考前20天(高考物理應(yīng)對(duì))-電磁學(xué).pdf

第 1 頁(yè) 共 22 頁(yè) 電電 磁磁 學(xué)學(xué) 1 圖中虛線是用實(shí)驗(yàn)方法描繪出的某一靜電場(chǎng)中的一簇等勢(shì)線 若不計(jì)重力的帶電粒子從 a 點(diǎn)射入電場(chǎng)后恰能沿圖中的實(shí)線運(yùn)動(dòng) b 點(diǎn)是其運(yùn)動(dòng)軌跡上的另一點(diǎn) 則下述判斷正確的是 A b 點(diǎn)的電勢(shì)一定高于 a 點(diǎn) B b 點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)一定大于 a 點(diǎn) C 帶電粒子一定帶正電 D 帶電粒子在 b 點(diǎn)的速率一定小于在 a 點(diǎn)的速率 2 一負(fù)電荷從電場(chǎng)中 A 點(diǎn)由靜止釋放 只受電場(chǎng)力作用 沿電場(chǎng)線運(yùn)動(dòng)到 B 點(diǎn) 它運(yùn)動(dòng)的 v t 圖象如圖甲所示 則兩點(diǎn) A B 所在區(qū)域的電場(chǎng)線分布情況可能是圖乙中的 3 如圖中的虛線為某電場(chǎng)的等勢(shì)面 今有兩個(gè)帶電粒子 重力不 計(jì) 以不同的速率 沿不同的方向 從 A 點(diǎn)飛入電場(chǎng)后 沿不同 的徑跡 1 和 2 運(yùn)動(dòng) 由軌跡可以斷定 A 兩粒子帶電多少一定不同 B 兩粒子的電性一定不同 C 粒子 1 的動(dòng)能和粒子 2 的電勢(shì)能都是先減少后增大 D 經(jīng)過(guò) B C 兩點(diǎn)兩粒子的速率可能不等 4 如圖所示 平行直線A A B B C C D D E E 分別表示電勢(shì) 為 4 V 2 V 0 2 V 4 V 的等勢(shì)線 若 AB BC CD DE 2 cm 且與直 線 MN 成 300角 則 A 該電場(chǎng)是勻強(qiáng)電場(chǎng) 場(chǎng)強(qiáng)方向垂直于A A 且左斜下 B 該電場(chǎng)是勻強(qiáng)電場(chǎng) 場(chǎng)強(qiáng)大小 E 2 V m C 該電場(chǎng)是勻強(qiáng)電場(chǎng) 距 C 點(diǎn)距離為 2 cm的所有點(diǎn)中 最高電勢(shì)為 4V 最低電勢(shì)為 4V 5 如圖所示 在坐標(biāo)系 xOy 的第一 四象限中存在沿 y 軸正方向的勻強(qiáng)電場(chǎng) 場(chǎng)強(qiáng)大小為 E 第 2 頁(yè) 共 22 頁(yè) A 是 y 軸上的一點(diǎn) 它到坐標(biāo)原點(diǎn) O 的距離為 h B 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 的粒子 重力忽略不計(jì) 以某一初速度沿 x 軸方向從 A 點(diǎn)進(jìn)入電場(chǎng)區(qū)域 恰 好通過(guò) x 軸上的 B 點(diǎn) 則下列說(shuō)法正確的是 A 此粒子一定帶正電 B 此粒子進(jìn)入電場(chǎng)時(shí)的速度為 0 2 qE vl mh C 到達(dá) B 點(diǎn)時(shí)粒子的速度方向與 x 軸成tan h arc l D 到達(dá) B 點(diǎn)時(shí)粒子的速度的大小為 22 4 2 qEhl v mh 6 如圖所示 豎直絕緣墻壁上的Q處有一固定的質(zhì)點(diǎn)A 在Q的正上方的P點(diǎn) 用絲線懸掛另一質(zhì)點(diǎn)B A B兩質(zhì)點(diǎn)因?yàn)閹щ姸嗷ヅ懦?致使懸線與豎直 方向成 角 由于緩慢漏電使A B兩質(zhì)點(diǎn)的帶電量逐漸減小 在電荷漏完之 前懸線對(duì)懸點(diǎn)P的拉力大小 A 保持不變 B 先變大后變小 C 逐漸減小 D 逐漸增大 7 如圖所示 燈泡 A B 都能正常發(fā)光 后來(lái)由于電路中某個(gè)電阻 發(fā)生斷路 致使燈泡 A 比原來(lái)亮一些 則斷路的電阻是 A R1 B R2 C R3 D R4 8 如圖所示 D 是一只二極管 它的作用是只允許電流從 a 流向 b 不允許電流從 b 流向 a 平行板電容器 AB 內(nèi)部原有電荷 P 處于靜止?fàn)?態(tài) 當(dāng)兩極板 A 和 B 的間距稍增大一些的瞬間 兩極板仍平行 P 的 運(yùn)動(dòng)情況將是 A 仍靜止不動(dòng) B 向下運(yùn)動(dòng) C 向上運(yùn)動(dòng) D 無(wú)法判斷 9 如圖所示為直流電車模型工作示意圖 電源電動(dòng)勢(shì) E 12V 全電路 電阻 R l 電車在水平路面上以 v 5m s 行駛 車受阻力 7 2N 則電路中電流強(qiáng)度為 A 12A B 6A C 3A D 1A 10 圖中 為理想電流表 和 為理想電壓表 為定值電阻 為可變電阻 電池 內(nèi)阻不計(jì) 則 不變時(shí) 讀數(shù)與 讀數(shù)之比等于 不變時(shí) 讀數(shù)與 讀數(shù)之比等于 第 3 頁(yè) 共 22 頁(yè) 改變一定量時(shí) 讀數(shù)的變化量與 讀數(shù)的變化量之比的絕對(duì)值等于 1 改變一定量時(shí) 讀數(shù)的變化量與 讀數(shù)的變化量之比的絕對(duì)值等于 11 回旋加速器是用來(lái)加速帶電粒子的裝置 如圖所示 它的核心部分是兩個(gè) D 形金屬盒 兩盒 相距很近 分別和高頻交流電源相連接 兩盒間的窄縫中形成勻強(qiáng)電場(chǎng) 使帶電粒子每次通過(guò) 窄縫都得到加速 兩盒放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中 磁場(chǎng)方向垂直于盒底面 帶電粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn) 動(dòng) 通過(guò)兩盒間的窄縫時(shí)反復(fù)被加速 直到達(dá)到最大圓周半徑時(shí)通過(guò)特殊裝置被引出 如果用 同一回旋加速器分別加速氚核 H 3 1 和 粒子 eH 4 2 比較它們所加 的高頻交流電源的周期和獲得的最大動(dòng)能的大小 有 A 加速氚核的交流電源的周期較大 氚核獲得的最大動(dòng)能也較大 B 加速氚核的交流電源的周期較大 氚核獲得的最大動(dòng)能較小 C 加速氚核的交流電源的周期較小 氚核獲得的最大動(dòng)能也較小 D 加速氚核的交流電源的周期較小 氚核獲得的最大動(dòng)能較大 12 某制藥廠的污水處理站的管道中安裝了如圖所示的流量計(jì) 該裝置 由絕緣材料制成 長(zhǎng) 寬 高分別為 a b c 左右兩端開口 在垂直 于上下底面方向加磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B 的勻強(qiáng)磁場(chǎng) 在前后兩個(gè)面的內(nèi)側(cè) 固定有金屬板作為電極 當(dāng)含有大量正負(fù)離子 其重力不計(jì) 的污水 充滿管口從左向右流經(jīng)該裝置時(shí) 利用電壓表所顯示的兩個(gè)電極間的 電壓 U 就可測(cè)出污水流量 Q 單位時(shí)間內(nèi)流出的污水體積 則下列 說(shuō)法正確的是 A 后表面的電勢(shì)一定高于前表面的電勢(shì) 與正負(fù)哪種離子多少無(wú)關(guān) B 若污水中正負(fù)離子數(shù)相同 則前后表面的電勢(shì)差為零 C 流量 Q 越大 兩個(gè)電極間的電壓 U 越大 D 污水中離子數(shù)越多 兩個(gè)電極間的電壓 U 越大 13 如圖 用粗細(xì)不同的銅導(dǎo)線 制成半徑相同的線圈 線圈平面與勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直 讓兩線圈 從有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)外同一高度同時(shí)自由下落 磁場(chǎng)邊界與地面水平 則 A 兩者同時(shí)落地 且落地速率相同 B 同時(shí)落地 粗線圈速率大 C 粗線圈先落地 速率相同 D 粗線圈先落地 且速率大 14 如圖所示 兩個(gè)閉合圓形線圈 A B 的圓心重合 放在同一個(gè)水平面內(nèi) 線圈 B 中通以如圖所示的交變電流 設(shè) t 0 時(shí)電流沿逆時(shí)針?lè)较?圖中箭頭 B 第 4 頁(yè) 共 22 頁(yè) 所示 對(duì)于線圈 A 在 t1 t2時(shí)間內(nèi)的下列說(shuō)法中正確的是 A 有順時(shí)針?lè)较虻碾娏?且有擴(kuò)張的趨勢(shì) B 有順時(shí)針?lè)较虻碾娏?且有收縮的趨勢(shì) C 有逆時(shí)針?lè)较虻碾娏?且有擴(kuò)張的趨勢(shì) D 有逆時(shí)針?lè)较虻碾娏?且有收縮的趨勢(shì) 15 如圖所示的電路中 理想變壓器的兩端共接有 4 只規(guī)格相同的燈泡 在開關(guān) S 閉合的情況 下 4 只燈泡的亮度相同 若將開關(guān) S 斷開 燈泡都不會(huì)損壞 則 A 燈泡 L1比 S 閉合時(shí)暗一些 B 燈泡 L1比 S 閉合時(shí)亮一些 C 燈泡 L2 L3的亮度不變 D 燈泡 L2 L3比 S 閉合時(shí)亮一些 16 真空中兩根長(zhǎng)直金屬導(dǎo)線平行放置 其中只有一根導(dǎo)線中通有方向未知的恒定電流 一電 子從 P 點(diǎn)射入兩導(dǎo)線之間的區(qū)域 初速度方向在兩導(dǎo)線所確定的平面內(nèi) 如圖所示 今用某種 方法記錄到電子運(yùn)動(dòng)軌跡的一部分如圖中的曲線 PQ 所示 由此判斷兩導(dǎo)線的通電情況是 A ab 導(dǎo)線中通有從 a 到 b 方向的電流 B ab 導(dǎo)線中通有從 b 到 a 方向的電流 C cd 導(dǎo)線中通有從 c 到 d 方向的電流 D cd 導(dǎo)線中通有從 d 到 c 方向的電流 17 一個(gè)小型水電站 其交流發(fā)電機(jī)的輸出電壓為 103v 保持不變 用如圖所 示的電路為用戶送電 已知輸電線的電阻為 16 下列說(shuō)法正確的是 A 當(dāng)用戶的用電器增 多時(shí) 用戶使用的電功率增大 但用戶得到的電壓會(huì)減小一些 B 當(dāng)用戶的用電器增多時(shí) 用戶使用的電功率增大 所以線路損失的功率將減小 C 要減小線路的損耗 應(yīng)增大升壓變壓器的匝數(shù)比 同時(shí)應(yīng)減小降壓變壓器的匝數(shù)比 D 要減小線路的損耗 應(yīng)增大升壓變壓器的匝數(shù)比 同時(shí)應(yīng)增大降壓變壓器的匝數(shù)比 第 7 題圖 P Q R a b c V0 第 5 頁(yè) 共 22 頁(yè) 18 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 方向相反的勻強(qiáng)磁場(chǎng) 磁場(chǎng)方 向均垂直于紙面 磁場(chǎng)的寬度均為 L 一形狀為等腰直角三角形的導(dǎo)線框 abc 位于紙面內(nèi) 直 角邊的長(zhǎng)度也為 L 開始時(shí) bc 邊與磁場(chǎng)的邊界 P 重合 從 t 0 時(shí)刻開始 線框勻速向右通過(guò)這 兩個(gè)磁場(chǎng)區(qū)域 速度方向垂直邊界 以 a b c a 為線框中的電流的正方向 以下四個(gè)it 關(guān) 系示意圖中能正確反映線框中電流的是 19 如圖所示 相距為 l 水平面內(nèi)有足夠長(zhǎng)度的兩條光滑平行導(dǎo)軌 在導(dǎo)軌上平行放置著質(zhì)量 和電阻均相同的兩根滑桿 ab 和 cd 導(dǎo)軌的電阻不計(jì) 磁感強(qiáng)度為 B 的勻強(qiáng)磁場(chǎng)的方向垂直于 導(dǎo)軌平面豎直向下 開始時(shí) ab 和 cd 都處于靜止?fàn)顟B(tài) 現(xiàn)給 ab 桿上作用一個(gè)水平方向的恒力 F 下列說(shuō)法中正確的是 A cd 向左運(yùn)動(dòng) B cd 向右運(yùn)動(dòng) C ab 和 cd 均先做變加速運(yùn)動(dòng) 后作勻速運(yùn)動(dòng) D ab 和 cd 均先做變加速運(yùn)動(dòng) 后作勻加速運(yùn)動(dòng) 20 粗細(xì)均勻的電阻絲圍成的正方形線框置于有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)中 磁場(chǎng)方向垂直于線框平面 其 邊界與正方形線框的邊平行 現(xiàn)使線框以同樣大小的速度沿四個(gè)不同方向平移出磁場(chǎng) 如圖所 示 則在移出過(guò)程中線框一邊a b兩點(diǎn)間的電勢(shì)差絕對(duì)值最大的是 21 某變壓器原 副線圈匝數(shù)比為 55 9 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 22 如圖 理想變壓器原副線圈匝數(shù)之比為 41 原線圈接入一電壓為 u U0sin t 的交流電源 副線圈接一個(gè) R 27 5 的負(fù)載電阻 若 U0 2202V 100 rad 則下述結(jié)論正確 t i 0 A t i 0 B t i 0 C t i 0 D 0 t 10 2 s U V 1 2 2220 2220 第 6 頁(yè) 共 22 頁(yè) 的是 A 副線圈中電壓表的讀數(shù)為 55 V B 副線圈中輸出交流電的周期為 1 s 100 C 原線圈中電流表的讀數(shù)為 0 5 A D 原線圈中的輸入功率為110 2 W 23 兩根足夠長(zhǎng)的光滑導(dǎo)軌豎直放置 間距為 L 底端接阻值為 R 的電阻 將質(zhì)量為 m 的金屬棒 懸掛在一個(gè)固定的輕彈簧下端 金屬棒和導(dǎo)軌接觸良好 導(dǎo)軌所在平面與磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B 的勻 強(qiáng)磁場(chǎng)垂直如圖所示 除電阻 R 外其余電阻不計(jì) 現(xiàn)將金屬棒從彈簧原長(zhǎng)位置由靜止釋放 則 A 釋放瞬間金屬棒的加速度等于重力加速度 g B 金屬棒向下運(yùn)動(dòng)時(shí) 流過(guò)電阻 R 的電流方向?yàn)?a b C 金屬棒的速度為 v 時(shí) 所受的安培力大小為 F 22 B L v R D 電阻 R 上產(chǎn)生的總熱量等于金屬棒重力勢(shì)能的減少 24 現(xiàn)要測(cè)電阻 R0阻值和干電池組的電動(dòng)勢(shì) E 及內(nèi)阻 r 給定的器材有 兩個(gè)理想電壓表 V 量程均為 3V 理想 電流表 A 量程為 0 6A 滑動(dòng)變阻器 R 待測(cè)的電阻 R0 兩節(jié)串聯(lián)的電池 電鍵 S 及導(dǎo)線若干 某 同學(xué)設(shè)計(jì)一個(gè)如圖 a 所示的電路同時(shí) 測(cè)電阻R0阻值和電池組的電動(dòng)勢(shì)及內(nèi)阻 調(diào)節(jié)變阻器 兩電壓表和電流表分別測(cè)得 多組 U1 U2 I 的讀數(shù) 并作出 U1 I 圖 圖線 1 和 U2 I 圖 圖線 2 見圖 b 1 由圖可知得出電阻 R0阻值為 2 電池組 E 的電動(dòng)勢(shì)為 V 內(nèi)阻為 25 用高電阻放電法測(cè)電容的實(shí)驗(yàn) 是通過(guò)對(duì)高阻值電阻放電的方法 測(cè)出電容器充電電壓為 U 時(shí) 所帶的電量為 Q 從而再求出待測(cè)電容器的電容 C 某同學(xué)的實(shí)驗(yàn)情況如下 1 按圖甲所示電路連接好實(shí)驗(yàn)電路 2 接通開關(guān) S 調(diào)節(jié)電阻箱 R 的阻值 使小量程電流表的指針偏轉(zhuǎn)接近滿刻度 記下這時(shí)電 流表的示數(shù) I0 490 A 及電壓表的示數(shù) Uo 6 2V I0 和 U0 分別是電容器放電的初始電流和電 壓 V A R 第 7 頁(yè) 共 22 頁(yè) 3 斷開開關(guān) S 同時(shí)開始計(jì)時(shí) 每隔 5s 或 10s 測(cè)一次電流 I 的值 將測(cè)得數(shù)據(jù)填入預(yù)先設(shè)計(jì) 的表格中 根據(jù)表格中的數(shù)據(jù) 10 組 表示在以時(shí)間 t 為橫坐標(biāo) 電流 I 為縱坐標(biāo)的坐標(biāo)紙上 如圖乙中用 表示的點(diǎn) 試根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果 在圖乙中作出電容器放電的 I t 圖象 并估算出該電容器兩端的電壓為 U0 時(shí)所帶的電量 Q0約為 C 該電容器的電容 C 約為 F 26 在直徑為 d 的圓形區(qū)域內(nèi)存在均勻磁場(chǎng) 磁場(chǎng)方向垂直于 圓面指向紙外 一電量為 q 質(zhì)量為 m 的粒子 從磁場(chǎng)區(qū)域的 一條直徑 AC 上的 A 點(diǎn)射入磁場(chǎng) 其速度大小為 v0 方向與 AC 成 角 若此粒子恰好能打在磁場(chǎng)區(qū)域圓周上的 D 點(diǎn) AD 與 AC 的夾角為 如圖 05 16 所示 求該勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng) 度 B 的大小 27 如圖所示 在 x 0 的區(qū)域內(nèi)存在著垂直于 xoy 平面的勻強(qiáng) 磁場(chǎng) B 磁場(chǎng)的左邊界為 x 0 一個(gè)帶電量為 q 1 0 10 17C 質(zhì)量為 m 2 0 10 25kg 的粒子 沿著 x 軸的正方向從坐標(biāo)原點(diǎn) O 射入磁場(chǎng) 恰好經(jīng)過(guò)磁場(chǎng)中的 P 點(diǎn) P 點(diǎn)的坐標(biāo)如圖所示 已 知粒子的動(dòng)能為 Ek 1 0 10 13J 不計(jì)粒子重力 求 1 勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感強(qiáng)度方向及其大小 2 粒子在磁場(chǎng)中從 O 點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到 y 軸的時(shí)間 A C D d B v0 圖 05 16 I A V S A 甲 O 20 30 40 50 60 70 80 90 100 100 400 200 300 500 600 t s 乙 10 第 8 頁(yè) 共 22 頁(yè) 28 如圖所示 水平方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)為 E 場(chǎng)區(qū)寬度為 L 豎直方向足夠長(zhǎng) 緊挨著電 場(chǎng)的是垂直于紙面向外的兩個(gè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域 其磁感應(yīng)強(qiáng)度分別為 B 和 2B 一個(gè)質(zhì)量為 m 電 量為 q 的帶正電粒子 其重力不計(jì) 從電場(chǎng)的邊界 MN 上的 a 點(diǎn)由靜止釋放 經(jīng)電場(chǎng)加速后進(jìn) 入磁場(chǎng) 經(jīng)過(guò)時(shí)間 qB m tB 6 穿過(guò)中間磁場(chǎng) 進(jìn)入右邊磁場(chǎng)后能按某一路徑再返回到電場(chǎng)的邊界 MN 上的某一點(diǎn) b 途中虛線為場(chǎng)區(qū)的分界面 求 1 中間場(chǎng)區(qū)的寬度 d 2 粒子從 a 點(diǎn)到 b 點(diǎn)所經(jīng)歷的時(shí)間 ab t 3 當(dāng)粒子第n次返回電場(chǎng)的 MN 邊界時(shí)與出發(fā)點(diǎn)之間的距 離 n s 29 如圖 一直導(dǎo)體棒質(zhì)量為 m 長(zhǎng)為 l 電阻為 r 其兩端放在位于水平面內(nèi)間距也為 l 的光 滑平行導(dǎo)軌上 并與之密接 棒左側(cè)兩導(dǎo)軌之間連接一可控制的 負(fù)載電阻 圖中未畫出 導(dǎo)軌置于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中 磁場(chǎng)的磁感應(yīng) 強(qiáng)度大小為 B 方向垂直于導(dǎo)軌所在平面 開始時(shí) 給導(dǎo)體棒一 個(gè)平行于導(dǎo)軌的初速度 v0 在棒的運(yùn)動(dòng)速度由 v0減小至 v1的過(guò)程 中 通過(guò)控制負(fù)載電阻的阻值使棒中的電流強(qiáng)度 I 保持恒定 導(dǎo) 體棒一直在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng) 若不計(jì)導(dǎo)軌電阻 求此過(guò)程中導(dǎo)體棒上 感應(yīng)動(dòng)勢(shì)的平均值和負(fù)載電阻上消耗的平均功率 30 如圖 一半徑為 R 的光滑絕緣半球面開口向下 固定在水 第 9 頁(yè) 共 22 頁(yè) 平面上 整個(gè)空間存在勻強(qiáng)磁場(chǎng) 磁感應(yīng)強(qiáng)度方向豎直向下 一電荷量為 q q 0 質(zhì)量為 m 的小球 P 在球面上做水平的勻速圓周運(yùn)動(dòng) 圓心為 O 球心 O 到該圓周上任一點(diǎn)的連線與豎 直方向的夾角為 0 2 為了使小球能夠在該圓周上運(yùn)動(dòng) 求磁感應(yīng)強(qiáng)度大小的最小值 及小球 P 相應(yīng)的速率 重力加速度為 g 31 如圖 空間存在勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng) 電場(chǎng)方向?yàn)?y 軸正方向 磁場(chǎng)方向垂直于 xy 平面 紙面 向外 電場(chǎng)和磁場(chǎng)都可以隨意加上或 撤除 重新加上的電場(chǎng)或磁場(chǎng)與撤除前的一樣 一帶正電荷的粒子從 P x 0 y h 點(diǎn)以一定的速度平行于 x 軸正向入射 這時(shí)若只有磁場(chǎng) 粒子將做半徑為 R0的圓周運(yùn)動(dòng) 若同時(shí)存在電場(chǎng)和磁場(chǎng) 粒子恰好做 直線運(yùn)動(dòng) 現(xiàn)在 只加電場(chǎng) 當(dāng)粒子從 P 點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到 x R0平面 圖中 虛線所示 時(shí) 立即撤除電場(chǎng)同時(shí)加上磁場(chǎng) 粒子繼續(xù)運(yùn)動(dòng) 其軌跡 與 x 軸交于 M 點(diǎn) 不計(jì)重力 求 粒子到達(dá) x R0平面時(shí)速度方向與 x 軸的夾角以及粒子到 x 軸的距離 M 點(diǎn)的橫坐標(biāo) xM 32 如圖所示 在真空中 半徑為 b 的虛線所圍的圓形區(qū)域內(nèi)存在勻強(qiáng)磁場(chǎng) 磁場(chǎng)方向垂直紙 面向外 在磁場(chǎng)右側(cè)有一對(duì)平行金屬板 M 和 N 兩板間距離也為 b 板長(zhǎng)為 2b 兩板的中心線 O1O2與磁場(chǎng)區(qū)域的圓心 O 在同一直線上 兩板左端與 O1也在同一直線上 有一電荷量為 q 質(zhì)量為 m 的帶正電的粒子 以速率 v0從圓周上的 P 點(diǎn)沿垂直于半徑 OO1并指向圓心 O 的方向 進(jìn)人磁場(chǎng) 當(dāng)從圓周上的 O1點(diǎn)飛出磁場(chǎng)時(shí) 給 M N 板加上如右邊圖所示電壓 u 最后粒子剛 好以平行于 N 板的速度 從 N 板的邊緣飛出 不計(jì)平行金屬板兩端的邊緣效應(yīng)及粒子所受的重 力 1 求磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度 B 的大小 2 求交變電壓的周期 T 和電壓 U0的值 3 若 2 t T 時(shí) 將該粒子從 MN 板右側(cè)沿板的中心線 O2O1 仍以速率 v0射入 M N 之間 求粒子從磁場(chǎng)中射 出的點(diǎn)到 P 點(diǎn)的距離 O T 2 U0 U0 u t T 3T 2 P v0 O O1O2 M N O h y P R M x 第 10 頁(yè) 共 22 頁(yè) 33 如圖所示 在 xOy 平面內(nèi)的第 象限中有沿 y 方向的勻強(qiáng)電場(chǎng) 場(chǎng)強(qiáng)大小為 E 在第 I 和第 II 象限有勻強(qiáng)磁場(chǎng) 方向垂直于坐標(biāo)平面向里 有一個(gè)質(zhì)量為 m 電荷量為 e 的電子 從 y 軸的 P 點(diǎn)以初速度 v0垂直于電場(chǎng)方向進(jìn)入電場(chǎng) 不計(jì)電子所受重力 經(jīng)電場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后 沿著與 x 軸負(fù)方向成 450角進(jìn)入磁場(chǎng) 并能返回到原出發(fā)點(diǎn) P 1 簡(jiǎn)要說(shuō)明電子的運(yùn)動(dòng)情況 并畫出電子運(yùn)動(dòng)軌跡的示意圖 2 求 P 點(diǎn)距坐標(biāo)原點(diǎn)的距離 3 電子從 P 點(diǎn)出發(fā)經(jīng)多長(zhǎng)時(shí)間再次返回 P 點(diǎn) 34 如圖所示 MN 是一固定在水平地面上足夠長(zhǎng)的絕緣平板 左側(cè)有擋板 整個(gè)空間有平 行于平板向右 場(chǎng)強(qiáng)為 E 2N C 的勻強(qiáng)電場(chǎng) 在板上 C 點(diǎn)的左側(cè)有一個(gè)垂直于紙面向外 磁 感應(yīng)強(qiáng)度為 B 1T 的勻強(qiáng)磁場(chǎng) 一個(gè)質(zhì)量為 m 4 10 3kg 帶負(fù)電的小物塊 帶電量 q 10 2C 從 C 點(diǎn)由靜止開始向左先做加速運(yùn)動(dòng)再做勻速運(yùn)動(dòng) 當(dāng)物體碰到左端擋板后被彈回 若在碰 撞瞬間將電場(chǎng)改為豎直向下 大小不變 小物塊返回時(shí)在磁場(chǎng)中恰做勻速運(yùn)動(dòng) 已知平板 MC 部分的長(zhǎng)度為 L 5m 物塊與平板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為 0 2 求 1 小物塊向左運(yùn)動(dòng)過(guò)程中克服摩擦力做的功 Wf 2 小物塊與左端擋板碰撞過(guò)程損失的機(jī)械能 E 3 小物塊從與 左擋板碰后到最終靜止所用時(shí)間 t 4 整個(gè)過(guò)程中由于摩擦產(chǎn)生的熱量 Q 第 11 頁(yè) 共 22 頁(yè) 35 在圖示區(qū)域中 軸上方有一勻強(qiáng)磁場(chǎng) 磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直紙面向里 大小為 B 今 有一質(zhì)子以速度 v0由 Y 軸上的 A 點(diǎn)沿 Y 軸正方向射人磁場(chǎng) 質(zhì)子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)一段 時(shí)間以后從 C 點(diǎn)進(jìn)入 軸下方的勻強(qiáng)電場(chǎng)區(qū)域中 在 C 點(diǎn)速度方向與 軸正方向夾角為 450 該勻強(qiáng)電場(chǎng)的強(qiáng)度大小為 E 方向與 Y 軸夾角為 450且斜向左上方 已知質(zhì)子的質(zhì)量為 m 電量為 q 不計(jì)質(zhì)子的重力 磁場(chǎng)區(qū)域和電場(chǎng)區(qū)域足夠大 求 1 C 點(diǎn)的坐標(biāo) 2 質(zhì)子從 A 點(diǎn)出發(fā)到第三次穿越 軸時(shí)的運(yùn)動(dòng)時(shí)間 3 質(zhì)子第四次穿越 軸時(shí)速度的大小及速度方向與電場(chǎng) E 方向的夾角 角度用反三角函數(shù)表示 36 如圖所示 足夠長(zhǎng)的光滑平行導(dǎo)軌 MN PQ 傾斜放 置 兩導(dǎo)軌間距離為 L 1 0m 導(dǎo)軌平面與水平面間的夾角為 30 磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B 的勻強(qiáng)磁 場(chǎng)垂直于導(dǎo)軌平面向上 導(dǎo)軌的 M P 兩端連接阻值為 R 3 0 的電阻 金屬棒 ab 垂直于導(dǎo) 軌放置并用細(xì)線通過(guò)光滑定滑輪與重物相連 金屬棒 ab 的質(zhì)量 m 0 20kg 電阻 r 0 50 重物的質(zhì)量 M 0 60kg 如果將金屬棒和重物由靜止釋放 金屬棒沿斜面上滑的距離與時(shí)間的 關(guān)系如下表所示 不計(jì)導(dǎo)軌電阻 g 10m s2 求 1 所加磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度 B 為多大 2 電阻 R 在 0 6s 內(nèi)產(chǎn)生的熱量為多少 時(shí)間 t s 0 0 1 0 2 0 3 0 4 0 5 0 6 上滑距離 m 0 0 05 0 15 0 35 0 70 1 05 1 40 第 12 頁(yè) 共 22 頁(yè) 37 光滑水平導(dǎo)軌寬L 1m 電阻不計(jì) 左端接有 6V 6W 的小燈 導(dǎo)軌上垂直放有一質(zhì)量m 0 5kg 電阻r 2 的 直導(dǎo)體棒 導(dǎo)體棒中間用細(xì)繩通過(guò)定滑輪吊一質(zhì)量為 M 1kg的鉤碼 鉤碼距地面高h(yuǎn) 2m 如圖所示 整個(gè)導(dǎo) 軌處于豎直方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中 磁感應(yīng)強(qiáng)度為B 2T 釋 放鉤碼 在鉤碼落地前的瞬間 小燈剛好正常發(fā)光 不計(jì)滑輪的摩擦 取g 10m s2 求 鉤 碼落地前的瞬間 導(dǎo)體棒的加速度 在鉤碼落地前的過(guò)程中小燈泡消耗的電能 在鉤碼落 地前的過(guò)程中通過(guò)電路的電量 38 如圖所示 光滑平行的金屬導(dǎo)軌MN PQ相距l(xiāng) 其框架平面與水平面成 角 在M點(diǎn)和P 點(diǎn)間接一個(gè)阻值為R的電阻 在兩導(dǎo)軌間 11 OOO O 矩形區(qū)域內(nèi)有垂直導(dǎo)軌平面向下 寬為d的 勻強(qiáng)磁場(chǎng) 磁感應(yīng)強(qiáng)度為B 一質(zhì)量為m 電阻為r的導(dǎo)體棒ab 垂直擱置于導(dǎo)軌上 與磁場(chǎng)上 邊界相距d0 現(xiàn)使它由靜止開始運(yùn)動(dòng) 在棒ab離開磁場(chǎng)前已經(jīng)做勻速直線運(yùn)動(dòng) 棒ab與導(dǎo)軌始終 保持良好的接觸 導(dǎo)軌電阻不計(jì) 求 1 棒ab在離開磁場(chǎng)下邊界時(shí)的速度 2 棒ab通過(guò)磁場(chǎng)區(qū)的過(guò)程中整個(gè)電路所消耗的電能 第 13 頁(yè) 共 22 頁(yè) 電磁學(xué)參考答案 1 D 2 C 3 BCD 4 C 5 BD 解析 粒子向下偏可知電場(chǎng)力向下 所以帶負(fù)電 A 錯(cuò) 再由類平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律可以 求得 0 2 qE vl mh 及 22 4 2 qEhl v mh 所以 BD 正確 位移與 x 軸成的角tan h arc l 速度與 x 軸成的角一定不等于tan h arc l 所以 C 錯(cuò) 6 A 對(duì)帶電小球受力分析 利用力三角形與幾何三角形相似列出比例式子 既可得出答案 為 A 7 B 8 A 9 B 電車機(jī)械功率 P fv 36W 由能量守恒有 IE I2R P 求得 I 6A 10 BCD 11 B 12 AC 13 A 14 D 15 AD 16 C 17 AD 解析 用戶的電功率大時(shí) 電流大 線路損失的電壓增多和損失的功率也增多 用 戶的電壓會(huì)略減小 故 A 正確 B 錯(cuò)誤 要減小線路的損耗就要減小線路的電流增大輸電的電 壓 故需增大升壓變壓器的匝數(shù)比 再就是用戶的電壓也要保證 220V 不變 所以用戶端的降 壓變壓器的匝數(shù)比也要增加 18 B 解析 在框剛進(jìn)入時(shí) bc 邊切割磁感線 有效切割長(zhǎng)度最大 之后有效切割長(zhǎng)度減小 所以進(jìn)入過(guò)程中感應(yīng)電流是減小的 電流方向由楞次定律可知順時(shí)針 當(dāng) bc 邊剛過(guò) Q 時(shí)兩邊 都產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)且二者相加 所以感應(yīng)電流是最初的 2 倍 方向逆時(shí)針 繼續(xù)運(yùn)動(dòng)中電流減 小 再經(jīng) L v 的時(shí)間 bc 出來(lái)磁場(chǎng)后電流又是順時(shí)針且為減小的 故答案選 B 19 BD 解析 當(dāng) ab 棒向右運(yùn)動(dòng)后產(chǎn)生感應(yīng)電流 由電流的方向和左手定則可知 cd 棒向右 運(yùn)動(dòng) 故 A 錯(cuò) B 正確 cd 棒運(yùn)動(dòng)后也產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì) 回路的總電動(dòng)勢(shì) abcd EEE 開始時(shí) ab 棒的加速度大電動(dòng)勢(shì)增加的快 總電動(dòng)勢(shì)增加則電流增大 則二者受的安培力增大 ab 棒的加 速度減小 cd 棒的加速度增大 達(dá)到穩(wěn)定時(shí) 二者的加速度相同 單位時(shí)間內(nèi)速度增加相同 也就是各自產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)的增加值相同 總電動(dòng)勢(shì)不再變化 電流不再變化 故做勻加速運(yùn)動(dòng) D 正確 20 B 21 D 22 AC 23 C 解析 在釋放的瞬間 速度為零 不受安培力的作用 只受到重力 A 對(duì) 由右手定 則可得 電流的方向從 b 到 a B 錯(cuò) 當(dāng)速度為v時(shí) 產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)為EBlv 受到的安培力 第 14 頁(yè) 共 22 頁(yè) 為FBIL 計(jì)算可得 22 B L v F R C 對(duì) 在運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中 是彈簧的彈性勢(shì)能 重力勢(shì)能和內(nèi) 能的轉(zhuǎn)化 D 錯(cuò) 24 1 4 0 2 3 0V 2 0 25 用平滑曲線連接 2 分 該電容器兩端的電壓為 U0時(shí)所帶的電量 Q0約為 8 0 9 0 10 3 C 3 分 該電容器的電容 C 約為 1 29 1 45 10 3 F 3 分 26 解 設(shè)粒子在磁場(chǎng)中圓周運(yùn)動(dòng)半徑為 R 其運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示 O 為圓心 則有 R v mBqv 2 0 0 3 分 又設(shè) AO 與 AD 的夾角為 由幾何關(guān)系知 2 cos cos2 ADd ADR 可得 sin 2 cos d R 3 分 代入 式得 cos sin 2 0 qd mv B 3 分 27 解 1 磁場(chǎng)方向垂直紙面向外 2 分 粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng) 徑跡如圖 由幾何關(guān)系知 OPr OP 40 2 1 r 25cm 3 分 r v mqvB 2 Q 2 分 2 1082 1 K mE qrqr mv BT 1 分 2 分 2 分 2 分 A C D d B v0 圖 05 16 1 o R 第 15 頁(yè) 共 22 頁(yè) 2 qB m T 2 1 分 ss T t 76 1085 710 42 1 分 28 解析 粒子從 a 點(diǎn)出發(fā) 在電場(chǎng)中加速和在磁場(chǎng)中偏轉(zhuǎn) 回到 MN 上的 b 點(diǎn) 1 粒子在 電場(chǎng)中加速運(yùn)動(dòng)時(shí) 有 2 2 1 mvqEL 解得 m qEL v 2 由 TtB 12 1 得 粒子在中間磁場(chǎng)通過(guò)的圓弧所對(duì)的圓心角為 30 粒子在中間磁場(chǎng)通過(guò)的圓弧半徑為 qB mv r 1 由幾何關(guān)系得 q mEL B rd 2 1 2 1 1 2 粒子在右邊磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng) 其圓弧對(duì)應(yīng)的圓心角為 120 則 Bq mT t B 33 2 粒子在電場(chǎng)中加速時(shí) mvtEq E qE mL tE 2 根據(jù)對(duì)稱性 Bq m Eq mL tttt BBEab 3 22 222 2 3 由軌跡圖得 1 22 11 2 32 rdrry 第 16 頁(yè) 共 22 頁(yè) 11 2 3 2 230cosryrSab o 再由周期性可得 q ELm B n Bq nmv nSS abn 2 34 2 3 2 29 解 導(dǎo)體棒所受的安培力為 F IlB 該力大小不變 棒做勻減速運(yùn)動(dòng) 因此在棒的速度從 v0減小到 v1的過(guò)程中 平均速度為 01 1 2 vvv 當(dāng)棒的速度為 v 時(shí) 感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小為 E lvB 棒中的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為ElvB 由 式得 01 1 2 El vv B 導(dǎo)體棒中消耗的熱功率為 2 1 PI r 負(fù)載電阻上消耗的平均功率為 21 PEIP 由 式得 2 201 1 2 Pl vv BII r 30 解 據(jù)題意 小球 P 在球面上做水平的勻速圓周運(yùn)動(dòng) 該圓周的圓心為 O P 受到向下的 重力 mg 球面對(duì)它沿 OP 方向的支持力 N 和磁場(chǎng)的洛侖茲力 f qvB 式中 v 為小球運(yùn)動(dòng)的速率 洛侖茲力 f 的方向指向 O 根據(jù)牛頓第二定律 0cos mgN sin sin 2 R v mNf 由 式得0 cos sinsin 2 2 qR v m qBR v 由于 v 是實(shí)數(shù) 必須滿足 cos sin4sin 2 2 gR m qBR 0 由此得 B cos 2 R g q m 可見 為了使小球能夠在該圓周上運(yùn)動(dòng) 磁感應(yīng)強(qiáng)度大小的最小值為 cos 2 min R g q m B 此時(shí) 帶電小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的速率為 m RqB v 2 sin min 第 17 頁(yè) 共 22 頁(yè) 由 式得 sin cos gR v 31 解 做直線運(yùn)動(dòng)有 0 qEqB v 做圓周運(yùn)動(dòng)有 2 0 0 0 qBm R v v 只有電場(chǎng)時(shí) 粒子做類平拋 有 qEma 00 Rt v y at v 解得 0y vv 粒子速度大小為 22 00 2 y v vvv 速度方向與 x 軸夾角為 4 粒子與 x 軸的距離為 2 0 1 22 R Hhath 撤電場(chǎng)加上磁場(chǎng)后 有 2 qBm R v v 解得 0 2RR 粒子運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示 圓心 C 位于與速度 v 方向垂直的 直線上 該直線與 x 軸和 y 軸的夾角均為 4 有幾何關(guān) 系得 C 點(diǎn)坐標(biāo)為 0 2 C xR 0 0 2 C R yHRh 過(guò) C 作 x 軸的垂線 在 CDM 中 0 2CMRR 0 2 C R CDyh 解得 22 22 00 7 4 DMCMCDRR hh M 點(diǎn)橫坐標(biāo)為 22 000 7 2 4 M xRRR hh 32 解 1 粒子自 P 點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng) 從 O1點(diǎn)水平飛出磁場(chǎng) 運(yùn)動(dòng)的半徑必為 b 則 b mv qvB 2 0 解得 bq mv B 0 2 粒子自 O1點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng) 最后恰好從 N 板的邊緣平行飛出 設(shè)運(yùn)動(dòng)時(shí)間為 t 則 2b v0t 2 0 22 1 2 2 T mR qU n b 第 18 頁(yè) 共 22 頁(yè) t nT n 1 2 解得 0 2 nv b T n 1 2 q nmv U 2 2 0 0 n 1 2 3 當(dāng) t T 2粒子以速度 v0 沿 O2O1射入電場(chǎng)時(shí) 則該粒子 恰好從 M 板邊緣以平行于極板的速度射入磁場(chǎng) 且進(jìn)入磁 場(chǎng)的速度仍為 v0 運(yùn)動(dòng)的軌道半徑仍為 b 設(shè)進(jìn)入磁場(chǎng)的點(diǎn)為 Q 離開磁場(chǎng)的點(diǎn)為 R 圓心為 O3 如 圖所示 四邊形 OQ O3R 是菱形 故 O R QO 3 所以 P O R 三點(diǎn)共線 即 POR 為圓的直徑 即 PR 間的 距離為 2b 33 解 1 軌跡如圖中虛線所示 設(shè)sOP 在電場(chǎng)中偏轉(zhuǎn) 450 說(shuō)明在 M 點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的 速度是 0 2v 由動(dòng)能定理知電場(chǎng)力做功 2 0 2 1 mvEes 得 t v s 2 0 由tvOM 0 可知sOM2 由對(duì)稱性 從 N 點(diǎn)射 出磁場(chǎng)時(shí)速度與x軸也成450 又恰好能回到P點(diǎn) 因此sON 可 知在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑sR25 1 2 eE mv s 2