2022年高二物理暑假作业电磁学经典题.docx

精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载高二暑假物理作业（电磁学部分常考点复习）班级：姓名：1. 匝数为、面积为、总电阻为的矩形闭合线圈,在磁感应强度为的匀强磁场中按如图 395 所示方向（俯视逆时针）以角速度 绕轴 匀速转动 =0 时线圈平面与磁感线垂直,规定的方向为电流的正方向求：（1）线圈转动过程中感应电动势瞬时值的表达式（2）线圈从图示位置开头到转过 90° 的过程中的平均电动势（3）线圈转到与图示位置成 60° 角时的瞬时电流（4）线圈转动一周过程中外力做的功第一题图2. 所示为测量某种离子的荷质比的装置让中性气体分子进入电离室,在那里被电离成离子这些离子从电离室的小孔飘出,从缝进入加速电场被加速,然后让离子从缝 垂直进入匀强磁场,最终打在底片上的点已知加速电压为,磁场的磁感应强度为,缝 进入电场时的速度不计,求该离子的荷质比 / 与之间的距离为,离子从缝其次题图3. 在如图 397 所示,以点为圆心,以为半径的圆与坐标轴交点分别为、,空间有一与轴正方向相同的匀强电场,同时,在点固定一个电量为 为- 的检验电荷放在点,恰好平稳,求：（1）匀强电场的场强大小为多少. . （2）、点的合场强大小各为多少+的点电荷假如把一个带电量（3）假如把点的正点电荷移走,把点电荷 - 从点沿轴移到点,求电场力做的功及点、两点间的电势差第三题图4. 如图 3 105 所示,在倾角为 的光滑斜面上,存在着两个磁感应强度大小均为的匀强磁场,区域磁场方向垂直斜面对下,区域磁场方向垂直斜面对上,磁场宽度均为,一个质量为、电阻为、 边长也为的正方形线框,由静止开头下滑, 沿斜面滑行一段距离后边刚越过进入磁场区域时,恰好做匀速直线运动,如当边到达 与 的中间位置时,线框又恰好做匀速直线运动,求：（1）当边刚越过 进入磁场区域时做匀速直线运动的速度；（2）当边刚越过 进入磁场区域时,线框的加速度；（3）线框从边开头进入磁场至边到达 与 的中间位置的过程产生的热量第四题图但大小肯定 （假5. 如图 3 108 甲所示, 轴上方为一垂直于平面向里的匀强磁场,磁感应强度为, 轴下方为方向平行于轴,设为 ）、方向作周期性变化的电场在坐标为（,）的点和第四象限中某点各放置一个质量为,电量为的正点电荷和,、的重力及它们之间的相互作用力均不计,现使在匀强磁场中开头做半径为的匀速圆周运动,同时释放,要使两电荷总是以相同的速度同时通过轴,求：（1）场强 0 的大小及方向变化的周期；（2）在如图乙所示的图中作出该电场的变化图象（以释放电荷时为初始时刻,轴正方向作为场强的正方向）,要求至少画出两个周期的图象第 1 页,共 6 页名师归纳总结 - - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备欢迎下载第五题图第六题图6.如下列图,抱负变压器原线圈中输入电压3300,副线圈两端电压为 220,输出端连有完全相同的两个灯泡和,绕过铁芯的导线所接的电压表的示数2,求：（1）原线圈等于多少匝 . （2）当开关断开时,表的示数 5,就表 的示数 为多少 . （3）当开关闭合时,表的示数 等于多少 .7在真空室内,速度为=6.4 × 10 的电子束连续地沿两平行导体极板的中心线射入,如3图 3113 所示, 极板长 80× 102,两极板间的距离 =50× 10 ,两极板不带电时,电子束将沿中心线射出极板今在两极板间加上 50的交变电压 100 （）,发觉有时有电子从两极板之间射出,有时就无电子从两极板间射出如有电子射出的时间间隔与无电子射出的时间间隔之比为 21,就所加的交变电压的最大值为多大 .（已第七题图n 100,穿过每匝线圈的磁通知电子的质量为=9. 1× 1031,电量为=16× 1019 ）8. 一小型发电机内的矩形线圈在匀强磁场中以恒定的角速度 绕垂直于磁场方向的固定轴转动,线圈匝数量 随时间按正弦规律变化,如下列图；发电机内阻r 5.0 ,外电路电阻R95 ,已知感应电动势的最大值mn m,其中 m为穿过每匝线圈磁通量的最大值,求串联在外电路中的沟通电流表（内阻不计）的读数；A 9.如下列图,光滑绝缘细杆竖直放置,它与以正点电荷Q 为圆心的某一圆周交于B、C 两点,质量为m,带Q B 电量为 q 的有孔小球从杆上A 点无初速下滑,已知AB=h ,小球滑到 B 点时速度大小为3gh,求：C （1）小球从 A 到 B 过程中电场力做的功. （2） A、C 两点电势差 . 第九题图10. 如下列图的正方形盒子开有a、 b、c 三个微孔,盒内有垂直纸面对里的匀强磁场一束速率不同的a B 带电粒子（质量、电量均相同,不计重力）从a 孔沿垂直磁感线方向射入盒中,发觉从c 孔和 b 孔有粒子射出,试分析以下问题：1判定粒子的电性；b 第十题图c 2从 b 孔和 c 孔射出的粒子速率之比v1：v2 ；3它们在盒内运动时间之比为t1：t2 第 2 页,共 6 页名师归纳总结 - - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载11. 如下列图,有一带电粒子（不计重力）紧贴 A 板沿水平方向射入匀强电场,当偏转电压为 U1时,带电粒 子沿轨迹从两板正中间飞出；当偏转电压为 U2 时,带电粒子沿轨迹落到 B 板中间设两次射入电场的水平速度相同,试求：两次的电压之比 U1： U2第十一题图12.如下列图,电阻不计的平行金属导轨MN 和 OP 水平放置, MO 间接有阻值为R = 5 的电阻,导ORMBCPN轨相距为 L = 0.2 m其间有竖直向下的匀强磁场,磁感应强度为B = 5 T质量为 m = 1 kg 的导体棒CD 垂直于导轨放置并接触良好,其长度恰好也为L,电阻也为 R用平行于 MN 的恒力 F 向右拉动CD,CD 棒与导轨间的动摩擦因数为0.2已知 CD 棒运动中能达到的最大速度vm = 10 m/s,重力加D速度 g 取 10 m/s2试求：1恒力 F 的大小；2当 CD 达到最大速度时,电阻R 消耗的电功率第十二题图13. 如下列图, MN 为金属杆,在竖直平面内贴着光滑金属导轨下滑,导轨的间距l=10cm,导轨上端接有电阻 R=0.5 ,导轨与金属杆电阻不计,整个装置处于 B=0.5T 的水平匀强磁场中如杆稳固下落时,每秒钟有 0.02J 的重力势能转化为电能,就求 MN 杆的下落速度第十三题图14. 如下列图,两根足够长的直金属导轨 MN 、 PQ 平行放置；两导轨间距为 L , M 、 P 两点间接有阻值为 R 的电阻；一根质量为m 的匀称直金属杆 ab 放在两导轨上,并与导轨垂直；整套装置处于磁感应强度为 B 的匀强磁场中,磁场方向垂直斜面对下；导轨和金属杆的电阻可忽视；让 ab 杆沿导轨由静止开头下滑,导轨和金属杆接触良好,不计它们之间的摩擦；（1）由 b 向 a 方向看到的装置如图 9-14,在此图中画出 ab杆下滑过程中某时刻的受力示意图；（ 2）在加速下滑时,当 ab 杆的速度大小为 v 时,求此时 ab 杆中的电流及其加速度的大小；（3）求在下滑过程中,ab杆可以达到的速度最大值；第十四题图15. 如下列图,在光滑绝缘的水平面上有一个用一根匀称导体围成的正方形线框 abcd,其边长为 L,总电阻为 R,放在磁感应强度为 B方向竖直向下的匀强磁场的左边,图中虚线 MN为磁场的左边界；线框在大小为 F 的恒力作用下向右运动,其中 ab 边保持与 MN 平行；当线框以速度 v0 进入磁场区域时,它恰好做匀速运动；在线框进入磁场的过程中,（1）线框的 ab 边产生的感应电动势的大小为 E 为多少？（2）求线框 a、b 两点的电势差；（ 3）求线框中产生的焦耳热；第十五题图名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 6 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载详解答案1. 解：（ 1） （2）平均 2 （3）线圈转过 60° 时 60° （2） （4）电动势的有效值为 ,转动一周的电功为 依据能量守恒定律,线圈匀速转动一周外力做的功等于电功2. 从轨迹可知离子带正电设它进入磁场时速度为,在电场中加速,有（12） ,在磁场中偏转,有 ,又2,由这三个式子解得 8 3. 解：（ 1）点电荷在点受力平稳,就有 2, （2）在点的合场强大小为 （ ）（ ） 2 点的合场强为点电荷和匀强电场的矢量叠加,有 2（3）电场力做功·2 2,2 24. 解：（ 1）边刚越过 即做匀速直线运动,线框所受合力为零就 ,解之得 （2）当边刚越过 时,线框回路中的总感应电动势为 2,此时线框的加速度为（ ） 2（ ） 3 ,（3）设线框再做匀速运动的速度为 ,就 2· （ 2 ）, 4（ 14）,由能量守恒定律,得· （ 32） （ 12） （ 1 2）（ 32） （ 1532）（ ）5. 解：（ 1）因电荷 Q只能垂直于轴运动,要使、始终以相同的速度同时通过轴,就肯定是做以坐标（0,）为圆心的匀速圆周运动,且通过轴的速度大小为,圆周运动的周期为 2 因电荷从点动身第一次到达轴所需的时间为4（ 1 4）·2 2,Q必需在电场力的作用下加速至轴且速度大小为,所以4（ ）· 2,即 2 2 2 2 的时间后其次次向右通过轴,速度的大小仍为,就由运动学的特点可知, 在第一次过轴后,必需先经 4 的时间做减速运动至速度为零,然后再经 4 的时间反向加速至轴速度达到,才能保证其次次与以相同的速度过轴,在这段时间内,电场的方向始终向右此后,电场又必需转变方向,名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 6 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载直至再次过轴,依此类推,电场方向转变的周期应与做圆周运动的周期相同,即 2 2）图象如下列图6. 解：（ 1）由电压与变压器匝数的关系可得 ,1650 匝（2）当开关断开时,有 , （ 13）（3）当开关断开时,有 44 ,当开关闭合时,设副线圈总电阻为 ,有 222 ,副线圈中的总电流为 ,就 10,由 可知 （ 23）7. 解：由于电子通过平行极板的时间 / 125× 109远比交变电压的周期 2× 10 2小得多,故在电子通过极板的过程中,两极板间的电压可视为不变,但对不同时刻射入的电子而言,两极板间的电压是不同的射入两平行极板间的电子的运动类似于抛体运动：沿极板方向电子做匀速直线运动,设电子通过平行极板的时间为,就 / , 2（ 12） 2,91U小于91时,电子能通过平行极板；而当两极板间的电压大于 91时,电子就打在极板上,不能通过平行极板由于加在两极板间的电压是交变电压 100 （）,所以在同一个周期内,电子能从平行极板射出的时间 就是电压小于 91的时间,电子不能从平行极板射出的时间 就是电压大于 91的时间,而且 ,这样,依据题给条件 / 2 1,得 2/3 , /3 ,即在如图 31 所示的 100 （）图线上, 斜线部分的时间是电子能通过平行极板的时间,可以看出 100 （ 6）（）150）, 91代入,解得所加的交变电压的最大值为91（ 3） 1058. 解：由图可知磁通量最大值m为： m 1.0 × 102Wb,且 220得 WAB1mghmgh第 5 页,共 6 页T就感应电动势的最大值m为： m n m200V 就电流表读数I 为： I 2m22001 4.（955）AR 总9解： 1 设小球由 A 到 B 电场力所做的功为W AB,由动能定理得mgh+W AB=1mvB222q2 由于 B、C在以 Q为圆心的圆周上,所以UB=UCa B ：1 W AB=W AC W ACqUACUAC=1mgh2b c q10. 解：依题意可得粒子的运动轨迹,如右图所示结合运动轨迹,依据左手定就可知粒子带负电由Bqvmv2得rmv又由运动轨迹知r1=2r2就 v1：v2 = 1:2 rBqt 2=T/4 就 t 1 ：t 2 = 2 由T2vr得T2m又由运动轨迹知t 1=T/2 Bq名师归纳总结 - - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备欢迎下载MBCPN11 解：对轨迹分析水平方向：Lv0t1U1/d竖直方向：d1a1 t2a 1E 1q/mE1122对轨迹分析水平方向：L/2v0t2U2/d综上竖直方向：d1a2t2a2E2q/mE 222U1： U2 = 1 ：8 R12解：依题意CD棒达到最大速度时应处于平稳状态就 F = f + F安 1 f = mg F安 = BIL 1 I = E/2 RODE = BLv 1 P = I 2·R综上F = 3 N 2 P = 5 W 13IEBLv .mg=I2Rt v=2m/s RR141 如图 9-13 重力 mg ,竖直下支撑力 N ,垂直斜面对上 安培力 F ,沿斜面对上图 9-13 PQ= W= FL2 当 ab杆速度为 v 时,感应电动势EBLv,此时电路中电流IEBLvab杆受到安培力FBILB2L2vRRR依据牛顿运动定律,有mamgFmgsinB2L2vagainB2L2vRmR3 当 a=0 时,即gainB2L2v时 ,杆达到最大速度vmmmgRsinmRB22 L15.解析：（ 1）E = BLv 0（2）a、b 两点的电势差相当于电源的外电压UabEIrabBLv0BLv0R3BLv0R44（3）解法一：由于线圈在恒力F 作用下匀速进入磁场区,恒力F 所做的功等于线圈中产生的焦耳热,所以线圈中产生的热量为解法二：线圈进入磁场区域时产生的感应电动势为E = BLv0电路中的总电功率为PE2线圈中产生的热量QPtL联解可Rv0得：QB23 Lv0第 6 页,共 6 页R名师归纳总结 - - - - - - -