高考物理模拟题分类训练(02期)专题15电学计算大题(学生版).docx

专题15 电学计算大题1(2021届海南省海南中学高三模拟)如图所示，光滑水平轨道与半径为R的光滑竖直半圆轨道在B点平滑连接。在过圆心O的水平界面MN的下方分布有水平向右的匀强电场，场强大小未知。已知半径为R的光滑竖直半圆轨道下半部分绝缘(可使小球的电荷量保持不变)，上半部分是导体(可使小球的电荷量迅速消失)，在C点设置一压力传感器。A、B两点间的距离为2R，图中P点恰好在A点的正上方，重力加速度为g。现有一个质量为m、电荷量为q的带正电小球(可视为质点)从水平轨道上的A点由静止释放，小球运动到C点离开半圆轨道后，经界面MN上的P点进入电场。(1)小球经过C点时压力传感器的读数为多少？(2)求电场强度大小的表达式；(3)小球在半圆轨道上运动到何处时速率最大？最大速率是多少？(用根号表示)2(2021届河北省衡水中学高三四调)如图所示，在倾角为的斜面上，固定有间距为的平行金属导轨，现在导轨上垂直导轨放置一质量为的金属棒ab，整个装置处于垂直导轨平面斜向上的匀强磁场中，磁感应强度大小为，导轨与电动势为，内阻为的电源连接，金属棒如与导轨间的动摩擦因数为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为，金属棒和导轨电阻不计，现闭合开关S，发现滑动变阻器接入电路阻值为0时，金属棒不能静止。(1)判断金属棒所受的安培力方向；(2)求使金属棒在导轨上保持静止时，滑动变阻器接入电路的最小阻值R1和最大阻值R2。3(2021届河北省衡水中学高三四调)如图所示，光滑绝缘水平地面上相距2L的A、B两点固定有两个电量均为Q的正点电荷，a、O、b是AB连线上的三点，且O为中点，O点的电势规定为零，即，另一质量为m、电量为q的点电荷以初速度从a点出发，沿AB连线向B运动，在运动过程中电荷受到的阻力满足，但f为未知量，当它运动到O点时，动能为初动能的4.5倍，到b点时速度刚好为零。求：(1)a点的场强大小；(2)a点的电势；(3)电荷q最终静止在O点，求电荷q在电场中运动的总路程。4(2021届河北省选择性考试模拟演练)如图1所示，两条足够长的平行金属导轨间距为0.5m，固定在倾角为37°的斜面上。导轨顶端连接一个阻值为1的电阻。在MN下方存在方向垂直于斜面向上、大小为1T的匀强磁场。质量为0.5kg的金属棒从AB处由静止开始沿导轨下滑，其运动过程中的v-t图象如图2所示。金属棒运动过程中与导轨保持垂直且接触良好，不计金属棒和导轨的电阻，取g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。(1)求金属棒与导轨间的动摩擦因数；(2)求金属棒在磁场中能够达到的最大速率；(3)已知金属棒从进入磁场到速度达到5m/s时通过电阻的电荷量为1.3C，求此过程中电阻产生的焦耳热。5(2021届湖北省武汉市洪山高级中学高三模拟)如图所示，一质量为m，电荷量为q的小球，以初速度v0沿两块正对带电平行金属板左侧某位置水平向右射入两极板之间，离开时恰好由A点沿圆弧切线进入竖直光滑固定轨道ABC中。A点为圆弧轨道与极板端点DD'连线的交点，CB为圆弧的竖直直径并与DD'平行，竖直线DD'的右边界空间存在竖直向下，且大小可调节的匀强电场E。已知极板长为l，极板间距为d，圆弧的半径为R，AOB=53°，重力加速为g，sin53°=0.8，cos53°=0.6。不计空气阻力，板间电场为匀强电场，小球可视为质点。(1)求两极板间的电势差大小；(2)当电场强度时，求小球沿圆弧轨道运动过程中的最大动量；(3)若要使小球始终沿圆弧轨道运动且恰好能够通过最高点C，求电场强度E的大小。6(2021届湖北省武汉市洪山高级中学高三模拟)如图所示，两根与水平面成=30°角的足够长光滑金属导轨平行固定放置，导轨间距为L=2m，导轨底端接有阻值为1的电阻R，导轨的电阻忽略不计整个装置处于匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面斜向上，磁感应强度B=0.5T现有一长度也为L、质量为m=0.4kg、电阻不计的金属棒用轻质细绳通过光滑轻质滑轮与质量为M=0.8kg的物体相连，滑轮与金属棒之间的细绳与导轨平面平行将金属棒与物体M由静止释放，棒沿导轨运动一段距离后以速度做匀速直线运动，运动过程中，棒与两导轨始终保持垂直接触，不计空气阻力(取重力加速度g=10)(1)求金属棒匀速运动时的速度大小；(2)当棒的速度为0.5时，求棒的加速度大小7(2021届湖北省华中师大附中高三质量测评)如图所示，在平面内的第一象限有竖直向下的匀强电场，在第四象限有垂直平面向里的匀强磁场，磁感应强度的大小为。电荷量为、质量为的粒子从处沿方向以速度射入电场，经电场偏转后，从轴上M处沿与方向角射入磁场，然后从轴上N处离开磁场，不计粒子的重力，试求：(1)电场强度的大小E；(2)N点的横坐标。8(2021届江苏省连云港市高三模拟)据报道，一法国摄影师拍到“天宫一号”空间站飞过太阳的瞬间照片中，“天宫一号”的太阳帆板轮廓清晰可见如图所示，假设“天宫一号”正以速度v =7.7km/s绕地球做匀速圆周运动，运动方向与太阳帆板两端M、N的连线垂直，M、N间的距离L =20m，地磁场的磁感应强度垂直于v，MN所在平面的分量B=1.0×105 T，将太阳帆板视为导体(1)求M、N间感应电动势的大小E；(2)在太阳帆板上将一只“1.5V、0.3W”的小灯泡与M、N相连构成闭合电路，不计太阳帆板和导线的电阻试判断小灯泡能否发光，并说明理由；(3)取地球半径R=6.4×103 km，地球表面的重力加速度g = 9.8 m/s2，试估算“天宫一号”距离地球表面的高度h(计算结果保留一位有效数字)9(2021届江苏省南京市秦淮中学高三模拟)如图所示，足够长的粗糙绝缘斜面与水平面成=37°放置，在斜面上虚线aa和bb与斜面底边平行，在aabb围成的区域有垂直斜面向上的有界匀强磁场，磁感应强度为B=1T；现有一质量为m=10g，总电阻为R=1，边长d=0.1m的正方形金属线圈MNPQ，让PQ边与斜面底边平行，从斜面上端静止释放，线圈刚好匀速穿过磁场已知线圈与斜面间的动摩擦因数为=0.5，(取g=10m/s2；sin37°=0.6，cos37°=0.8)求：(1)线圈进入磁场区域时，受到安培力大小；(2)线圈释放时，PQ边到bb的距离；(3)整个线圈穿过磁场的过程中，线圈上产生的焦耳热10(2021届江苏省苏州八校联盟高三联考)如图所示，电阻不计、间距为L=1.5m的光滑平行金属导轨，水平放置于磁感应强度为B=1.0T、方向竖直向下的匀强磁场中，导轨左端接一定值电阻R=2.5W。质量为m=1.0kg、电阻为r =0.5W的金属棒PQ置于导轨上，始终垂直导轨且接触良好。当PQ受到垂直于棒的水平外力F=1.5N的作用，由静止开始运动，经过位移x=16m 到达MN处，在到达MN前已做匀速运动，(图中MN未画出)求：(1)金属棒运动到MN处时的速度大小；(2)金属棒从静止运动到MN处的过程中，流过金属棒的电量；(3)金属棒从静止运动到MN处的过程中，回路总共产生的热量。11(2021届江苏省无锡市天一中学高三模拟)如图所示，两根互相平行的金属导轨MN、PQ水平放置，相距d=1m、且足够长、不计电阻AC、BD区域光滑，其它区域粗糙且动摩擦因数=0.2，并在AB的左侧和CD的右侧存在着竖直向下的匀强磁场，磁感应强度B=2T在导轨中央放置着两根质量均为m=1kg，电阻均为R=2的金属棒a、b，用一锁定装置将一弹簧压缩在金属棒a、b之间(弹簧与a、b不栓连)，此时弹簧具有的弹性势能E=9J现解除锁定，当弹簧恢复原长时，a、b棒刚好进入磁场，且b棒向右运动x=0.8m后停止，g取10m/s2，求：(1)a、b棒刚进入磁场时的速度大小；(2)金属棒b刚进入磁场时的加速度大小(3)整个运动过程中电路中产生的焦耳热12(2021届重庆市第一中学高三模拟)用一直流电动机竖直提升重物，电路如图所示。当输入电压时，重物静止在水平地面上(电动机不转动)，此时电流表的示数为；当输入电压时，重物在10s内被匀速提升9m，且此时电流表的示数为(不计电流表电阻，g取10)。求：(1)电动机线圈电阻r；(2)所提升重物的质量m。13(2021届重庆市育才中学高三模拟)如图所示，两平行金属导轨间的距离L=0.2m，金属导轨所在的平面与水平面夹角=37°，金属导轨的一端接有电动势E=6V、内阻r=1的直流电源现把一个质量的导体棒ab放在金属导轨上，导体棒与金属导轨垂直、且接触良好，它们之间的动摩擦因数为=0.5为使导体棒能静止在导轨上，在导轨所在平面内，加一个竖直向上的匀强磁场导轨电阻不计，导体棒接入电路的电阻R0=2已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，取g=10m/s2求： (1)当磁感应强度B1多大时，导体棒与导轨间的摩擦力为零； (2)当磁感应强度B2=12.5T时，导体棒与导轨间摩擦力的大小和方向； (3)使导体棒能静止在导轨上所加磁场的磁感应强度B的最小值14(2021届重庆市沙坪坝一中高三模拟)如图所示，“U”形光滑金属导轨水平放置，导轨间距恒为L=1m，匀强磁场竖直向下，磁感应强度为B=1T，有一质量为m=1kg、长度为L=1m、电阻为R=1的金属棒MN垂直导轨静止放置，现给金属棒一水平向右的力F，使金属棒从静止开始向右做加速度为a=2m/s2的匀加速直线运动，若导轨电阻不计，g取10m/s2。求：(1)第2s末通过金属棒的电流；(2)前2s内通过金属棒的电荷量。