2019高考物理真題電磁學(xué)解答題及答案8道題

書(shū)山有路勤為徑，學(xué)海無(wú)涯苦作舟2019高考物理真題?電磁學(xué)綜合題及答案(8道題)1.如圖所示，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B.磁場(chǎng)中的水平絕緣薄板與磁場(chǎng)的左、右邊界分別垂直相交于M、N，MN=L，粒子打到板上時(shí)會(huì)被反彈(碰撞時(shí)間極短)，反彈前后水平分速度不變，豎直分速度大小不變、方向相反.質(zhì)量為m、電荷量為-q的粒子速度一定，可以從左邊界的不同位置水平射入磁場(chǎng)，在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為d,且d<L,粒子重力不計(jì)，電荷量保持不變.(1)求粒子運(yùn)動(dòng)速度的大小v；(2)欲使粒子從磁場(chǎng)右邊界射出，求入射點(diǎn)到M的最大距離d；md(3)從P點(diǎn)射入的粒子最終從Q點(diǎn)射出磁場(chǎng)，PM=d,QN=；y,求粒子從P到Q的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t.t=( d6 2t=( d6 2qB由幾何關(guān)系得d=d(1+sin60°)m(2)如圖所示，粒子碰撞后的運(yùn)動(dòng)軌跡恰好與磁場(chǎng)左邊界相切1【來(lái)源】江蘇省2019年高考物理試題TOC\o"1-5"\h\z【答案】(1)v=q4；(2)d=2+'3d；(3)A.當(dāng)L=nd+(1--)d時(shí),m m2 2/L3v3-4、nm 3、t=(―+ -)) ,8.當(dāng)L=nd+(1+—)d時(shí),d6 2qB 2分析：(1)粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)由洛倫茲力提供向心力有:v2 mvqvB=m一，解得：R=-R qB由題可得：R=d解得v=幽m本文檔由phys小王老師整理

-2兀m⑶粒子的運(yùn)動(dòng)周期T=謫設(shè)粒子最后一次碰撞到射出磁場(chǎng)的時(shí)間為t',則t=nTT+1'(n=1,3,5,……)A.當(dāng)L=nd+(1-旦)d時(shí)，粒子斜向上射出磁場(chǎng)2,1.L3<3一4、nmt'=T解得t=(一+ )——12d6 2qBB.當(dāng)L=nd+(1+—)d時(shí)，粒子斜向下射出磁場(chǎng)2d6 2qB2.空間存在一方向豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)，0、P是電場(chǎng)中的兩點(diǎn).從O點(diǎn)沿水平方向以不同速度先后發(fā)射兩個(gè)質(zhì)量均為m的小球A、B.A不帶電，B的電荷量為q(q>0).A從0點(diǎn)發(fā)射時(shí)的速度大小為v0,到達(dá)P點(diǎn)所用時(shí)間為t；B從0點(diǎn)到達(dá)P點(diǎn)所用時(shí)間為t5.重力加速度為g，求(1)電場(chǎng)強(qiáng)度的大??；B運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能.【來(lái)源】2019年全國(guó)統(tǒng)一高考物理試卷(新課標(biāo)m)【答案】⑴E【答案】⑴E=*；⑵E=2m(V2+g212)分析：小球B運(yùn)動(dòng)的加速度為a.根據(jù)牛頓定律、運(yùn)動(dòng)學(xué)公式和(1)小球B運(yùn)動(dòng)的加速度為a.根據(jù)牛頓定律、運(yùn)動(dòng)學(xué)公式和mg+qE=ma①2a(2)2=2gt2②解得E=3mg③qi，到達(dá)P點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能為￡，0、P兩點(diǎn)的高度差為i，到達(dá)P點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能為￡，0、P兩點(diǎn)的高度差為h，E一,mv2=mgh+qEh④k2 1且有

書(shū)山有路勤為徑，學(xué)海無(wú)涯苦作舟書(shū)山有路勤為徑，學(xué)海無(wú)涯苦作舟聯(lián)立③④⑤⑥式得E=2m(v2+g212)⑦.如圖所示，勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有一個(gè)用軟導(dǎo)線制成的單匝閉合線圈，線圈平面與磁場(chǎng)垂直.已知線圈的面積S=0.3m&電阻R=0.6Q,磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.2T.現(xiàn)同時(shí)向兩側(cè)拉動(dòng)線圈，線圈的兩邊在At=0.5s時(shí)間內(nèi)合到一起.求線圈在上述過(guò)程中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的平均值E；感應(yīng)電流的平均值I,并在圖中標(biāo)出電流方向;通過(guò)導(dǎo)線橫截面的電荷量q.q=0.1Cq=0.1C【答案】(1)E=0.12V；(2)I=0.2A(電流方向見(jiàn)圖)分析：(1)由法拉第電磁感應(yīng)定律有:廠A①感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的平均值E二=At磁通量的變化八①二BASBBAS解得：E=^—At代入數(shù)據(jù)得：E=0.12V；(2)由閉合電路歐姆定律可得:E平均電流I=-R代入數(shù)據(jù)得I=0.2A本文檔由phys小王老師整理.如圖所示，垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.紙面內(nèi)有一正方形均勻金屬線框abcd,其邊長(zhǎng)為L(zhǎng),總電阻為R,ad邊與磁場(chǎng)邊界平行.從ad邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)直至bc邊剛要進(jìn)入的過(guò)程中，線框在向左的拉力作用下以速度v勻速運(yùn)動(dòng)，求：(1)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小E；(2)拉力做功的功率P；ab邊產(chǎn)生的焦耳熱Q.【來(lái)源】2019年北京市高考物理試卷B2Lv2 B2Lv【答案】(1)E=BLv；(2)P=——；(3)Q=R 4R分析:由導(dǎo)體棒切割磁感線產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)綜合閉合電路歐姆定律和Q=12Rt解題.⑴從ad邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)到bc邊剛要進(jìn)入的過(guò)程中，只有ad邊切割磁感線，所以產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為：E=BLvEE⑵線框進(jìn)入過(guò)程中線框中的電流為：I=-Rad邊安培力為：FA=BIL由于線框勻速運(yùn)動(dòng)，所以有拉力與安培力大小相等，方向相反，即F=FAA所以拉力的功率為：P=Fv=FAvB2L2v2聯(lián)立以上各式解得：P=——RE(3)線框進(jìn)入過(guò)程中線框中的電流為：I=-RL進(jìn)入所用的時(shí)間為：t=vad邊的電阻為：R』ad焦耳熱為：Q=12Rdt-B2Lv聯(lián)立解得：Q=---

書(shū)山有路勤為徑，學(xué)海無(wú)涯苦作舟5.如圖所示，固定在水平面上間距為l的兩條平行光滑金屬導(dǎo)軌，垂直于導(dǎo)軌放置的兩根金屬棒MN和PQ長(zhǎng)度也為l、電阻均為R,兩棒與導(dǎo)軌始終接觸良好.MN兩端通過(guò)開(kāi)關(guān)S與電阻為R的單匝金屬線圈相連，線圈內(nèi)存在豎直向下均勻增加的磁場(chǎng)，磁通量變化率為常量k.圖中虛線右側(cè)有垂直于導(dǎo)軌平面向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B.PQ的質(zhì)量為m，金屬導(dǎo)軌足夠長(zhǎng)，電阻忽略不計(jì).(1)閉合S，若使PQ保持靜止，需在其上加多大的水平恒力F，并指出其方向；(2)斷開(kāi)S,PQ在上述恒力作用下，由靜止開(kāi)始到速度大小為口的加速過(guò)程中流過(guò)PQ的電荷量為q，求該過(guò)程安培力做的功卬.【來(lái)源】2019年天津市高考物理試卷「Bkl 1 27【答案】(1)F=，方向水平向右；(2)W=-m2--kq3R 2 3分析:(1)設(shè)線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為(1)設(shè)線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E廠A①,由法拉第電磁感應(yīng)定律E二不’則設(shè)PQ與MN并聯(lián)的電阻為R并「設(shè)PQ與MN并聯(lián)的電阻為R并「R，二2②閉合S時(shí)，設(shè)線圈中的電流為I根據(jù)閉合電路歐姆定律得設(shè)PQ中的電流為IPQ，有設(shè)PQ受到的安培力為F安，有F安二BIQ⑤保持PQ靜止，由受力平衡，有inmw本文檔由phys小王老師整理F=F安⑥聯(lián)立①②③④⑤⑥式得方向水平向右.(2)設(shè)尸。由靜止開(kāi)始到速度大小為0的加速過(guò)程中，尸。運(yùn)動(dòng)的位移為x，所用時(shí)間為At，回路中的磁通量變化為A①，平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E，有-A①TOC\o"1-5"\h\zE= ⑧At其中\(zhòng)o"CurrentDocument"A①=Blx ⑨設(shè)PQ中的平均電流為I根據(jù)電流的定義得-qI=— ?At由動(dòng)能定理，有Fx+W=—mo2-02聯(lián)立⑦⑧⑨⑩???成得6.如圖，兩金屬板P、Q水平放置，間距為d.兩金屬板正中間有一水平放置的金屬網(wǎng)G,PQG的尺寸相同.G接地，PQ的電勢(shì)均為①(①>0).質(zhì)量為m,電荷量為q(q>0)的粒子自G的左端上方距離G為h的位置，以速度v0平行于紙面水平射入電場(chǎng)，重力忽略不計(jì).(1)求粒子第一次穿過(guò)G時(shí)的動(dòng)能，以及她從射入電場(chǎng)至此時(shí)在水平方向上的位移大小；(2)若粒子恰好從G的下方距離G也為h的位置離開(kāi)電場(chǎng)，則金屬板的長(zhǎng)度最短應(yīng)為多少？書(shū)山有路勤為徑，學(xué)海無(wú)涯苦作舟【來(lái)源】2019年全國(guó)統(tǒng)一高考物理試卷(新課標(biāo)II)【答案】(1)E=1mv2+觸qh;l=v/mdh(2)L=21=2vmdh-k2od o\'抻 o\抻分析：解：(1)PG、QG間場(chǎng)強(qiáng)大小相等，均為E,粒子在PG間所受電場(chǎng)力F的方向豎直向下，設(shè)粒子的加速度大小為a,有E=為①dF=qE=ma②設(shè)粒子第一次到達(dá)G時(shí)動(dòng)能為￡,由動(dòng)能定理有qEh=E-~mv2③k2 0設(shè)粒子第一次到達(dá)G時(shí)所用時(shí)間為t,粒子在水平方向的位移為l,則有h=2at2④l=vt⑤0聯(lián)立①②③④⑤式解得E=~mv2+竺qh⑥k2 0d1=v；皿⑦"；抻(2)設(shè)粒子穿過(guò)G一次就從電場(chǎng)的右側(cè)飛出，則金屬板的長(zhǎng)度最短，由對(duì)稱性知，此時(shí)金屬板的長(zhǎng)度L為L(zhǎng)=21=2v。廿⑧7.2018年，人類歷史上第一架由離子引擎推動(dòng)的飛機(jī)誕生，這種引擎不需要燃料，也無(wú)污染物排放.引擎獲得推力的原理如圖所示，進(jìn)入電離室的氣體被電離成正離子，而后飄入電極A、B之間的勻強(qiáng)電場(chǎng)(初速度忽略不計(jì))，A、B間電壓為U，使正離子加速形成離子束，在加速過(guò)程中引擎獲得恒定的推力.單位時(shí)間內(nèi)飄入的正離子數(shù)目為定值，離子質(zhì)量為m，電荷量為Ze，其中Z是正整數(shù)，e是元電荷.(1)若引擎獲得的推力為.，求單位時(shí)間內(nèi)飄入A、B間的正離子數(shù)目N為多少；F(2)加速正離子束所消耗的功率P不同時(shí)，引擎獲得的推力F也不同，試推導(dǎo)p的表達(dá)式；FF(3)為提高能量的轉(zhuǎn)換效率，要使p盡量大，請(qǐng)?zhí)岢鲈龃髉的三條建議.【來(lái)源】2019年天津市高考物理試卷本文檔由phys小王老師整理F F■2m【答案】⑴N"豆嬴⑵p"獲⑶用質(zhì)量大的離子；用帶電量少的離子；減小加速電壓.分析：(1)設(shè)正離子經(jīng)過(guò)電極B時(shí)的速度為口，根據(jù)動(dòng)能定理，有TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"ZeU=—mu2-0 ①2設(shè)正離子束所受的電場(chǎng)力為耳，根據(jù)牛頓第三定律，有F：=F ②設(shè)引擎在M時(shí)間內(nèi)飄入電極間的正離子個(gè)數(shù)為AN，由牛頓第二定律，有u—0\o"CurrentDocument"F-ANm—a— ③“AN聯(lián)立①②③式，且n二得FN-. 1 ④2ZZemU(2)設(shè)正離子束所受的電場(chǎng)力為F'，由正離子束在電場(chǎng)中做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，有考慮到牛頓第三定律得到F'-F，聯(lián)立①⑤式得F:2m—— P\eUeUF(3)為使p盡量大，分析⑥式得到三條建議：用質(zhì)量大的離子；用帶電量少的離子；減小加速電壓.8.如圖，在直角三角形OPN區(qū)域內(nèi)存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直于紙面向外.一帶正電的粒子從靜止開(kāi)始經(jīng)電壓U加速后，沿平行于x軸的方向射入磁場(chǎng)；一段時(shí)間后，該粒子在OP邊上某點(diǎn)以垂直于x軸的方向射出.已知0點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，N點(diǎn)在y軸上，0P與x軸的夾角為30°,粒子進(jìn)入磁場(chǎng)的入射點(diǎn)與離開(kāi)磁場(chǎng)的出射點(diǎn)之間的距離為d,不計(jì)重力.求(1)帶電粒子的比荷；(2)帶電粒子從射入磁場(chǎng)到運(yùn)動(dòng)至x軸的時(shí)間.書(shū)山有路勤為徑，學(xué)海無(wú)涯苦作舟【來(lái)源】2019年全國(guó)統(tǒng)一高考物理試卷（新課標(biāo)I）【答案】（1）4U【答案】（1）4Ud2B2（2）Bd2或4U分析:〃1（D粒子從靜止被加速的過(guò)程，根據(jù)動(dòng)能定