2019-2020年高考物理復(fù)習(xí) 電學(xué)計算題.doc

2019-2020年高考物理復(fù)習(xí) 電學(xué)計算題1如圖3-87所示的電路中，電源電動勢24，內(nèi)阻不計，電容12，10，60，20，40，電流表的示數(shù)為零，此時電容器所帶電量7210，求電阻的阻值?圖3-872如圖3-88中電路的各元件值為：10，20，300，電源電動勢6，內(nèi)阻不計，單刀雙擲開關(guān)開始時接通觸點2，求：圖3-88（1）當(dāng)開關(guān)從觸點2改接觸點1，且電路穩(wěn)定后，電容所帶電量（2）若開關(guān)從觸點1改接觸點2后，直至電流為零止，通過電阻的電量3光滑水平面上放有如圖3-89所示的用絕緣材料制成的形滑板（平面部分足夠長），質(zhì)量為4，距滑板的壁為距離的處放有一質(zhì)量為，電量為的大小不計的小物體，物體與板面的摩擦不計，整個裝置處于場強為的勻強電場中初始時刻，滑塊與物體都靜止，試問：圖3-89（1）釋放小物體，第一次與滑板壁碰前物體的速度多大?（2）若物體與壁碰后相對水平面的速率為碰前速率的35，則物體在第二次跟壁碰撞之前，滑板相對于水平面的速度和物體相對于水平面的速度分別為多大?（3）物體從開始運動到第二次碰撞前，電場力做的功為多大?（設(shè)碰撞所經(jīng)歷時間極短）4一帶電粒子質(zhì)量為、帶電量為，可認(rèn)為原來靜止經(jīng)電壓為的電場加速后，垂直射入磁感強度為的勻強磁場中，根據(jù)帶電粒子在磁場中受力所做的運動，試導(dǎo)出它所形成電流的電流強度，并扼要說出各步的根據(jù)（不計帶電粒子的重力）5如圖3-90所示，半徑為的金屬球在勻強磁場中以恒定的速度沿與磁感強度垂直的方向運動，當(dāng)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時，試求：圖3-90（1）球內(nèi)電場強度的大小和方向?（2）球上怎樣的兩點間電勢差最大?最大電勢差是多少?6如圖3-91所示，小車的質(zhì)量2，置于光滑水平面上，初速度為14帶正電荷02的可視為質(zhì)點的物體，質(zhì)量01，輕放在小車的右端，在、所在的空間存在著勻強磁場，方向垂直紙面向里，磁感強度05，物體與小車之間有摩擦力作用，設(shè)小車足夠長，求圖3-91（1）物體的最大速度?（2）小車的最小速度?（3）在此過程中系統(tǒng)增加的內(nèi)能?（10）7把一個有孔的帶正電荷的塑料小球安在彈簧的一端，彈簧的另一端固定，小球穿在一根光滑的水平絕緣桿上，如圖3-92所示，彈簧與小球絕緣，彈簧質(zhì)量可不計，整個裝置放在水平向右的勻強電場之中，試證明：小球離開平衡位置放開后，小球的運動為簡諧運動（彈簧一直處在彈性限度內(nèi)）圖3-928有一個長方體形的勻強磁場和勻強電場區(qū)域，它的截面為邊長020的正方形，其電場強度為410，磁感強度2102，磁場方向垂直紙面向里，當(dāng)一束質(zhì)荷比為41010的正離子流以一定的速度從電磁場的正方形區(qū)域的邊界中點射入如圖3-93所示，圖3-93（1）要使離子流穿過電磁場區(qū)域而不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，電場強度的方向如何?離子流的速度多大?（2）在離電磁場區(qū)域右邊界04處有與邊界平行的平直熒光屏若撤去電場，離子流擊中屏上點，若撤去磁場，離子流擊中屏上點，求間距離9如圖3-94所示，一個初速為零的帶正電的粒子經(jīng)過、兩平行板間電場加速后，從板上的孔射出，當(dāng)帶電粒子到達(dá)點時，長方形區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)大小不變、方向垂直于紙面且方向交替變化的勻強磁場磁感強度04每經(jīng)（4）103，磁場方向變化一次粒子到達(dá)點時出現(xiàn)的磁場方向指向紙外，在處有一個靜止的中性粒子，、間距離3直線垂直平分、已知16，帶電粒子的荷質(zhì)比為1010，重力忽略不計求圖3-94（1）加速電壓為220時帶電粒子能否與中性粒子碰撞?（2）畫出它的軌跡（3）能使帶電粒子與中性粒子碰撞，加速電壓的最大值是多少?10在磁感強度05的勻強磁場中，有一個正方形金屬線圈，邊長02，線圈的邊跟磁場的左側(cè)邊界重合，如圖3-95所示，線圈的電阻04，用外力使線圈從磁場中運動出來：一次是用力使線圈從左側(cè)邊界勻速平動移出磁場；另一次是用力使線圈以邊為軸，勻速轉(zhuǎn)動出磁場，兩次所用時間都是01試分析計算兩次外力對線圈做功之差圖3-9511如圖3-96所示，在平面內(nèi)有許多電子（每個電子質(zhì)量為，電量為）從坐標(biāo)原點不斷地以相同大小的速度沿不同的方向射入第象限現(xiàn)加上一個垂直于平面的磁感強度為的勻強磁場，要求這些電子穿過該磁場后都能平行于軸向軸正方向運動，試求出符合該條件的磁場的最小面積圖3-9612如圖3-97所示的裝置，1是加速電壓，緊靠其右側(cè)的是兩塊彼此平行的水平金屬板，板長為，兩板間距離為一個質(zhì)量為、帶電量為的質(zhì)點，經(jīng)加速電壓加速后沿兩金屬板中心線以速度水平射入兩板中，若在兩水平金屬板間加一電壓，當(dāng)上板為正時，帶電質(zhì)點恰能沿兩板中心線射出；當(dāng)下板為正時，帶電質(zhì)點則射到下板上距板的左端4處為使帶電質(zhì)點經(jīng)加速后，沿中心線射入兩金屬板，并能夠從兩金屬之間射出，問：兩水平金屬板間所加電壓應(yīng)滿足什么條件，及電壓值的范圍圖3-9713人們利用發(fā)電機把天然存在的各種形式的能（水流能、煤等燃料的化學(xué)能）轉(zhuǎn)化為電能，為了合理地利用這些能源，發(fā)電站要修建在靠近這些天然資源的地方，但用電的地方卻分布很廣，因此需要把電能輸送到遠(yuǎn)方某電站輸送電壓為6000，輸送功率為500，這時安裝在輸電線路的起點和終點的電度表一晝夜里讀數(shù)相差4800（即4800度電），試求（1）輸電效率和輸電線的電阻（2）若要使輸電損失的功率降到輸送功率的2%，電站應(yīng)使用多高的電壓向外輸電?14有一種磁性加熱裝置，其關(guān)鍵部分由焊接在兩個等大的金屬圓環(huán)上的根間距相等的平行金屬條組成，成“鼠籠”狀，如圖3-98所示每根金屬條的長度為，電阻為，金屬環(huán)的直徑為、電阻不計圖中虛線表示的空間范圍內(nèi)存在著磁感強度為的勻強磁場，磁場的寬度恰好等于“鼠籠”金屬條的間距，當(dāng)金屬環(huán)以角速度繞過兩圓環(huán)的圓心的軸旋轉(zhuǎn)時，始終有一根金屬條在垂直切割磁感線“鼠籠”的轉(zhuǎn)動由一臺電動機帶動，這套設(shè)備的效率為，求電動機輸出的機械功率圖3-9815矩形線圈、材料相同，導(dǎo)線橫截面積大小不同，粗于，、由同一高度自由下落，同時進(jìn)入磁感強度為的勻強場區(qū)（線圈平面與垂直如圖3-99所示），、同時離開磁場區(qū)，試列式推導(dǎo)說明圖3-9916勻強電場的場強20101，方向水平電場中有兩個帶電質(zhì)點，其質(zhì)量均為1010質(zhì)點帶負(fù)電，質(zhì)點帶正電，電量皆為1010開始時，兩質(zhì)點位于同一等勢面上，的初速度201，的初速度121，均沿場強方向在以后的運動過程中，若用表示任一時刻兩質(zhì)點間的水平距離，問當(dāng)?shù)臄?shù)值在什么范圍內(nèi)，可判斷哪個質(zhì)點在前面（規(guī)定圖3-100中右方為前），當(dāng)?shù)臄?shù)值在什么范圍內(nèi)不可判斷誰前誰后?圖3-10017如圖3-101所示，兩根相距為的足夠長的平行金屬導(dǎo)軌位于水平的平面內(nèi)，一端接有阻值為的電阻在0的一側(cè)存在沿豎直方向的均勻磁場，磁感強度隨的增大而增大，式中的是一常量，一金屬直桿與金屬導(dǎo)軌垂直，可在導(dǎo)軌上滑動，當(dāng)0時位于0處，速度為，方向沿軸的正方向在運動過程中，有一大小可調(diào)節(jié)的外力作用于金屬桿以保持金屬桿的加速度恒定，大小為，方向沿軸的負(fù)方向設(shè)除外接的電阻外，所有其它電阻都可以忽略問：圖3-101（1）該回路中的感應(yīng)電流持續(xù)的時間多長?（2）當(dāng)金屬桿的速度大小為2時，回路中的感應(yīng)電動勢有多大?（3）若金屬桿的質(zhì)量為，施加于金屬桿上的外力與時間的關(guān)系如何?18如圖3-102所示，有一矩形絕緣木板放在光滑水平面上，另一質(zhì)量為、帶電量為的小物塊沿木板上表面以某一初速度從端沿水平方向滑入，木板周圍空間存在著足夠大、方向豎直向下的勻強電場已知物塊與木板間有摩擦，物塊沿木板運動到端恰好相對靜止，若將勻強電場方向改為豎直向上，大小不變，且物塊仍以原初速度沿木板上表面從端滑入，結(jié)果物塊運動到木板中點時相對靜止求：圖3-102（1）物塊所帶電荷的性質(zhì)；（2）勻強電場的場強大小19（1）設(shè)在磁感強度為的勻強磁場中，垂直磁場方向放入一段長為的通電導(dǎo)線，單位長度導(dǎo)線中有個自由電荷，每個電荷的電量為，每個電荷定向移動的速率為，試用通過導(dǎo)線所受的安掊力等于運動電荷所受洛倫茲力的總和，論證單個運動電荷所受的洛倫茲力圖3-103（2）如圖3-103所示，一塊寬為、厚為的金屬導(dǎo)體放在磁感應(yīng)強度為的勻強磁場中，磁場方向與金屬導(dǎo)體上下表面垂直若金屬導(dǎo)體中通有電流強度為I、方向自左向右的電流時，金屬導(dǎo)體前后兩表面會形成一個電勢差，已知金屬導(dǎo)體單位長度中的自由電子數(shù)目為，問：金屬導(dǎo)體前后表面哪一面電勢高?電勢差為多少?20某交流發(fā)電機輸出功率為510，輸出電壓為U1010，假如輸電線總電阻為10，在輸電線上損失的電功率等于輸電功率的5，用戶使用的電壓為U用380求：（1）畫出輸電線路的示意圖（在圖中標(biāo)明各部分電壓符號）（2）所用降壓變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比是多少?（使用的變壓器是理想變壓器）21如圖3-104（）所示，兩水平放置的平行金屬板、相距很近，上面分別開有小孔、，水平放置的平行金屬導(dǎo)軌與、接觸良好，且導(dǎo)軌在磁感強度為10的勻強磁場中，導(dǎo)軌間距050，金屬棒緊貼著導(dǎo)軌沿平行導(dǎo)軌方向在磁場中做往復(fù)運動其速度圖象如圖3-104（）所示，若規(guī)定向右運動速度方向為正方向，從0時刻開始，由板小孔處連續(xù)不斷以垂直于板方向飄入質(zhì)量為321021、電量161019的帶正電的粒子（設(shè)飄入速度很小，可視為零）在板外側(cè)有以為邊界的勻強磁場10，與相距10，、方向如圖所示（粒子重力及其相互作用不計）求圖3-104（1）在040時間內(nèi)哪些時刻發(fā)射的粒子能穿過電場并飛出磁場邊界?（2）粒子從邊界射出來的位置之間最大的距離為多少?22試由磁場對一段通電導(dǎo)線的作用力推導(dǎo)洛倫茲力大小的表達(dá)式推導(dǎo)過程要求寫出必要的文字說明（且畫出示意簡圖）、推導(dǎo)過程中每步的根據(jù)、以及式中各符號和最后結(jié)果的物理意義23如圖3-105所示是電飯煲的電路圖，是一個限溫開關(guān)，手動閉合，當(dāng)此開關(guān)的溫度達(dá)到居里點（103）時會自動斷開，是一個自動溫控開關(guān)，當(dāng)溫度低于約70時會自動閉合，溫度高于80時會自動斷開，紅燈是加熱狀態(tài)時的指示燈，黃燈是保溫狀態(tài)時的指示燈，限流電阻500，加熱電阻絲50，兩燈電阻不計圖3-105（1）根據(jù)電路分析，敘述電飯煲煮飯的全過程（包括加熱和保溫過程）（2）簡要回答，如果不閉合開關(guān)，電飯煲能將飯煮熟嗎?（3）計算加熱和保溫兩種狀態(tài)下，電飯煲的消耗功率之比24如圖3-106所示，在密閉的真空中，正中間開有小孔的平行金屬板、的長度均為，兩板間距離為3，電源、的電動勢相同，將開關(guān)置于端，在距板小孔正上方處由靜止釋放一質(zhì)量為、電量為的帶正電小球（可視為質(zhì)點），小球通過上、下孔時的速度之比為；若將置于端，同時在、平行板間整個區(qū)域內(nèi)加一垂直紙面向里的勻強磁場，磁感強度為在此情況下，從板上方某處釋放一個與相同的小球要使進(jìn)入、板間后不與極板碰撞而能飛離電磁場區(qū)，則釋放點應(yīng)距板多高?（設(shè)兩板外無電磁場）圖3-106圖3-10725如圖3-107所示，在絕緣的水平桌面上，固定著兩個圓環(huán)，它們的半徑相等，環(huán)面豎直、相互平行，間距是20，兩環(huán)由均勻的電阻絲制成，電阻都是9，在兩環(huán)的最高點和之間接有一個內(nèi)阻為05的直流電源，連接導(dǎo)線的電阻可忽略不計，空間有豎直向上的磁感強度為346101的勻強磁場一根長度等于兩環(huán)間距，質(zhì)量為10，電阻為15的均勻?qū)w棒水平地置于兩環(huán)內(nèi)側(cè)，不計與環(huán)間的磨擦，當(dāng)將棒放在其兩端點與兩環(huán)最低點之間所夾圓弧對應(yīng)的圓心角均為60時，棒剛好靜止不動，試求電源的電動勢（取102）26利用學(xué)過的知識，請你設(shè)計一個方案想辦法把具有相同動能的質(zhì)子和粒子分開要說出理由和方法27如圖3-108所示是一個電子射線管，由陰極上發(fā)出的電子束被陽極與陰極K間的電場加速，從陽極上的小孔穿出的電子經(jīng)過平行板電容器射向熒光屏，設(shè)、K間的電勢差為U，電子自陰極發(fā)出時的初速度可不計，電容器兩極板間除有電場外，還有一均勻磁場，磁感強度大小為，方向垂直紙面向外，極板長度為，極板到熒光屏的距離為，設(shè)電子電量為，質(zhì)量為問圖3-108（1）電容器兩極板間的電場強度為多大時，電子束不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，直射到熒光屏上的點；（2）去掉兩極板間電場，電子束僅在磁場力作用下向上偏轉(zhuǎn)，射在熒光屏上的點，求到點的距離28如圖3-109所示，電動機通過其轉(zhuǎn)軸上的絕緣細(xì)繩牽引一根原來靜止的長為1，質(zhì)量01的導(dǎo)體棒，導(dǎo)體棒緊貼在豎直放置、電阻不計的金屬框架上，導(dǎo)體棒的電阻1，磁感強度1的勻強磁場方向垂直于導(dǎo)體框架所在平面當(dāng)導(dǎo)體棒在電動機牽引下上升38時，獲得穩(wěn)定速度，此過程中導(dǎo)體棒產(chǎn)生熱量2電動機工作時，電壓表、電流表的讀數(shù)分別為7和1，電動機的內(nèi)阻1不計一切摩擦，取102求：圖3-109（1）導(dǎo)體棒所達(dá)到的穩(wěn)定速度是多少?（2）導(dǎo)體棒從靜止到達(dá)穩(wěn)定速度的時間是多少?29如圖3-110所示，一根足夠長的粗金屬棒固定放置，它的端連一個定值電阻，定值電阻的另一端連接在金屬軸上，另外一根長為的金屬棒，端與軸相連，端與棒上的一點接觸，此時與間的夾角為45，如圖所示，空間存在著方向垂直紙面向外的勻強磁場，磁感強度大小為，現(xiàn)使棒以為軸逆時針勻速轉(zhuǎn)動半周，角速度大小為，轉(zhuǎn)動過程中與棒接觸良好，兩金屬棒及導(dǎo)線的電阻都可忽略不計（1）求出電阻中有電流存在的時間；（2）寫出這段時間內(nèi)電阻兩端的電壓隨時間變化的關(guān)系式；（3）求出這段時間內(nèi)流過電阻的總電量圖3-110圖3-11130如圖3-111所示，不計電阻的圓環(huán)可繞軸轉(zhuǎn)動，、是過軸的導(dǎo)體輻條，圓環(huán)半徑10，圓環(huán)處于勻強磁場中且圓環(huán)平面與磁場垂直，磁感強度10，為使圓環(huán)勻速轉(zhuǎn)動時電流表示數(shù)為2，則與環(huán)間摩擦力的大小為多少?31來自質(zhì)子源的質(zhì)子（初速度為零），經(jīng)一加速電壓為800的直線加速器加速，形成電流強度為1的細(xì)柱形質(zhì)子流已知質(zhì)子電荷1.601019則（1）這束質(zhì)子流每秒打到靶上的質(zhì)子數(shù)為多少？（2）假定分布在質(zhì)子源到靶之間的加速電場是均勻的，在質(zhì)子束中與質(zhì)子源相距和4的兩處，各取一段極短的相等長度的質(zhì)子流，其中的質(zhì)子數(shù)分別為1和2，則12為多少？32由安培力公式導(dǎo)出運動的帶電粒子在磁場中所受洛淪茲力的表達(dá)式，要求扼要說出各步的根據(jù)（設(shè)磁感強度與電流方向垂直）33試根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，推導(dǎo)出導(dǎo)線切割磁感線（即在，條件下，如圖3109所示，導(dǎo)線沿平行導(dǎo)軌以速度勻速滑動）產(chǎn)生感應(yīng)電動勢大小的表達(dá)式 圖3109圖311034普通磁帶錄音機是用一個磁頭來錄音和放音的磁頭結(jié)構(gòu)如圖3110所示，在一個環(huán)形鐵芯上繞一個線圈，鐵芯有個縫隙，工作時磁帶就貼著這個縫隙移動錄音時，磁頭線圈跟微音器相連，放音時，磁頭線圈改為跟場聲器相連磁帶上涂有一層磁粉，磁粉能被磁化且留下剩磁微音器的作用是把聲音的變化轉(zhuǎn)化為電流的變化揚聲器的作用是把電流的變化轉(zhuǎn)化為聲音的變化根據(jù)學(xué)過的知識，把普通錄音機錄、放音的基本原理簡明扼要地寫下來35一帶電粒子質(zhì)量為、帶電量為，認(rèn)為原來靜止經(jīng)電壓加速后，垂直射入磁感強度為的勻強磁場中，根據(jù)帶電粒子在磁場中受力運動，導(dǎo)出它形成電流的電流強度，并扼要說出各步的根據(jù)36如圖3111所示，有、三個接線柱，、間接有內(nèi)阻不計、電動勢為5的電源，手頭有四個阻值完全相同的電阻，將它們適當(dāng)組合，接在、和、間，構(gòu)成一個回路，使、間電壓為3，、間電壓為2，試設(shè)計兩種方案，分別畫在（）、（）中圖3111圖311237如圖3112所示，勻強電場的電場強度為，一帶電小球質(zhì)量為，輕質(zhì)懸線長為，靜止時與豎直方向成30角現(xiàn)將小球拉回豎直方向（虛線所示），然后由靜止釋放，求：（1）小球帶何種電荷？電量多少？（2）小球通過原平衡位置時的速度大??？38用同種材料，同樣粗細(xì)的導(dǎo)線制成的單匝圓形線圈，如圖3113所示，122，當(dāng)磁感強度以1的變化率變化時，求內(nèi)外線圈的電流強度之比？電流的熱功率之比？圖3113圖3114圖311539如圖3114所示，和為相距30的平行金屬長導(dǎo)軌，電阻為0.3的金屬棒可緊貼平行導(dǎo)軌運動相距20，水平放置的兩平行金屬板和分別與金屬棒的、端相連圖中00.1，金屬棒，導(dǎo)軌和連線的電阻不計，整個裝置處于垂直紙面向里的勻強磁場中當(dāng)金屬棒以速率向右勻速運動時，恰能使一帶電粒子以速率在兩金屬板間做勻速圓周運動求金屬棒勻速運動的速率的取值范圍40如圖3115所示，長為、電阻0.3、質(zhì)量0.1的金屬棒垂直跨擱在位于水平面上的兩條平行光滑金屬導(dǎo)軌上，兩導(dǎo)軌間距也是，棒與導(dǎo)軌間接觸良好，導(dǎo)軌電阻不計，導(dǎo)軌左端接有0.5的電阻，量程為03.0的電流表串接在一條導(dǎo)軌上，量程為01.0的電壓表接在電阻的兩端，垂直導(dǎo)軌平面的勻強磁場向下穿過平面現(xiàn)以向右恒定外力使金屬棒右移，當(dāng)金屬棒以2的速度在導(dǎo)軌平面上勻速滑動時，觀察到電路中的一個電表正好滿偏，則另一個電表未滿偏問：（1）此滿偏的電表是什么表？說明理由（2）拉動金屬棒的外力多大？（3）此時撤去外力，金屬棒將逐漸慢下來，最終停止在導(dǎo)軌上求從撤去外力到金屬棒停止運動的過程中通過電阻的電量41如圖3116所示，、為兩勻強磁場區(qū)，區(qū)域的磁場方向垂直紙面向里，區(qū)域的磁場方向垂直紙面向外，磁感強度均為兩區(qū)域之間有寬的區(qū)域，區(qū)域內(nèi)無磁場有一邊長為（），電阻為的正方形金屬框（不計重力）置于區(qū)域，邊與磁場邊界平行，現(xiàn)拉著金屬框以速度向右勻速移動（1）分別求出當(dāng)邊剛進(jìn)入中央無磁區(qū)和剛進(jìn)入磁場區(qū)時，通過邊的電流的大小和方向（2）把金屬框從區(qū)域完全拉入?yún)^(qū)域過程中的拉力所做的功是多少？圖3116圖3117圖311842在兩根豎直放置且相距1的足夠長的光滑金屬導(dǎo)軌、的上端接一定值電阻，其阻值為1，導(dǎo)軌電阻不計，現(xiàn)有一質(zhì)量為0.1、電阻0.5的金屬棒垂直跨接在兩導(dǎo)軌之間，如圖3117所示整個裝置處在垂直導(dǎo)軌平面的勻強磁場中，磁感強度0.5，現(xiàn)將棒由靜止釋放（與導(dǎo)軌始終垂直且接觸良好，取102），試求：（1）棒的最大速度？（2）當(dāng)棒的速度為3時的加速度？43兩條平行裸導(dǎo)體軌道、所在平面與水平面間夾角為，相距為，軌道下端與電阻相連，質(zhì)量為的金屬棒垂直斜面向上，如圖3118所示，導(dǎo)軌和金屬棒的電阻不計，上下的導(dǎo)軌都足夠長，有一個水平方向的力垂直金屬棒作用在棒上，棒的初狀態(tài)速度為零（1）當(dāng)水平力大小為、方向向右時，金屬棒運動的最大速率是多少？（2）當(dāng)水平力方向向左時，其大小滿足什么條件，金屬棒可能沿軌道向下運動？（3）當(dāng)水平力方向向左時，其大小使金屬棒恰不脫離軌道，金屬棒運動的最大速率是多少？44如圖3119，一個圓形線圈的匝數(shù)1000，線圈面積2002，線圈的電阻為1，在線圈外接一個阻值4的電阻，電阻的一端跟地相接，把線圈放入一個方向垂直線圈平面向里的勻強磁場中，磁感強度隨時間變化規(guī)律如圖線所示求：（1）從計時起在3、5時穿過線圈的磁通量是多少？（2）點的最高電勢和最低電勢各多少？圖3119圖312045如圖3120所示，直線左邊區(qū)域存在磁感強度為的勻強磁場，磁場方向垂直紙面向里由導(dǎo)線彎成的半徑為的圓環(huán)處在垂直于磁場的平面內(nèi)，且可繞環(huán)與的切點在該平面內(nèi)轉(zhuǎn)動現(xiàn)讓環(huán)以角速度順時針轉(zhuǎn)動，試求（1）環(huán)在從圖示位置開始轉(zhuǎn)過半周的過程中，所產(chǎn)生的平均感應(yīng)電動勢大??；（2）環(huán)從圖示位置開始轉(zhuǎn)過一周的過程中，感應(yīng)電動勢（瞬時值）大小隨時間變化的表達(dá)式；（3）圖3121是環(huán)在從圖示位置開始轉(zhuǎn)過一周的過程中，感應(yīng)電動勢（瞬時值）隨時間變化的圖象，其中正確的是圖圖312146如圖3122所示，足夠長的形導(dǎo)體框架的寬度0.5，電阻忽略不計，其所在平面與水平面成37角，磁感強度0.8的勻強磁場方向垂直于導(dǎo)體框平面，一根質(zhì)量為0.2、有效電阻2的導(dǎo)體棒垂直跨放在形框架上該導(dǎo)體棒與框架間的動摩擦因數(shù)0.5，導(dǎo)體棒由靜止開始沿架框下滑到剛開始勻速運動時，通過導(dǎo)體棒截面的電量共為2求：（1）導(dǎo)體棒做勻速運動時的速度；（2）導(dǎo)體棒從開始下滑到剛開始勻速運動這一過程中，導(dǎo)體棒的有效電阻消耗的電功（370.6，370.8，102）圖3122圖3123圖312447一個質(zhì)量為、帶電量為的運動粒子（不計重力），從點處沿方向以初速度0射入一個邊界為矩形的勻強磁場中，磁場方向垂直于平面向里，它的邊界分別是0，1.5，1.5，如圖3123所示，改變磁感強度的大小，粒子可從磁場不同邊界面射出，并且射出磁場后偏離原來速度方向的角度會隨之改變，試討論粒子可以從哪幾個邊界射出并與之對應(yīng)的磁感強度的大小及偏轉(zhuǎn)角度各在什么范圍內(nèi)？48如圖3124所示，半徑10的圓形勻強磁場區(qū)域邊界跟軸相切于坐標(biāo)系原點，磁感強度0.332，方向垂直于紙面向里在處有一放射源，可沿紙面向各個方向射出速率均為3.2106的粒子，已知粒子的質(zhì)量6.641027，電量3.21019求：（1）畫出粒子通過磁場空間做圓運動的圓心點軌跡，并說明作圖的依據(jù)（2）求出粒子通過磁場空間的最大偏轉(zhuǎn)角（3）再以過點并垂直于紙面的直線為軸旋轉(zhuǎn)磁場區(qū)域，能使穿過磁場區(qū)且偏轉(zhuǎn)角最大的粒子射到正方向的軸上，則圓形磁場區(qū)的直徑至少應(yīng)轉(zhuǎn)過多大角度？49如圖3125所示，矩形平行金屬板、，間距是板長的23倍，為兩板的對稱軸線當(dāng)板間加有自向的勻強電場時，以某一速度自點沿飛進(jìn)的帶電粒子（重力不計），經(jīng)時間，恰能擦M板右端飛出，現(xiàn)用垂直紙面的勻強磁場取代電場，上述帶電粒子仍以原速度沿飛進(jìn)磁場，恰能擦N板右端飛出，則（1）帶電粒子在板間磁場中歷時多少？（2）若把上述電場、磁場各維持原狀疊加，該帶電粒子進(jìn)入電磁場時的速度是原速度的幾倍才能沿做直線運動？圖3125圖3126圖312750如圖3126所示，環(huán)狀勻強磁場圍成的中空區(qū)域，具有束縛帶電粒子作用設(shè)環(huán)狀磁場的內(nèi)半徑110，外半徑為220，磁感強度0.1，中空區(qū)域內(nèi)有沿各個不同方向運動的粒子，試計算能脫離磁場束縛而穿出外圓的粒子的速度最小值，并說明其運動方向（已知質(zhì)子的荷質(zhì)比108）51如圖3127所示，在光滑水平直軌道上有、兩個小絕緣體，它們之間由一根長為的輕質(zhì)軟線相連（圖中未畫出）的質(zhì)量為，帶有正電荷，電量為；的質(zhì)量為4，不帶電空間存在著方向水平向右的勻強電場，場強大小為開始時外力把、靠在一起（的電荷不會傳遞給）并保持靜止某時刻撤去外力，將開始向右運動，直到細(xì)線被繃緊當(dāng)細(xì)線被繃緊時，兩物體間將發(fā)生時間極短的相互作用，已知開始運動時的速度等于線剛要繃緊瞬間的速度的13，設(shè)整個過程中的帶電量保持不變求：（1）細(xì)線繃緊前瞬間的速度0（2）從開始運動到線第二次被繃緊前的過程中，與是否能相碰？若能相碰，求出相碰時的位移大小及、相碰前瞬間的速度；若不能相碰，求出與間的最短距離及線第二次被繃緊前的位移52如圖3128（）所示，兩平行金屬板、間距離為，板上有兩個正對的小孔和在兩板間加如圖3128（）所示的交變電壓，0時，板電勢高于板電勢這時，有一質(zhì)量為、帶電量為的正離子（重力不計），經(jīng)03的電壓加速后從孔射入兩板間，經(jīng)過兩個周期恰從孔射出求交變電壓周期的可能值并畫出不同周期下離子在兩板間運動的圖線圖3128圖312953如圖3129所示，在半徑為的絕緣圓筒內(nèi)有磁感強度為的勻強磁場，方向垂直紙面向里，圓筒正下方有小孔與平行金屬板M、N相通兩板間距離為，與電動勢為的電源連接，一帶電量為、質(zhì)量為的帶電粒子，開始時靜止于點正下方緊靠N板的點，經(jīng)電場加速后從點進(jìn)入磁場，并以最短的時間從點射出已知帶電粒子與筒壁的碰撞是彈性碰撞求：（1）筒內(nèi)磁場的磁感強度大小；（2）帶電粒子從點出發(fā)至從點射出所經(jīng)歷的時間54如圖3130所示，在垂直坐標(biāo)平面方向上有足夠大的勻強磁場區(qū)域，其磁感強度1，一質(zhì)量為31016、電量為1108的質(zhì)點（其重力忽略不計），以4106速率通過坐標(biāo)原點，之后歷時4108飛經(jīng)軸上點，試求帶電質(zhì)點做勻速圓周運動的圓心坐標(biāo)，并在坐標(biāo)系中畫出軌跡示意圖圖3130圖3131圖313255一個質(zhì)量為的絕緣小車，靜止在光滑水平面上，在小車的光滑板面上放一個質(zhì)量為、帶電量為的帶電小物體（可視為質(zhì)點），小車質(zhì)量與物塊質(zhì)量之比71，物塊距小車右端擋板距離為，小車車長為，且1.5，如圖3131所示，現(xiàn)沿平行車身方向加一電場強度為的水平向右的勻強電場，帶電小物塊由靜止開始向右運動，之后與小車右端擋板相碰，若碰后小車速度大小為碰撞前小物塊速度大小的14，并設(shè)小物塊滑動過程及其與小車相碰的過程中，小物塊帶電量不變（1）通過分析與計算說明，碰撞后滑塊能否滑出小車的車身？（2）若能滑出，求出由小物塊開始運動至滑出時電場力對小物塊所做的功；若不能滑出，則求出小物塊從開始運動至第二次碰撞時電場力對小物塊所做的功56如圖3132所示，在0區(qū)域內(nèi)有垂直于紙面的勻強磁場一個質(zhì)量為、電量為的質(zhì)子以速度水平向右通過軸上點，最后從軸上的M點射出，已知M點到原點的距離為，質(zhì)子射出磁場時速度方向與軸負(fù)方向夾角30，求：（1）磁感強度的大小和方向（2）如果在軸右方再加一個勻強電場就可使質(zhì)子最終能沿軸正方向做勻速直線運動從質(zhì)子經(jīng)過點開始計時，再經(jīng)多長時間加這個勻強電場？并求電場強度的大小和方向57某空間存在著一個變化的電場和一個變化的磁場，電場方向向右（如圖3133中由到的方向），電場變化如圖3133中圖象，磁感強度變化如圖3133中圖象在點，從1（即1末）開始，每隔2，有一個相同的帶電粒子（重力不計）沿方向（垂直于）以速度射出，恰都能擊中點，若2，且粒子在間運動的時間小于1，求：（1）圖線上0和0的比值，磁感強度的方向；（2）若第1個粒子擊中點的時刻已知為（1），那么第2個粒子擊中點的時刻是多少？圖313358如圖3134所示的電路中，4個電阻的阻值均為，為直流電源，其內(nèi)阻可以不計，沒有標(biāo)明正負(fù)極平行板電容器兩極板間的距離為在平行板電容器兩極板間有一質(zhì)量為、電量為的帶電小球當(dāng)開關(guān)閉合時，帶電小球靜止在兩極板間的中點上現(xiàn)把開關(guān)打開，帶電小球便往平行板電容器的某個極板運動，并與此極板碰撞，設(shè)在碰撞時沒有機械能損失，但帶電小球的電量發(fā)生變化，碰后小球帶有與該極板相同性質(zhì)的電荷，而且所帶電量恰好剛能使它運動到平行板電容器的另一極板求小球與電容器某個極板碰撞后所帶的電荷圖313459如圖3135甲所示，兩塊平行金屬板，相距為，加上如圖3135乙所示的方波形電壓，電壓的最大值為，周期為，現(xiàn)有一離子束，其中每個粒子的帶電量為，從與兩板等距處沿與板平行的方向連續(xù)地射入，設(shè)粒子通過平行板所用的時間為（和電壓變化的周期相同），且已知所有的粒子最后都可以通過兩板間的空間而打在右端的靶上，試求粒子最后打在靶上的位置范圍（即與的最大距離和最小距離），不計重力的影響圖313560一質(zhì)量為、帶電量為的粒子以速度0從點沿軸正方向射入磁感強度為的一圓形勻強磁場區(qū)域，磁場方向垂直于紙面粒子飛出磁場區(qū)域后，從處穿過軸，速度方向與軸正方向夾角為30，如圖3136所示帶電粒子重力忽略不計試求：（1）圓形磁場區(qū)域的最小面積（2）粒子從進(jìn)入磁場區(qū)到達(dá)點所經(jīng)歷的時間及點的坐標(biāo)圖3136圖313761如圖3137（）所示，在坐標(biāo)平面的第象限內(nèi)，有一個勻強磁場，磁感強度大小恒為0，方向垂直于平面，且隨時間作周期性變化，如圖3137（）所示，規(guī)定垂直平面向里的磁場方向為正一個質(zhì)量為、電量為的正粒子，在0時刻從坐標(biāo)原點以初速度0沿軸正方向射入，在勻強磁場中運動，運動中帶電粒子只受洛淪茲力作用，經(jīng)過一個磁場變化周期（未確定）的時間，粒子到達(dá)第象限內(nèi)的某一點，且速度方向沿軸正方向（1）若、連線與軸之間的夾角為45，則磁場變化的周期為多大？（2）因點的位置隨著磁場周期的變化而變動，試求點的縱坐標(biāo)的最大值為多少？62如圖3138所示，一個質(zhì)量為、帶電量為的正離子，在處沿著圖示的方向進(jìn)入磁感強度為的勻強磁場，此磁場方向垂直紙面向里，結(jié)果離子正好從離開點距離為的小孔沿垂直于的方向進(jìn)入勻強電場，此電場方向與平行且向上，最后離子打在處，而離點距離為2（），不計粒子重力，離子運動軌跡始終在紙面內(nèi)求：（1）離子從到所需的時間；（2）離子到達(dá)處時的動能圖3138圖313963如圖3139所示，一帶電量為液滴在一足夠大的相互垂直的勻強電場和勻強磁場中運動已知電場強度為，方向豎直向下，磁感強度為，方向如圖若此液滴在垂直于磁場的平面內(nèi)做半徑為的圓周運動（空氣浮力和阻力忽略不計）（1）液滴的速度大小如何？繞行方向如何？（2）若液滴運行到軌道最低點時，分裂成兩個大小相同的液滴，其中一個液滴分裂后仍在原平面內(nèi)做半徑為13的圓周運動，繞行方向不變，且此圓周最低點也是，問另一液滴將如何運動？并在圖中作出其運動軌跡（3）若在點水平面以下的磁感強度大小變?yōu)?，方向不變，則要使兩液滴再次相碰，與之間應(yīng)滿足什么條件？參考解答1解：電容器兩端電壓6，（），8若6814，則有（），714若862，則有（），1102解：（1）接通1后，電阻、串聯(lián)，有（）01電容器兩端電壓（）4電容器帶電量1210（2）開關(guān)再接通2，電容器放電，外電路分為、和、兩個支路，通過兩支路的電量分別為和，；與的分配與兩支路電阻成反比，通過兩支路的電量則與電流成正比，故流經(jīng)兩支路的電量12和34與兩支路的電阻成反比，即1234（）（）40202，123412103，所以1223081033解：（1）對物體，根據(jù)動能定理，有（12）2，得（2）物體與滑板碰撞前后動量守恒，設(shè)物體第一次與滑板碰后的速度為；滑板的速度為，則4若（35），則10，因為，不符合實際，故應(yīng)?。?5），則（25）（25）在物體第一次與壁碰后到第二次與壁碰前，物體做勻變速運動，滑板做勻速運動，在這段時間內(nèi)，兩者相對于水平面的位移相同（）2，即（75）（75）（3）電場力做功（12）（12）（12）（135）4帶電粒子經(jīng)電壓加速后速度達(dá)到，由動能定理，得（12）帶電粒子以速度垂直射入勻強磁場中，要受到洛倫茲力的作用，帶電粒子在垂直磁場方向的平面內(nèi)做勻速圓周運動，洛倫茲力就是使帶電粒子做勻速圓周運動的向心力，洛倫茲力為，根據(jù)牛頓第二定律，有，式中為圓半徑帶電粒子做勻速圓周運動的周期為22，在一個周期的時間內(nèi)通過軌道某個截面的電量為，則形成環(huán)形電流的電流強度25（1）穩(wěn)定時球內(nèi)電子不做定向運動，其洛倫茲力與電場力相平衡，有，方向豎直向下（2）球的最低點與最高點之間的電勢差最大226解：（1）對物體：，當(dāng)速度最大時，有0，即10（2）、系統(tǒng)動量守：，135，即為的最小速度（3）（12）（12）（12）8757解：設(shè)小球帶電荷量為，電場的電場強度為，彈簧的勁度系數(shù)為在小球處于平衡位置時，彈簧伸長量為當(dāng)小球向右移動，彈簧總伸長為，以向右為正，小球所受合外力合（），解、得合由此可知：小球離開平衡位置，所受到合外力總指向平衡位置，與相對于平衡位置的位移成正比，所以小球所做的運動為簡諧運動8解：（1）電場方向向下，與磁場構(gòu)成粒子速度選擇器，離子運動不偏轉(zhuǎn)，則，210（2）撤去電場，離子在磁場中做勻速圓周運動，所需向心力為洛倫茲力，于是，04離子離開磁場區(qū)邊界時，偏轉(zhuǎn)角12，即30如圖17甲所示偏離距離005離開磁場后離子做勻速直線運動，總的偏離距離為028若撤去磁場，離子在電場中做勻變速曲線運動，通過電場的時間，加速度偏轉(zhuǎn)角為如圖17乙所示，則（）（12），圖17偏離距離為（12）005離開電場后離子做勻速直線運動，總的偏離距離025，、間的距離0539解：（1）設(shè)帶電粒子在磁場中做勻速圓周運動的半徑為，周期為2（2）10，恰為半個周期磁場改變一次方向，時間內(nèi)粒子運動半個圓周由（12）和，解得05，可見6加速電壓200時，帶電粒子能與中性粒子碰撞（2）如圖18所示圖18（3）帶電粒子與中性粒子碰撞的條件是：之間距離是2的整數(shù)倍，且2，最小為2，即075由和（12），解得45010使線圈勻速平動移出磁場時，邊切割磁感線而產(chǎn)生恒定感應(yīng)電動勢，線圈中產(chǎn)生恒定的感生電流，外力對線圈做的功等于線圈中消耗的電能外電，由、并代入數(shù)據(jù)解出001線圈以為軸勻速轉(zhuǎn)出磁場時，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流都是按正統(tǒng)規(guī)律變化的感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流的最大值為：，式中的是線圈面積，是線圈旋轉(zhuǎn)的角速度，電路中消耗的電功率應(yīng)等于有有，外力對線圈做的功應(yīng)等于電路中消耗的電能外電有有（2）00123兩次外力做功之差2310311解：所有電子均在勻強磁場中做半徑（）的勻速圓周運動，沿軸正方向射入的電子須轉(zhuǎn)過14圓周才能沿軸正方向運動，它的軌跡可當(dāng)作該磁場的上邊界（如圖19所示），圖19其圓的方程為：（）沿與軸成任意角（900）射入的電子轉(zhuǎn)過一段較短的圓?。ㄆ鋱A心為）運動方向亦可沿軸正方向，設(shè)點坐標(biāo)為（，），因為必定垂直于軸，可得方程：（），此方程也是一個半徑為的圓，這就是磁場的下邊界該磁場的最小范圍應(yīng)是以上兩方程所代表的兩個圓的交集，其面積為2（4）（2）（2）2）（）（）12當(dāng)兩金屬板間加電壓、上板為正時，對質(zhì)點有，下板為正時：（），由解出：2帶電質(zhì)點射到下板距左端（14）處，在豎直方向做勻加速直線運動2（12），4，為使帶電質(zhì)點射出金屬板，質(zhì)點在豎直方向運動應(yīng)有2（12）2，是豎直方向的加速度，是質(zhì)點在金屬板間運動時間，由、解出8若的方向向上則兩金屬板應(yīng)加電壓為、上板為正，有（）若的方向向下則兩極間應(yīng)加電壓為、上板為正，有（）（10）由、（10）解出：（98），（78）為使帶電質(zhì)點能從兩板間射出，兩板間電壓始終應(yīng)上板為正，（98）（78）13解：（1）依題意輸電電線上的功率損失為：損480024200則輸電效率（損）（500200）50060損2線，又，線損（）2（2001000）（50010006000）2288（2）設(shè)升壓至可滿足要求，則輸送電流（500000）輸電線上損失功率為損2線210000，則有（500000）2線10000，得2681014解：處于磁場中的金屬條切割磁感線的線速度為（2），產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為（2）通過切割磁感線的金屬條的電流為（1）（1）2磁場中導(dǎo)體受到的安培力為，克服安培力做功的功率為安（12），電動機輸出的機械功率為安，聯(lián)立以上各式解出（1）415解：設(shè)矩形線圈的密度為，電阻率為，橫截面積為，即時加速度為，由牛頓第二定律，有2（）（）（）2則（4（）可見，與無關(guān)，又由于、從同一高度靜止釋放，則兩線圈即時加速度相等，故、同時離開磁場區(qū)16解：由于帶負(fù)電的質(zhì)點所受的電場力與場強方向相反，而帶正電的質(zhì)點所受的電場力與場強方向相同，因此，做勻減速直線運動而做勻加速直線運動由于的初速度比的大，故在初始階段的速度比的大，的位移比的大，且、間的速度差逐漸減小，而、間的距離逐漸增大但過了一段時間后，的速度就超過了的速度，、的距離就開始逐漸減小，轉(zhuǎn)折的條件是兩者的速度相等，即，此時、間的距離最大以表示發(fā)生轉(zhuǎn)折的時刻，則由運動學(xué)公式得到，、間的最大距離為（12）2）（12）2）（）2，由牛頓定律和題給條件可知，、式中質(zhì)點、的加速度0202由、式解得發(fā)生轉(zhuǎn)折的時刻是2，、間的最大距離08當(dāng)發(fā)生轉(zhuǎn)折后，即在時，由于的速度比的大，、間的距離就逐漸減小以表示、間的距離減小到零的時刻，則由運動學(xué)公式得到（12）（12）2解得、間的距離減小到零的時刻為4當(dāng)時，由于此時的速度比的大，故隨著時間的消逝，、間的距離將由零一直增大，有可能超過08結(jié)合上述就得出結(jié)論：當(dāng)、間的距離小于08時，可能在前，也可能在前，即單由、間的距離無法判斷、中那個在前；當(dāng)、間的距離大于08時，一定在后，一定在前，即單由、間的距離就可以判斷在前17解：（1）金屬桿在導(dǎo)軌上先是向右做加速度為的勻減速直線運動，運動到導(dǎo)軌右方最遠(yuǎn)處速度為零然后，又沿導(dǎo)軌向左做加速度為的勻加速直線運動當(dāng)過了原點后，由于已離開了磁場區(qū)，故回路中不再有感應(yīng)電流因而該回路中感應(yīng)電流持續(xù)的時間就等于金屬桿從原點向右運動到最遠(yuǎn)處，再從最遠(yuǎn)處向左運動回到原點的時間，這兩段時間是相等的以表示金屬桿從原點到右方最遠(yuǎn)處所需的時間，則由運動學(xué)公式得0，由上式解出1，就得知該回路中感應(yīng)電流持續(xù)的時間2（2）以表示金屬桿的速度變?yōu)椋?2）時它所在的坐標(biāo)，對于勻減速直線運動有2，以（12）代入就得到此時金屬桿的坐標(biāo)，即38由題給條件就得出此時金屬桿所在處的磁感應(yīng)強度38因而此時由金屬桿切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢（3316）（3）以和表示時刻金屬桿的速度和它所在的坐標(biāo)，由運動學(xué)有，（12）2由金屬桿切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢（12）2）（）由于在0區(qū)域中不存在磁場，故只有在時刻2范圍上式才成立由歐姆定律得知，回路中的電流為（12）2）（）因而金屬桿所受的安培力等于（12）（）當(dāng)0時，沿軸的正方向以表示作用在金屬桿上的外力，由牛頓定律得（12）（），由上式解得作用在金屬桿的外力等于（12）（），上式只有在時刻2范圍才成立18解：（1）當(dāng)電場力向上時，物塊受力如圖20甲（）當(dāng)電場力向下時，物塊受力如圖20乙圖20（