩種輸電方式消耗在輸電線上的電功率之比為100。要將2.2KV的電壓升高到22KV，若變壓器原線圈的匝數(shù)為180匝，則副線圈的匝數(shù)應(yīng)該是1800匝。 寧夏卷一正弦交流電的電壓隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖所示。由圖可知 1 2 3 4 5 6 0 100 u/V t/10－2 s A．該交

19、流電的電壓瞬時(shí)值的表達(dá)式為u＝100sin(25t)V B．該交流電的頻率為25 Hz C．該交流電的電壓的有效值為100 D．若將該交流電壓加在阻值R＝100 Ω的電阻兩端，則電阻消耗的功率時(shí)50 W E 球1 球2 寧夏卷兩個(gè)質(zhì)量相同的小球用不可伸長(zhǎng)的細(xì)線連結(jié)，置于場(chǎng)強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，小球1和小球2均帶正電，電量分別為q1和q2（q1＞q2）。將細(xì)線拉直并使之與電場(chǎng)方向平行，如圖所示。若將兩小球同時(shí)從靜止?fàn)顟B(tài)釋放，則釋放后細(xì)線中的張力T為（不計(jì)重力及兩小球間的庫(kù)侖力） A． B． A1 A2 V S R1 R2 R3 a b E r C．

20、 D． 寧夏卷在如圖所示的電路中，E為電源電動(dòng)勢(shì)，r為電源內(nèi)阻，R1和R3均為定值電阻，R2為滑動(dòng)變阻器。當(dāng)R2的滑動(dòng)觸點(diǎn)在a端時(shí)合上開(kāi)關(guān)S，此時(shí)三個(gè)電表A1、A2和V的示數(shù)分別為I1、I2和U?，F(xiàn)將R2的滑動(dòng)觸點(diǎn)向b端移動(dòng)，則三個(gè)電表示數(shù)的變化情況是 A．I1增大，I2不變，U增大 B．I1減小，I2增大，U減小 C．I1增大，I2減小，U增大 D．I1減小，I2不變，U減小 N S R C a b 寧夏卷電阻R、電容C與一線圈連成閉合電路，條形磁鐵靜止于線圈的正上方，N極朝下，如圖所示?，F(xiàn)使磁鐵開(kāi)始自由下落，在N極接近線圈上端的過(guò)程中，流過(guò)R的電流方向

21、和電容器極板的帶電情況是 A．從a到b，上極板帶正電 B．從a到b，下極板帶正電 C．從b到a，上極板帶正電 D．從b到a，下極板帶正電 A D B C 寧夏卷勻強(qiáng)電場(chǎng)中的三點(diǎn)A、B、C是一個(gè)三角形的三個(gè)頂點(diǎn)，AB的長(zhǎng)度為1 m，D為AB的中點(diǎn)，如圖所示。已知電場(chǎng)線的方向平行于ΔABC所在平面，A、B、C三點(diǎn)的電勢(shì)分別為14 V、6 V和2 V。設(shè)場(chǎng)強(qiáng)大小為E，一電量為1×10－6 C的正電荷從D點(diǎn)移到C點(diǎn)電場(chǎng)力所做的功為W，則 A．W＝8×10－6 J，E＞8 V/m B．W＝6×10－6 J，E＞6 V/m C．W＝8×10－6 J，E≤8 V/m

22、 D．W＝6×10－6 J，E≤6 V/m 寧夏卷在半徑為R的半圓形區(qū)域中有一勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)的方向垂直于紙面，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。一質(zhì)量為m，帶有電量q的粒子以一定的速度沿垂直于半圓直徑AD方向經(jīng)P點(diǎn)（AP＝d）射入磁場(chǎng)（不計(jì)重力影響）。 ⑴如果粒子恰好從A點(diǎn)射出磁場(chǎng)，求入射粒子的速度。 ⑵如果粒子經(jīng)紙面內(nèi)Q點(diǎn)從磁場(chǎng)中射出，出射方向與半圓在Q點(diǎn)切線方向的夾角為φ（如圖）。求入射粒子的速度。 ⑴由于粒子在P點(diǎn)垂直射入磁場(chǎng)，故圓弧軌道的圓心在AP上，AP是直徑。 設(shè)入射粒子的速度為v1，由洛倫茲力的表達(dá)式和牛頓第二定律得： 解得： ⑵設(shè)O/是粒子在磁場(chǎng)中圓弧軌道的圓心，連接O/Q，設(shè)O

23、/Q＝R/。 由幾何關(guān)系得： 由余弦定理得： 解得： 設(shè)入射粒子的速度為v，由 解出： 全國(guó)卷Ⅰ如圖所示，質(zhì)量為m的由絕緣材料制成的球與質(zhì)量為M=19m的金屬球并排懸掛?，F(xiàn)將絕緣球拉至與豎直方向成θ=600的位置自由釋放，下擺后在最低點(diǎn)與金屬球發(fā)生彈性碰撞。在平衡位置附近存在垂直于紙面的磁場(chǎng)。已知由于磁場(chǎng)的阻尼作用，金屬球?qū)⒂谠俅闻鲎睬巴Ｔ谧畹忘c(diǎn)處。求經(jīng)過(guò)幾次碰撞后絕緣球偏離豎直方向的最大角度將小于450。 設(shè)：小球m的擺線長(zhǎng)度為l 小球m在下落過(guò)程中與M相碰之前滿足機(jī)械能守恒： ① m和M碰撞過(guò)程滿足： ② ③ 聯(lián)立 ②③得

24、： ④ 說(shuō)明小球被反彈，而后小球又以反彈速度和小球M發(fā)生碰撞，滿足： ⑤ ⑥ 解得： ⑦ 整理得： ⑧ 所以： ⑨ 而偏離方向?yàn)?50的臨界速度滿足： ⑩ 聯(lián)立① ⑨ ⑩代入數(shù)據(jù)解得，當(dāng)n=2時(shí)， 當(dāng)n=3時(shí)， 所以，最多碰撞3次 全國(guó)卷Ⅰ兩屏幕熒光屏互相垂直放置，在兩屏內(nèi)分別去垂直于兩屏交線的直線為x和y軸，交點(diǎn)O為原點(diǎn)，如圖所示。在y>0，00，x>a的區(qū)域有垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，兩區(qū)域內(nèi)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B。在O點(diǎn)出有一小孔，一束質(zhì)量為m、帶電量為q（q>0）的粒子沿x周經(jīng)小

25、孔射入磁場(chǎng)，最后打在豎直和水平熒光屏上，使熒光屏發(fā)亮。入射粒子的速度可取從零到某一最大值之間的各種數(shù)值。已知速度最大的粒子在0a的區(qū)域中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間之比為2︰5，在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間為7T/12，其中T為該粒子在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的周期。試求兩個(gè)熒光屏上亮線的范圍（不計(jì)重力的影響）。 解：對(duì)于y軸上的光屏亮線范圍的臨界條件如圖1所示：帶電粒子的軌跡和x=a相切，此時(shí)r=a，y軸上的最高點(diǎn)為y=2r=2a ; 對(duì)于 x軸上光屏亮線范圍的臨界條件如圖2所示：左邊界的極限情況還是和x=a相切，此刻，帶電粒子在右邊的軌跡是個(gè)圓，由幾何知識(shí)得到在x

26、軸上的坐標(biāo)為x=2a;速度最大的粒子是如圖2中的實(shí)線，又兩段圓弧組成，圓心分別是c和c’ 由對(duì)稱性得到 c’在 x軸上，設(shè)在左右兩部分磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間分別為t1和t2,滿足 解得 由數(shù)學(xué)關(guān)系得到： 代入數(shù)據(jù)得到： 所以在x 軸上的范圍是 全國(guó)卷Ⅱ如圖所示，在坐標(biāo)系Oxy的第一象限中存在沿y軸正方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)大小為E。在其他象限中存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里。A是y軸上的一點(diǎn)，它到坐標(biāo)原點(diǎn)O的距離為h；C是x軸上的一點(diǎn)，到O的距離為l。一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶負(fù)電的粒子以某一初速度沿x軸方向從A點(diǎn)進(jìn)入電場(chǎng)區(qū)域，繼而同過(guò)C點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域，并在此通過(guò)A點(diǎn)，此時(shí)

27、速度與y軸正方向成銳角。不計(jì)重力作用。試求： （1）粒子經(jīng)過(guò)C點(diǎn)是速度的大小和方向； （2）磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小B。 （1）以a表示粒子在電場(chǎng)作用下的加速度，有qE=ma 加速度沿y軸負(fù)方向。設(shè)粒子從A點(diǎn)進(jìn)入電場(chǎng)時(shí)的初速度為v0，由A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)經(jīng)歷的時(shí)間為t，則有 由式得 設(shè)粒子從C點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度為v，v垂直于x軸的分量 由式得 設(shè)粒子經(jīng)過(guò)C點(diǎn)時(shí)的速度方向與x軸夾角為，則有 由式得

28、 （2）粒子從C點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)后在磁場(chǎng)中做速率為v的圓周運(yùn)動(dòng)。若圓周的半徑為R，則有 設(shè)圓心為P，則PC必與過(guò)C點(diǎn)的速度垂直，且有。用表示與y軸的夾角，由幾何關(guān)系得 由式解得 由式得 。 北京卷兩個(gè)半徑均為R的圓形平板電極，平行正對(duì)放置，相距為d，極板間的電勢(shì)差為U，板間電場(chǎng)可以認(rèn)為是均勻的。 一個(gè)粒子從正極板邊緣以某一初速度垂直于電場(chǎng)方向射入兩極板之間，到達(dá)撫極板是恰好落在極板中心。 已知質(zhì)子

29、電荷為e，質(zhì)子和中子的質(zhì)量均視為m，忽略重力和空氣阻力的影響，求： （1）極板間的電場(chǎng)強(qiáng)度E； （2）粒子在極板間運(yùn)動(dòng)的加速度a； （3）粒子的初速度v0。 （1）極間場(chǎng)強(qiáng)； （2）粒子在極板間運(yùn)動(dòng)的加速度 （3）由，得： 北京卷環(huán)保汽車將為2020年奧運(yùn)會(huì)場(chǎng)館服務(wù)。某輛以蓄電池為驅(qū)動(dòng)能源的環(huán)保汽車，總質(zhì)量。當(dāng)它在水平路面上以v=36km/h的速度勻速行駛時(shí)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸入電流I=50A，電壓U=300V。在此行駛狀態(tài)下 （1）求驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸入功率； （2）若驅(qū)動(dòng)電機(jī)能夠?qū)⑤斎牍β实?0%轉(zhuǎn)化為用于牽引汽車前進(jìn)的機(jī)械功率P機(jī)，求汽車所受阻力與車重的比值（g

30、取10m/s2）； （3）設(shè)想改用太陽(yáng)能電池給該車供電，其他條件不變，求所需的太陽(yáng)能電池板的最小面積。結(jié)合計(jì)算結(jié)果，簡(jiǎn)述你對(duì)該設(shè)想的思考。 已知太陽(yáng)輻射的總功率，太陽(yáng)到地球的距離，太陽(yáng)光傳播到達(dá)地面的過(guò)程中大約有30%的能量損耗，該車所用太陽(yáng)能電池的能量轉(zhuǎn)化效率約為15%。 （1）驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸入功率 （2）在勻速行駛時(shí) 汽車所受阻力與車重之比 。 （3）當(dāng)陽(yáng)光垂直電磁板入射式，所需板面積最小，設(shè)其為S，距太陽(yáng)中心為r的球面面積。 若沒(méi)有能量的損耗，太陽(yáng)能電池板接受到的太陽(yáng)能功率為，則 設(shè)太陽(yáng)能電池板實(shí)際接收到的太陽(yáng)能功率為P，

31、 由于，所以電池板的最小面積 分析可行性并提出合理的改進(jìn)建議。 北京卷用密度為d、電阻率為、橫截面積為A的薄金屬條制成邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的閉合正方形框。如圖所示，金屬方框水平放在磁極的狹縫間，方框平面與磁場(chǎng)方向平行。 設(shè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)僅存在于相對(duì)磁極之間，其他地方的磁場(chǎng)忽略不計(jì)?？烧J(rèn)為方框的邊和邊都處在磁極之間，極間磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。方框從靜止開(kāi)始釋放，其平面在下落過(guò)程中保持水平（不計(jì)空氣阻力）。 （1）求方框下落的最大速度vm（設(shè)磁場(chǎng)區(qū)域在數(shù)值方向足夠長(zhǎng)）； （2）當(dāng)方框下落的加速度為時(shí)，求方框的發(fā)熱功率P； （3）已知方框下落時(shí)間為t時(shí)，下落高度為h，其速度為vt（vt

32、時(shí)間t內(nèi)，方框內(nèi)產(chǎn)生的熱與一恒定電流I0在該框內(nèi)產(chǎn)生的熱相同，求恒定電流I0的表達(dá)式。 （1）方框質(zhì)量 方框電阻 方框下落速度為v時(shí)，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) 感應(yīng)電流 方框下落過(guò)程，受到重力G及安培力F， ，方向豎直向下 ，方向豎直向下 當(dāng)F=G時(shí)，方框達(dá)到最大速度，即v=vm 則 方框下落的最大速度 （2）方框下落加速度為時(shí)，有， 則 方框的發(fā)熱功率 （3）根據(jù)能量守恒定律，有 解得恒定電流I0的表達(dá)式 。 山東卷飛行時(shí)間質(zhì)譜儀可以對(duì)氣體分子進(jìn)行分析。如圖所示，在真空狀態(tài)下，脈沖閥P噴出微量氣

33、體，經(jīng)激光照射產(chǎn)生不同價(jià)位的正離子，自a板小孔進(jìn)入a、b間的加速電場(chǎng)，從b板小孔射出，沿中線方向進(jìn)入M、N板間的偏轉(zhuǎn)控制區(qū)，到達(dá)探測(cè)器。已知元電荷電量為e，a、b板間距為d，極板M、N的長(zhǎng)度和間距均為L(zhǎng)。不計(jì)離子重力及進(jìn)入a板時(shí)的初速度。 （1）當(dāng)a、b間的電壓為U1時(shí)，在M、N間加上適當(dāng)?shù)碾妷篣2，使離子到達(dá)探測(cè)器。請(qǐng)導(dǎo)出離子的全部飛行時(shí)間與比荷K（K=ne/m）的關(guān)系式。 （2）去掉偏轉(zhuǎn)電壓U2，在M、N間區(qū)域加上垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B，若進(jìn)入a、b間所有離子質(zhì)量均為m，要使所有的離子均能通過(guò)控制區(qū)從右側(cè)飛出，a、b間的加速電壓U1至少為多少？ （1）由動(dòng)能定理：neU1

34、=1/2mv2 n價(jià)正離子在a、b間的加速度a1=neU1/md 在a、b間運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t1=v/a1=d 在MN間運(yùn)動(dòng)的時(shí)間：t2=L/v 離子到達(dá)探測(cè)器的時(shí)間： t=t1+t2= （2）假定n價(jià)正離子在磁場(chǎng)中向N板偏轉(zhuǎn)，洛侖茲力充當(dāng)向心力，設(shè)軌跡半徑為R，由牛頓第二定律nevB=mv2/R 離子剛好從N板右側(cè)邊緣穿出時(shí)，由幾何關(guān)系：R2=L2+（R-L/2）2 由以上各式得：U1=25neL2B2/32m 當(dāng)n=1時(shí)U1取最小值Umin=25eL2B2/32m 四川卷如圖所示，P、Q為水平面內(nèi)平行放置的光滑金屬長(zhǎng)直導(dǎo)軌，間距為L(zhǎng)1，處在豎直向下、磁感應(yīng)強(qiáng)度

35、大小為B1的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。一導(dǎo)體桿ef垂直于P、Q放在導(dǎo)軌上，在外力作用下向左做勻速直線運(yùn)動(dòng)。質(zhì)量為m、每邊電阻均為r、邊長(zhǎng)為L(zhǎng)2的正方形金屬框abcd置于豎直平面內(nèi)，兩頂點(diǎn)a、b通過(guò)細(xì)導(dǎo)線與導(dǎo)軌相連，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B2的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直金屬框向里，金屬框恰好處于靜止?fàn)顟B(tài)。不計(jì)其余電阻和細(xì)導(dǎo)線對(duì)a、b點(diǎn)的作用力。 (1)通過(guò)ab邊的電流Iab是多大? (2)導(dǎo)體桿ef的運(yùn)動(dòng)速度v是多大? 解：（1）設(shè)通過(guò)正方形金屬框的總電流為I，ab邊的電流為Iab，dc邊的電流為Idc，有 ① ② 金屬框受重力和安培力，處于靜止?fàn)顟B(tài)，有　　?、? 由①②③解得：　

36、　?、? （2）由（1）可得　　?、? 設(shè)導(dǎo)體桿切割磁感線產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)為E，有E＝B1L1v　　　?、? 設(shè)ad、dc、cb三邊電阻串聯(lián)后與ab邊電阻并聯(lián)的總電阻為R，則　　　　?、? 根據(jù)閉合電路歐姆定律，有I＝E/R　　　　　?、唷? 由⑤～⑧解得　　　　　　　⑨ 四川卷如圖所示，一根長(zhǎng)L=1.5m的光滑絕緣細(xì)直桿MN，豎直固定在場(chǎng)強(qiáng)為E=1.0×105N/C、與水平方向成θ=30°角的傾斜向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)中。桿的下端M固定一個(gè)帶電小球A，電荷量Q=+4.5×10－6C；另一帶電小球B穿在桿上可自由滑動(dòng)，電荷量q=+1.0×10－6C，質(zhì)量m=1.0×10－2kg?，F(xiàn)將小球B從桿的上端N靜

37、止釋放，小球B開(kāi)始運(yùn)動(dòng)。(靜電力常量k=9.0 ×109N·m2/C2．取g=10m/s2) (1)小球B開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度為多大? (2)小球B的速度最大時(shí)，距M端的高度h1為多大? (3)小球B從N端運(yùn)動(dòng)到距M端的高度h2=0.61m時(shí)，速度為v=1.0m/s，求此過(guò)程中小球B的電勢(shì)能改變了多少? 解：（1）開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)小球B受重力、庫(kù)侖力、桿的彈力和電場(chǎng)力，沿桿方向運(yùn)動(dòng)，由牛頓第二定律得 　　　　?、? 解得 ② 代入數(shù)據(jù)解得：a=3.2m/s2 ③ (2)小球B速度最大時(shí)合力為零，即 　?、? 解得　　　　　　

38、　?、? 代入數(shù)據(jù)解得h1=0.9m ⑥ (3)小球B從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到速度為v的過(guò)程中，設(shè)重力做功為W1，電場(chǎng)力做功為W2，庫(kù)侖力做功為W3，根據(jù)動(dòng)能定理有　　　?、? W1＝mg（L-h2） ⑧ W2=-qE(L-h2)sinθ ⑨ 解得　　　　?、? 設(shè)小球的電勢(shì)能改變了ΔEP，則ΔEP＝－（W2＋W3）　　 　 　　 ΔEP＝8.2×10－2J　　　 上海卷如圖所示，邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形區(qū)域abcd內(nèi)存在著勻強(qiáng)電場(chǎng)。電量為q、動(dòng)能為Ek的帶電粒子從a點(diǎn)沿ab

39、方向進(jìn)入電場(chǎng)，不計(jì)重力。 （1）若粒子從c點(diǎn)離開(kāi)電場(chǎng)，求電場(chǎng)強(qiáng)度的大小和粒子離開(kāi)電場(chǎng)時(shí)的動(dòng)能； （2）若粒子離開(kāi)電場(chǎng)時(shí)動(dòng)能為Ek’，則電場(chǎng)強(qiáng)度為多大？ （1）L＝v0t，L＝＝，所以E＝，qEL＝Ekt－Ek，所以Ekt＝qEL＋Ek＝5Ek， （2）若粒子由bc邊離開(kāi)電場(chǎng)，L＝v0t，vy＝＝，Ek’－Ek＝mvy2＝＝，所以E＝， 若粒子由cd邊離開(kāi)電場(chǎng)，qEL＝Ek’－Ek，所以E＝， 上海卷如圖（a）所示，光滑的平行長(zhǎng)直金屬導(dǎo)軌置于水平面內(nèi)，間距為L(zhǎng)、導(dǎo)軌左端接有阻值為R的電阻，質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒垂直跨接在導(dǎo)軌上。導(dǎo)軌和導(dǎo)體棒的電阻均不計(jì)，且接觸良好。在導(dǎo)軌平面上有一矩形區(qū)域

40、內(nèi)存在著豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。開(kāi)始時(shí)，導(dǎo)體棒靜止于磁場(chǎng)區(qū)域的右端，當(dāng)磁場(chǎng)以速度v1勻速向右移動(dòng)時(shí)，導(dǎo)體棒隨之開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，同時(shí)受到水平向左、大小為f的恒定阻力，并很快達(dá)到恒定速度，此時(shí)導(dǎo)體棒仍處于磁場(chǎng)區(qū)域內(nèi)。 （1）求導(dǎo)體棒所達(dá)到的恒定速度v2； （2）為使導(dǎo)體棒能隨磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)，阻力最大不能超過(guò)多少？ （3）導(dǎo)體棒以恒定速度運(yùn)動(dòng)時(shí)，單位時(shí)間內(nèi)克服阻力所做的功和電路中消耗的電功率各為多大？ （4）若t＝0時(shí)磁場(chǎng)由靜止開(kāi)始水平向右做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)較短時(shí)間后，導(dǎo)體棒也做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，其v-t關(guān)系如圖（b）所示，已知在時(shí)刻t導(dǎo)體棋睥瞬時(shí)速度大小為vt，求導(dǎo)體棒做勻加速直線運(yùn)

41、動(dòng)時(shí)的加速度大小。 （1）E＝BL（v1－v2），I＝E/R，F(xiàn)＝BIL＝，速度恒定時(shí)有： ＝f，可得：v2＝v1－， （2）fm＝， （3）P導(dǎo)體棒＝Fv2＝f，P電路＝E2/R＝＝， （4）因?yàn)椋璮＝ma，導(dǎo)體棒要做勻加速運(yùn)動(dòng)，必有v1－v2為常數(shù)，設(shè)為Dv，a＝，則－f＝ma，可解得：a＝。 天津卷兩根光滑的長(zhǎng)直金屬導(dǎo)軌導(dǎo)軌MN、M'N'平行置于同一水平面內(nèi)，導(dǎo)軌間距為l，電阻不計(jì)，M、M'處接有如圖所示的電路，電路中各電阻的阻值均為R，電容器的電容為C。長(zhǎng)度也為l、阻值同為R的金屬棒ab垂直于導(dǎo)軌放置，導(dǎo)軌處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。ab在外力作用下向右勻

42、速運(yùn)動(dòng)且與導(dǎo)軌保持良好接觸，在ab運(yùn)動(dòng)距離為s的過(guò)程中，整個(gè)回路中產(chǎn)生的焦耳熱為Q。求： （1）ab運(yùn)動(dòng)速度v的大??；（2）電容器所帶的電荷量q. 制作 （1）設(shè)ab上產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E，回路中電流為I，ab運(yùn)動(dòng)距離s所用的時(shí)間為t，則有：E=BLv I= t= Q=I2(4R)t 由上述方程得：v= （2）設(shè)電容器兩極板間的電勢(shì)差為U，則有：U=IR 電容器所帶電荷量q=CU 解得q= 天津卷離子推進(jìn)器是新一個(gè)代航天動(dòng)力裝置，可用于衛(wèi)星姿態(tài)控制和軌道修正。推進(jìn)劑從圖中P處注入，在A處電離出正離子，BC之間加有恒定電壓，正離子進(jìn)入B時(shí)的速度忽略不計(jì)，經(jīng)加速后形成電

43、流為I的離子束后噴出。已知推進(jìn)器獲得的推力為F，單位時(shí)間內(nèi)噴出的離子質(zhì)量為J。為研究問(wèn)題方便，假定離子推進(jìn)器在太空中飛行時(shí)不受其他外力，忽略推進(jìn)器運(yùn)動(dòng)速度。郝 雙老 師制作 （1）求加在BC間的電壓U； （2）為使離子推進(jìn)器正常運(yùn)行，必須在出口D處向正離子束注入電子，試解釋其原因。 （1）設(shè)一個(gè)正離子的質(zhì)量為m、電荷量為q，加速后的速度為v，根據(jù)動(dòng)能定理，有qU=mv2 設(shè)離子推進(jìn)器在Δt時(shí)間內(nèi)噴出質(zhì)量為ΔM的正離子，并以其為研究對(duì)象，推進(jìn)器ΔM的作用力F'，由動(dòng)量定理，有 F'Δt＝ΔMv 由牛頓第三定律知F'=F 設(shè)加速后離子束的橫截面積為S，單位體積內(nèi)的離子數(shù)為n，則有I=n

44、qvS J=nmvS 兩式相比可得= 又I= 解得U= （2）推進(jìn)器持續(xù)噴出正離子束，會(huì)使帶有負(fù)電荷的電子留在其中，由于庫(kù)侖力作用將來(lái)嚴(yán)重阻礙正離子的繼續(xù)噴出，電子積累足夠多時(shí)，甚至?xí)姵龅恼x子再吸引回來(lái)，致使推進(jìn)器無(wú)法正常工作。因此，必須在出口D處發(fā)射電子注入到正離子束，以中和正離子，使推進(jìn)器獲得持續(xù)推力。 廣東卷如圖15（a）所示，一端封閉的兩條平行光滑導(dǎo)軌相距L，距左端L處的中間一段被彎成半徑為H的1/4圓弧，導(dǎo)軌左右兩段處于高度相差H的水平面上。圓弧導(dǎo)軌所在區(qū)域無(wú)磁場(chǎng)，右段區(qū)域存在磁場(chǎng)B0，左段區(qū)域存在均勻分布但隨時(shí)間線性變化的磁場(chǎng)B（t），如圖15（b）所示，兩磁場(chǎng)方

45、向均豎直向上。在圓弧頂端，放置一質(zhì)量為m的金屬棒ab，與導(dǎo)軌左段形成閉合回路，從金屬棒下滑開(kāi)始計(jì)時(shí)，經(jīng)過(guò)時(shí)間t0滑到圓弧頂端。設(shè)金屬棒在回路中的電阻為R，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，重力加速度為g。 （1）問(wèn)金屬棒在圓弧內(nèi)滑動(dòng)時(shí)，回路中感應(yīng)電流的大小和方向是否發(fā)生改變？為什么？ （2）求0到時(shí)間t0內(nèi)，回路中感應(yīng)電流產(chǎn)生的焦耳熱量。 （3）探討在金屬棒滑到圓弧底端進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)B0的一瞬間，回路中感應(yīng)電流的大小和方向。 解：（1）感應(yīng)電流的大小和方向均不發(fā)生改變。因?yàn)榻饘侔艋綀A弧任意位置時(shí)，回路中磁通量的變化率相同。 ① （2）0—t0時(shí)間內(nèi)，設(shè)回路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小為E0，感應(yīng)電流為I，感應(yīng)電

46、流產(chǎn)生的焦耳熱為Q，由法拉第電磁感應(yīng)定律： ② 根據(jù)閉合電路的歐姆定律： ③ 由焦定律及②③有： ④ （3）設(shè)金屬進(jìn)入磁場(chǎng)B0一瞬間的速度變v，金屬棒在圓弧區(qū)域下滑的過(guò)程中，機(jī)械能守恒： ⑤ 在很短的時(shí)間內(nèi)，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，金屬棒進(jìn)入磁場(chǎng)B0區(qū)域瞬間的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E，則： ⑥ 由閉合電路歐姆定律及⑤⑥，求得感應(yīng)電流： ⑦ 根據(jù)⑦討論：I.當(dāng)時(shí)，I=0； II.當(dāng)時(shí)，，方向?yàn)椋? III.當(dāng)時(shí)，，方向?yàn)椤? 廣東卷如圖16所示，沿水平方向放置一條平直光滑槽，它垂直穿過(guò)開(kāi)有小孔的兩平行薄板，板相距3.5L。槽內(nèi)有兩個(gè)質(zhì)量均為m的小球A和

47、B，球A帶電量為+2q，球B帶電量為-3q，兩球由長(zhǎng)為2L的輕桿相連，組成一帶電系統(tǒng)。最初A和B分別靜止于左板的兩側(cè)，離板的距離均為L(zhǎng)。若視小球?yàn)橘|(zhì)點(diǎn)，不計(jì)輕桿的質(zhì)量，在兩板間加上與槽平行向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)E后（設(shè)槽和輕桿由特殊絕緣材料制成，不影響電場(chǎng)的分布），求： （1）球B剛進(jìn)入電場(chǎng)時(shí)，帶電系統(tǒng)的速度大??； （2）帶電系統(tǒng)從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到速度第一次為零所需的時(shí)間及球A相對(duì)右板的位置。 解：對(duì)帶電系統(tǒng)進(jìn)行分析，假設(shè)球A能達(dá)到右極板，電場(chǎng)力對(duì)系統(tǒng)做功為W1，有： ① 而且還能穿過(guò)小孔，離開(kāi)右極板。 假設(shè)球B能達(dá)到右極板，電場(chǎng)力對(duì)系統(tǒng)做功為W2，有： 綜上所述，帶電系統(tǒng)速度第

48、一次為零時(shí)，球A、B應(yīng)分別在右極板兩側(cè)。 ② （1）帶電系統(tǒng)開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)，設(shè)加速度為a1，由牛頓第二定律：= ③ 球B剛進(jìn)入電場(chǎng)時(shí)，帶電系統(tǒng)的速度為v1，有： ④ 由③④求得： ⑤ （2）設(shè)球B從靜止到剛進(jìn)入電場(chǎng)的時(shí)間為t1，則： ⑥ 將③⑤代入⑥得： ⑦ 球B進(jìn)入電場(chǎng)后，帶電系統(tǒng)的加速度為a2，由牛頓第二定律： ⑧ 顯然，帶電系統(tǒng)做勻減速運(yùn)動(dòng)。設(shè)球A剛達(dá)到右極板時(shí)的速度為v2，減速所需時(shí)間為t2，則有： ⑨ ⑩ 求得： ⑾ 球A離電場(chǎng)后，帶電系統(tǒng)繼續(xù)做減速運(yùn)動(dòng)，設(shè)加速度為a3，再

49、由牛頓第二定律： ⑿ 設(shè)球A從離開(kāi)電場(chǎng)到靜止所需的時(shí)間為t3，運(yùn)動(dòng)的位移為x，則有： ⒀ ⒁ 求得： ⒂ 由⑦⑾⒂可知，帶電系統(tǒng)從靜止到速度第一次為零所需的時(shí)間為： ⒃ 球A相對(duì)右板的位置為： ⒄ 廣東卷圖17是某裝置的垂直截面圖，虛線A1A2是垂直截面與磁場(chǎng)區(qū)邊界面的交線，勻強(qiáng)磁場(chǎng)分布在A1A2的右側(cè)區(qū)域，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.4T，方向垂直紙面向外，A1A2與垂直截面上的水平線夾角為45°。A1A2在左側(cè)，固定的薄板和等大的擋板均水平放置，它們與垂直截面交線分別為S1、S2，相距L=0.2m。在薄板上P處開(kāi)一小孔，P與

50、A1A2線上點(diǎn)D的水平距離為L(zhǎng)。在小孔處裝一個(gè)電子快門。起初快門開(kāi)啟，一旦有帶正電微粒通過(guò)小孔，快門立即關(guān)閉，此后每隔T=3.0×10-3s開(kāi)啟一此并瞬間關(guān)閉。從S1S2之間的某一位置水平發(fā)射一速度為v0的帶正電微粒，它經(jīng)過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域后入射到P處小孔。通過(guò)小孔的微粒與檔板發(fā)生碰撞而反彈，反彈速度大小是碰前的0.5倍。 （1）經(jīng)過(guò)一次反彈直接從小孔射出的微粒，其初速度v0應(yīng)為多少？ （2）求上述微粒從最初水平射入磁場(chǎng)到第二次離開(kāi)磁場(chǎng)的時(shí)間。（忽略微粒所受重力影響，碰撞過(guò)程無(wú)電荷轉(zhuǎn)移。已知微粒的荷質(zhì)比。只考慮紙面上帶電微粒的運(yùn)動(dòng)） 解：如圖2所示，設(shè)帶正電微粒在S1S2之間任意點(diǎn)Q以水平速度v

51、0進(jìn)入磁場(chǎng)，微粒受到的洛侖茲力為f，在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為r，有：f=qv0B ① ② 由①②得： 欲使微粒能進(jìn)入小孔，半徑r的取值范圍為： ③ 代入數(shù)據(jù)得：80m/s

52、3，運(yùn)動(dòng)軌跡如答圖2所示，則有： ⑥ ⑦ ⑧ ⑨ ⑩ (s) ⑾ 江蘇卷如圖所示，帶電量分別為4q和－q的小球Ａ、Ｂ固定在水平放置的光滑絕緣細(xì)桿上，相距為d。若桿上套一帶電小環(huán)Ｃ，帶電體Ａ、Ｂ和Ｃ均可視為點(diǎn)電荷。 （１）求小環(huán)Ｃ的平衡位置。 （２）若小環(huán)Ｃ帶電量為q，將小環(huán)拉離平衡位置一小位移x(∣x∣<

53、量能譜的重要儀器。磁譜儀的工作原理如圖所示，放射源Ｓ發(fā)出質(zhì)量為m、電量為q的粒子沿垂直磁場(chǎng)方向進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為Ｂ的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，被限束光欄Ｑ限制在２的小角度內(nèi)，粒子經(jīng)磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后打到與束光欄平行的感光片Ｐ上。（重力影響不計(jì)） （１）若能量在Ｅ∽Ｅ＋ΔＥ（ΔＥ>0，且ΔＥ<<Ｅ）范圍內(nèi)的粒子均垂直于限束光欄的方向進(jìn)入磁場(chǎng)。試求這些粒子打在膠片上的范圍Δx1 . (2)實(shí)際上，限束光欄有一定的寬度，粒子將在２角內(nèi)進(jìn)入磁場(chǎng)。試求能量均為Ｅ的粒子打到感光膠片上的范圍Δx2 江蘇卷如圖所示，空間等間距分布著水平方向的條形勻強(qiáng)磁場(chǎng)，豎直方向磁場(chǎng)區(qū)域足夠長(zhǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度Ｂ＝１Ｔ，每一條形磁場(chǎng)區(qū)域的寬度

54、及相鄰條形磁場(chǎng)區(qū)域的間距均為d=0.5m，現(xiàn)有一邊長(zhǎng)l=0.2m、質(zhì)量m=0.1kg、電阻Ｒ＝0.1Ω的正方形線框ＭＮＯＰ以v0=7m/s的初速?gòu)淖髠?cè)磁場(chǎng)邊緣水平進(jìn)入磁場(chǎng)，求 （１）線框ＭＮ邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)受到安培力的大?。?。 （２）線框從開(kāi)始進(jìn)入磁場(chǎng)到豎直下落的過(guò)程中產(chǎn)生的焦耳熱Ｑ。 （３）線框能穿過(guò)的完整條形磁場(chǎng)區(qū)域的個(gè)數(shù)n。 重慶卷t=0時(shí)，磁場(chǎng)在xOy平面內(nèi)的分布如題23圖所示.其磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小均為B0,方向垂直于xOy平面,相鄰磁場(chǎng)區(qū)域的磁場(chǎng)方向相反.每個(gè)同向磁場(chǎng)區(qū)域的寬度均為l0.整個(gè)磁場(chǎng)以速度v沿x軸正方向勻速運(yùn)動(dòng). (1)若在磁場(chǎng)所在區(qū)間，xOy平面內(nèi)放置一由a匝

55、線圈串聯(lián)而成的矩形導(dǎo)線框abcd,線框的bc邊平行于x軸.bc=lB、ab=L,總電阻為R,線框始終保持靜止.求 ①線框中產(chǎn)生的總電動(dòng)勢(shì)大小和導(dǎo)線中的電流大小; ②線框所受安培力的大小和方向. (2)該運(yùn)動(dòng)的磁場(chǎng)可視為沿x軸傳播的波，設(shè)垂直于紙面向外的磁場(chǎng)方向?yàn)檎?，?huà)出L=0時(shí)磁感應(yīng)強(qiáng)度的波形圖，并求波長(zhǎng)和頻率f. 解：(1) ①切割磁感線的速度為v,任意時(shí)刻線框中電動(dòng)勢(shì)大小 g=2nBvLv (1) 導(dǎo)線中的電流大小I= (2) ②線框所受安培力的大小和方向 (3) 由左手定則判斷，線框所受安培力的方向始終沿x軸正方向. (2)磁感應(yīng)

56、強(qiáng)度的波長(zhǎng)和頻率分別為 (4) （3） (5) t=0時(shí)磁感應(yīng)強(qiáng)度的波形圖如答23圖 答23圖 重慶卷飛行時(shí)同質(zhì)譜儀可通過(guò)測(cè)量離子飛行時(shí)間得到離子的荷質(zhì)比q/m.如題24圖1,帶正電的離子經(jīng)電壓為U的電場(chǎng)加速后進(jìn)入長(zhǎng)度為L(zhǎng)的真空管AB,可測(cè)得離子飛越AB所用時(shí)間L1.改進(jìn)以上方法，如圖24圖2,讓離子飛越AB后進(jìn)入場(chǎng)強(qiáng)為E（方向如圖）的勻強(qiáng)電場(chǎng)區(qū)域BC,在電場(chǎng)的作用下離子返回B端，此時(shí)，測(cè)得離子從A出發(fā)后飛行的總時(shí)間t2,（

57、不計(jì)離子重力） （1）忽略離子源中離子的初速度，①用t1計(jì)算荷質(zhì)比;②用t2計(jì)算荷質(zhì)比. （2）離子源中相同荷質(zhì)比離子的初速度不盡相同，設(shè)兩個(gè)荷質(zhì)比都為q/m的離子在A端的速度分別為v和v′（v≠v′）,在改進(jìn)后的方法中，它們飛行的總時(shí)間通常不同，存在時(shí)間差Δt.可通過(guò)調(diào)節(jié)電場(chǎng)E使Δt=0.求此時(shí)E的大小. 解：(1) ①設(shè)離子帶電量為q,質(zhì)量為m,經(jīng)電場(chǎng)加速后的速度為v,則 2 (1) 離子飛越真空管，AB做勻速直線運(yùn)動(dòng)，則 L=m1

58、 (2) 由(1)、（2）兩式得離子荷質(zhì)比 (3) ②離子在勻強(qiáng)電場(chǎng)區(qū)域BC中做往返運(yùn)動(dòng)，設(shè)加速度為a,則qE=ma (4) L2= (5) 由(1)、(4)、（5）式得離子荷質(zhì)比 或 (6) (1) 兩離子初速度分別為v、v′,則 (7) l′=+ (8) Δt=t-t′= (9) 要使Δt＝0,則

59、須 (10) 所以E= (11) 海南卷?yè)?jù)報(bào)道，最近已研制出一種可投入使用的電磁軌道炮，其原理如圖所示。炮彈（可視為長(zhǎng)方形導(dǎo)體）置于兩固定的平行導(dǎo)軌之間，并與軌道壁密接。開(kāi)始時(shí)炮彈在導(dǎo)軌的一端，通以電流后炮彈會(huì)被磁力加速，最后從位于導(dǎo)軌另一端的出口高速射出。設(shè)兩導(dǎo)軌之間的距離m，導(dǎo)軌長(zhǎng)Ｌ＝5.0m，炮彈質(zhì)量。導(dǎo)軌上的電流I的方向如圖中箭頭所示?？梢哉J(rèn)為，炮彈在軌道內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí)，它所在處磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度始終為Ｂ＝2.0Ｔ，方向垂直于紙面向里。若炮彈出口速度為，求通過(guò)導(dǎo)軌的電流I。忽略摩擦力與重力的影響。 在導(dǎo)軌通有電流Ｉ時(shí)，炮彈作為導(dǎo)體受到磁場(chǎng)施加的安培力為Ｆ＝IwB ① 設(shè)炮彈的加速度的大小為a，則有因而　　　F=ma ② 炮彈在兩導(dǎo)軌間做勻加速運(yùn)動(dòng)，因而　　　　　　　　　　?、? 　　聯(lián)立①②③式得　　　　　　　　　　　　　　　　　　　④ 代入題給數(shù)據(jù)得：　　　　　　　　　　　　　　?、? 評(píng)分參考：①式3分，②式2分，③式2分，結(jié)果2分（⑤式2分，⑤式錯(cuò)④式對(duì)，給１分）