电磁学高考试题.pdf

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1、电磁学八、电场（一）、选择题：1.全国卷H.17 /是长为/的均匀带电细杆，修、P2是位于口所在直线上的两点，位置如图所示，时上电荷产生的静电场在P l处的场强大小为后,在尸2处的场强大小为瓦，则以下说法正确的是A.两处的电场方向相同，E i E zB.两处的电场方向相反，,2C.两处的电场方向相同，E E2D.两处的电场方向相反，E1EI，由此分析可知，两处场强方向相反，故 D 选项正确。【备考提示】：本题考查电场的叠加，同时把物理学中对称的思想应用于命题中，要善于转换物理模型，从中找出最佳的方法。2.北京卷.14使用电的金属球靠近不带电的验电器，验电器的箔片开。下列各图表示验电器上感应电荷

2、的分布情况，正确的是ABCD【答案】：B【解析】：带电的金属球靠近不带电的验电器时，在验电器上感应出异种电荷，验电器的顶端带上正电荷，金属箔片带上负电荷。故 B 选项正确。【备考提示】：木题考查静电感应知识，解答时应明确静电感应不是产生了电荷，而是电荷的转移，是电荷从导体的一部分转移到另一部分，电荷的总电量不变。3 上海卷.8 A、B是 条电场线上的两点，若在A点释放一初速为零的电子，电子仅受电场力作用，并沿电场线从A运动到B,其速度随时间变化的规律如图所示.设A、B两点的电场强度分别为EA、EB，电势分别为UA、UB，则(A)EA=EB.(B)EA EB.(C)UA=UB(D)UA m g

3、其 中q=a Q 又 有Q=C e 由 以 上 三 式 有 但.（2）当小球带正电时，小球所受电场力与重力方向相同，向下做加速运动。以 的表示其加速度,h表示从A板到B板所用的时间，则有qcy+mg=mai郝双制作 d=|a i t i2 当小球带负电时，小球所受电场力与重力方向相反，向上做加速运动，以a2表示其加速度，t 2表示从B板到A板所用的时间，则有q y -mg=ma2 d瓦a 2t 2?小球往返一次共用时间为（t|+t 2）,故小球在T时间内往返的次数Tn=7二彳郝双制作 L十Q由以上关系式得：Tn t n I c=/2 md/2md-，a C e 2+mgd+a C”mgd小球往

4、返一次通过的电量为2 q,在T时间内通过电源的总电量Q=2qn 由以上两式可得：_ 2a C e T_.Q-/2md-+/2md=作A j a C e 2+mgd+A j a C e 2mgd【备考提示】：本题考查带电粒子在复合场的运动，对这类题目的处理，首先要认真审题，弄清在不同物理过程中小球的运动情况和受力情况，分清不同物理过程对应的物理规律，才能正确求解。9.上海物理卷.23（1 4分）电偶极子模型是指电量为q、相距为1的一对正负点电荷组成的电结构，0是中点，电偶极子的方向为从负电荷指向正电荷，用图所示的矢量表示.科学家在描述某类物质的电性质时，认为物质是由大量的电偶极子组成的，平时由于

5、电偶极子的排列方向杂乱无章，因而该物质不显示带电的特性.当加上外电场后，电偶极子绕其中心转动，最后都趋向于沿外电场方向排列，从而使物质中的合电场发生变化.(1)如图(b)所示，有一电偶极子放置在电场强度为E。的匀强外电场中，若电偶极子的方向与外电场方向的夹角为0 ,求作用在电偶极子上的电场力绕0点的力矩;图(。)图(6)【解答】：(1)由题意可知电场力的力臂为/s i n 仇(2)求图(b)中的电偶极子在力矩的作用下转动到外电场方向的过程中，电场力所做的功；(3)求电偶极子在外电场中处于力矩平衡时，其方向与外电场方向夹角的可能值及相应的电势能；(4)现考察物质中的三个电偶极子，其中心在一条直线

6、上，初始时刻如图(c)排列，它们相互间隔距离恰等于1.加上外电场E。后，三个电偶极子转到外电场方向，若在图中A点 处引入一电量为+q。的点电荷(q。很小，不影响周围电场的分布)，求该点电荷所受电场力的大小。-EQ+qQ-O +q Q1A图(c)故力矩 M=2 XE()qX；/s i n O=&)/s i n。(如图所示)由于电偶极子与电场垂直时电势能为零，所以该位置的电势能等于由该位置转到与电场垂直时电场力所做的功，电势能E p i=-oq i当电偶极子方向与场强方向相反时，即夹角n为时同理可得，电势能及2=瓦(4)由 题 意 知 尸=瓦%2 万 缥 y=-簪(1 .31)71【备考提示】：题

7、目以课本从未出现“电偶极子”为立意命题，考查了电场力做功、电势能、力矩及带电粒子受力等知识，考查了理解、分析、推理和创新能力，并灵活运用上述概念和规律，解决实际问题。九、稳恒电流(一)、选择题:10.上海卷.11 在如图所示电路中，闭合电键S,当滑动变阻器的滑动触头P向下滑动时,四个理想电表的示数都发生变化，电表的示数分别用I、山、U 2和也表示，电表示数变化量的大小分别用1、5、A U z和A U 3表示.下列比值正确的是(A)U M I 不变，A U i/A I 不 变.(B)l V l 变 大,A I V A I 变大.(C)LV I变大，&/1不变(1)5 变大，不变.【答案】：A C

8、 D【解析】：人=5=与，由于R不变，故4不变，必 不 变，同理，幺=/?2，由于当M I 1 1 M I变大，所以5 变大。但 是 也 二(,+,)=+,所 以 1不变。I M M 1 M而 七=与+鸟，所 以 七 变 大。由 于 竺 二 竺 二 人 所 以 竺1不变。/1 I M M M故 选 项A、C、D 正确。【备考提示】：闭合电路欧姆定律和部分电路欧姆定律的联系与区别是近年常考的知识点。11天津卷.19 如图所示的电路中，电池的电动势为E,内阻为广，电路中的电阻R、&和R 的阻值都相同。在电键S 处处于闭合状态下，若将电键S 由位置1切换到位置2,则A.电压表的示数变大B.电池内部消

9、耗的功率变大C.电阻&两端的电压变大D.电池的效率变大【答案】：B3【解析】：令RI=R2=RO,在位置1，外电路总电阻为7?=一凡；电键S 1 由位置1 切换2,则整22个外电阻为R =R,由于总电阻减小，总电流增大，内电压增大，电压表示数减小，3A错；内耗功率尸=/厂，故 P 增大，8 对；电键在位置1 时 的 灯 两端电压为UR2 =ER.1 Er W E-；电键在位置2 时,R 2 两端电压为UR2=上仁一 2 )=一5-万凡+尸 2+R 2X(RO+F)=-R g E,则 u U京=%(。5凡+20 0 故 UR2 U，则 c 错；2凡+力 (|%+小2%+3)R 电池效率=-X 1

10、 0 0%=-X 1 0 0%,由于/?减小，减小，故 D 错。R+r 1+R【备考提示】：本题涉及直流电路的动态分析，分析时要紧紧抓住由局部一整体一局部的思想，先由局部的电阻变化，分析整体的电阻、电流、电压的变化，然后再回到局部讨论相差物理量的变化。12.【上海理综.9】夏天空调器正常工作时，制冷状态与送风状态交替运行。一空调器在不同工作状态下电功率随时间变化的关系见图6,此空调器运行1 小时用电A.1.0 度 电功率(k W)B.1.5 度 2-1.5-C.2.0 度 -0 5 n D s 底 一 I I I 1 I I I I I I I I -o 5 10 15 20 25 30 35

11、 40 45 50 55 60 时 间(分)【答案】：B 图6【解析】：从题图可以看出，在 1 小时内，空调器以0.5k W 工作的时间为2 0 分钟，以 2 k W 工1?作的时间为40 分钟，故空调器1 小时内用电为：尸山=P2,2=0.5X X k W-h+3 32 k W h=l.5 k W h=l.5 度。【备考提示】：本题以现实生活的空调器立意命题，涉及电功率、电功知识，考查考生运用所学知识解决实际问题的能力。（二）、填空题：13.【上 海理综.二】（本大题共13分）当你在享受电带来的高质量生活时，是否关注过用电安全?一份关于家庭用电环境的调查引起了某研究性学习小组的兴趣。30.下

12、表是五城市家庭用电环境调查的部分数据。它表明用电环境最安全的城市是最高不安全率与最低不安全率相差_ _ _ _ _ _ _ _ _。城市ABCDE不安全率（盼4770906041【答案】：E,49%【解析】：从图表中的百分值可看出，不安全率最高的是C城市的90%,不安全率高低的是E城市的41%,两者相差49%。【备考提示】：本题以图表的形式命题，考查从题中提取信息的能力。31.研究性学习小组经讨论得出家庭用电不安全事例主要有：电器漏电、线路老化、等。并提出猜想：1家庭电路连接有熔丝（保险丝），应该是安全的；2熔丝只能保护电路，而不能保护人。某同学说：我家还安装了漏电保护器，很安全的。于是，大家

13、决定探究熔丝和漏电保护器在电路中的作用，小组同学汇兑资料并绘制电器漏电示意图如下：图17熔丝是一种合金丝，当电路中的电流超过熔丝的额定电流时，它就会熔断。当通过人体的电流大于30毫安时，将有生命危险。漏电保护器是防止电流泄漏的装置，如果火线与零线中的电流不同，它将切断电源。综合上述图、表，能够支持猜想 2的资料有、（从、中选择），理由中 o 电路中，若用铜丝代替熔丝，可能出现的危害是【答案】：无接地线，使用 流过熔丝的电流未超过其额定电流，但流过人体的电流已超过3 0 毫安 电流过大而不熔断，容易发生火灾。【解析】：家庭用电不安全的事例有很多，除电器漏电、线路老化外，还有像无接地线，使用劣质开

14、关或插座，长时间超负荷使用大功率用电器等：熔丝有很多种，有的家用熔丝的额定电流很大，远远超过3 0 毫安，而熔丝之所以能保险，是由于熔丝的熔断，即必须超过它的额定电流，对人体不一定能起保护作用。在电路中，若用铜丝替换保险丝，铜丝不容易烧断，若电流过大，往往会引起火灾。【备考提小】：以日常生活的“用电安全”为命题，体现了学以致用的思想，考查考生利用所学知识分析实际问题的能力。3 2 .结合3 1 题的资料，你认为图1 8 中四种（A、B、C、D）漏电保护器的安装方法正确的有【答案】：B【解析】：漏电保护器的原理是当火线与零线中电流不同时，它会切断电源，从图中可看出，C只接在火线上，D 只接在零线

15、上，而 A是零线的地线上，故只有B 接法正确。【备考提示】：本题涉及对漏电保护器原理的分析，考查考生分析、综合能力。3 3 .细心的同学发现图1 8 中有一处用电不安全隐患。请将图中不安全因素用笔圈出。【答案】：地线接在自来水管上【解析】：地线不能接在自来水管上，旦零线断开，地线中便有了电流，会引起危险。【备考提示】：考查用电安全知识和分析实际问题的能力。3 4.观 察 图1 9 A,若 沐 浴 器 发 生 漏 电 可 导 致 其 外 壳 带 电，请 分 析 其 危 险 性：o为了更加合理和安全地使用电热沐浴器器，该研究小组在理论上设计了 B、C两种方案（见图19）,图中的R相当于保护电阻。根

16、据已有知识判断，可行方案是.（填 B 或 C）,理由是图 19【答案】：容易发生人体触电 C 发生漏电时人体分得的电压只有12V,所以不会造成危险。【解析】：若沐浴器漏电使外壳带电，容易发生人体触电事故，要B、C两种方案中，B中保护电阻R仅分得2 0 V,人体分得电压200V,起不到保护作用，而C中保护电阻R分得208,人体分得12V,所以是安全的。【备考提小】：试题来源于对实际问题的处理，考查考生解决实际问题的能力。（三）、计算题：14广东大综.36（7分）保护自然环境，开发绿色能源，实现旅游与环境的协调发展（2）某植物园的建筑屋顶有太阳能发电系统，用来满足园内用电需要。已知该发电系统的输出

17、功率为LOXIOW,输出电压为220V。求：按平均每天太阳照射6小时计，该发电系统一年（365天计）能输出多少电能？该太阳能发电系统除了向10台1000W的动力系统正常供电外，还可以同时供园内多少盏功率为100W,额定电压为220V的照明灯正常工作？由于发电系统故障，输出电压降为110V,此时每盏功率为100W、额定电压为220V的照明灯消耗的功率等是其正常工作时的多少倍？【解析】：（2）尸=l.0 X l（）5w/=365X6hE=P，=kW h 或 E=7.8 8 4 X O J9 0 0 盏 设 外 和 5 分别为照明灯正常工作的功率和电压，巳 和 5 分别为供电系统发生故障后照明灯的实

18、际功率和电压评分说明：式各1 分，式2 分【备考提示】：本题涉及电功、电功率、欧姆定律等知识，属容易题。15重庆卷.23(1 6 分)三只灯泡沙、心和 工 3 的额定电压分别为1.5 V、1.5 V 和 2.5 V,它们的额定电流都为0.3 A.若将它们连接成题2 3 图 1、题 2 3 图 2 所示电路，且灯泡都正常发光，(1)试求题2 3 图 1 电路的总电流和电阻&消耗的电功率；(2)分别计算两电路电源提供的电功率，并说明哪个电路更节能。题 2 3 图 1题 2 3 图 2【解析】：2 3.(1 6 分)(1)由题意，在题2 3 图 1 电路中：电路的总电流/总=/+/2 2+/力=0.

19、9 AU 路端区 2.5 5 VUR2=Um-&3=0 0 5 VIR2=I 总=0.9 A电阻R2消 耗 功 率PR2=IR2 4 2=0.0 4 5 W（2）题 2 3 图 1 电源提供的电功率产 总=/总 =0.9 X 3 W=2.7 W题 2 3 图 2电源提供的电功率Pf&=T&E =0.3 X 6 W=1.8 W由于灯泡都正常发光，两电路有用功率相等，而 怂尸 怂所以，题 2 3 图 2电路比题2 3 图 1 电路节能。【备考提示】：考查电路的分析和计算，考查考考生应用数学知识分析物理问题的能力。只要熟练掌握闭合电路的欧姆定律、功率的计算方法，很容易解答。16四川卷.24（1 9

20、分）如图所示的电路中，两平行金属板/、8水平放置，两板间的距离4=4 0c m。电源电动势E=2 4 V,内电阻1 Q,电阻R=1 5 Q。闭合开关S,待电路稳定后，将一带正电的小球从B板小孔以初速度=4 m/s 竖直向上射入板间。若小球带电量为q=l X 1 02C,质量为m=2 X 1 0 2 k g,不考虑空气阻力。那么，滑动变阻器接入电路的阻值为多大时，小球恰能到达A板?此时，电源的输出功率是多大？（取 交 1 0 m/T）答案：【解析】：（1 9 分）（1）小球进入板间后，受重力和电场力作用，且 到 Z板时速度为零。设两板间电压为uAB由动能定理得 一tngdqUk0 Q m v；二

21、滑动变阻器两端电压。滑犷8 V设通过滑动变阻器电流为I,由欧姆定律得E U噜1=-必=1 1R+rR-AE,r 丁 U p A U_ L_P滑动变阻器接入电路的电阻 R滑=半=8。（2）电源的输出功率 P届=/2（R+R滑）=23W【备考提示】：本题涉及直流电路中电容器和带电粒子在电场中的运动问题，解决含电容器的直流电路，关键是明确电容器两极板电压与直流电阻的关系；对带电粒子在复合场中的运动，关键是分析清楚带电粒子的运动情况和受力情况，还要善于挖掘题目中隐含条件，由功能关系求解。17.江苏物理卷.15（14分）电热毯、电饭锅等是人们常用的电热式家用电器，他们一般具有加热和保温功能，其工作原理大

22、致相同。图为某种电热式电器的简化电路图，主要远件有时用电器的电功率为400W,保温时用电器的电动功率为4 0 W,则 此 和 当 分虽为多大？（3）若将图中的自动开关S换成理想的晶体二极管D,如图所示，其它条件不变，求该用电器工作1小时消耗的电能。【解析】：（1）S闭合，处于加热状态.S断开，处于保温状态.（2）由于功率公式得U2A +火2.联立得凡=121。&=1089。(3)%=P1-+22=0-22kW h(或 7.92X1()5J)2 2【备考提示】：本题是一道对基础知识考查的题目，要求掌握电功、电功率的计算及二极管单向导电性。十、磁场(一)、选择题:18广东大综.29如 图9所 示，

23、在 倾 角 为a的光滑斜面上，垂直纸面放置一根长为L质量为切的直导体棒.在导体棒中的电流/垂直纸面向里时，欲使导体棒静止在斜面上，下列外加匀强磁场的磁感应强度B的大小和方向正确是sin aA.8=相泡/g,方向垂直斜面向上ILsin otB.8=利理4 g,方向垂直斜面向下1LC.8=叫竺吧g,方向垂直斜面向下1LD.5=mg竺4,方向垂直斜面向上IL【答 案】：A【解 析】：若磁场方向垂直斜面向上，由左手定则可判定，安培力方向沿斜面向上，则杆受竖直向 下 的 重 力mg,斜 面 对 杆 的 支持力心 和沿斜面向上的安培力cos a FF,如图所示，则sina=-，W F=I1B,所 以B=m

24、g，IL mg故A对D错；若磁场方向垂直斜面向下，由左手定则可判定,安培力方向沿斜面向下，因斜面光滑，杆不可能静止在斜面上,故B、C错。【备考提示】：本题涉及安培力、力的平衡知识，考查考生运用所学知识综合分析问题的能力。19.全 国 卷I.17 图中为一“滤 速 器”装置示意图。a、b为水平放置的平行金属板，一束具有各种不同速率的电子沿水平方向经小孔0进 入a、b两板之间。为了选取具有某种特定速率的电子，可 在a、b间加上电压，并 沿 垂 直 于 纸 面 的 方 向 加-匀 强 磁 场，使 所 选 电 子 仍 能 够沿 水 平 直 线0 0 运 动，由0射 出。不计重力作用。可能达到上述目的的

25、办法是A.使a板 电 势 高 于b板,磁场方向垂直纸面向里B.使a板 电 势 低 于b板,磁场方向垂直纸面向里x,OC.使a板 电 势 高 于b板,磁场方向垂直纸面向外D.使a板 电 势 低 于b板,磁场方向垂直纸面向外b【答 案】：AD【解 析】：要 使 电 子 沿 运 动，则电子在竖直方向所受电场力和洛仑兹力平衡，若。板电势高于 人板，则电子所受电场力竖直方向，其所受洛仑兹力必向下，山左手定则可判定磁场方向向里，故A选项正确。同 理 可 判 定D选项也正确。【备考提小】：本 题 以“滤 速 器”为命题背景，涉及了对带电粒子的运动问题，考查力的平衡、左手定则等知识，用左手定则判定洛仑兹力时，

26、应注意四指的指向与电子运动方向相反。20北京卷.20 20.如图所示，匀强磁场的方向垂直纸面向里，一带电微粒从磁场边界d点垂直于磁场方向射入，沿 曲 线dpa打 到 屏MV上 的。点，通 过pa段用时为母若该微粒经过2点时,与一个静止的不带电微粒碰撞并结合为一个新微粒，最 终 打 到 屏AW上。两个微粒所受重力均忽 略。新微粒运动的A.轨 迹 为 至 屏 幕 的 时 间 将 小 于/B.轨 迹 为pc,至 屏 幕 的 时间将大于tC.轨 迹 为p b,至屏幕的时间将等于/D.轨 迹 为p a,至屏幕的时间将大于t【答 案】：D【解 析】：碰撞过程其动量守恒，所以碰撞前后动量不变，山厂=竺 知，

27、微粒的轨道半径不变,rB故 仍 轨 迹P。，但由于碰后其运动速率比原来小，所以至屏幕时间将大于心【备考提小】：本题考查了带电粒子在磁场中的匀速圆周运动，求解的关键是分析轨道半径的变化，还考查了考生分析和综合能力。（二）、填空题21.上海物理卷.IB 如图所示，-束 B粒子自下而上进人一垂直纸面 r的匀强磁场后发生偏转，则磁场方向向，进人磁场后，P粒子的动能（填“增加”、“减少”或“不变”）1【答案】：里不变【解析】：山图可知，B粒 子（带负电）进入磁场时所受洛伦兹力方向水平向右，根据左手定则可以判断方向向左。由于电场力作正功，根据动能定理可知粒子在电场中动能增加磁场方向向里。由于6 粒子在磁场

28、中运动，洛伦兹力不做功，所以。粒子的动能不变。【备考提示】：带电粒子在磁场中的运动问题，常会将典型的判断、轨迹判断等结合起来综合进行定性考核。22.上海物理卷.2A 如图所示，同一平面内有两根互相平行的长直导线1和2,通有大小相等、方向相反的电流，a、b两点与两导线共面，a点在两导线的中间与两导线的距离均为r,b点在导线2右侧，与导线2的距离也为r.现测得a点磁感应强 八1 .2度的大小为B,则去掉导线1后，b点的磁感应强度大小为_ _ _ _ _,方 a b向.【答案】：0,垂直两导线所在平面向外2【解析】：根据安培定则可知，1、2 两导线在a 点的磁感应强度大小相等，方向相同，都为目。2而

29、 2 导线在a、b 两处的磁感应强度等大反向，故去掉导线1后，b 点的磁感应强度大小 为 口，方向垂直两导线所在平面向外。2【备考提示】：考查电流的磁场、磁感应强度，磁场的叠加时容易将方向弄错。易将安培定则与左手定则混淆，复习过程中应注意加强。另外，矢量的叠加观点是贯穿高中的重要思想方法，也是高考的重点。（三）、计算题：23重庆卷.24 （19分）有人设想用题2 4 图所示的装置来选择密度相同、大小不同的球状纳米粒子。粒子在电离室中电离后带正电，电量与其表面积成正比。电离后，粒子缓慢通过小孔0 进入极板间电压为U 的水平加速电场区域I,再通过小孔Q 射入相互正交的恒定匀强电场、磁场区域II,其

30、中磁场的磁感应强度大小为民方向如图。收集室的小孔。3与 5、Q 在同一条水平线上。半径为-0的粒子，其质量为 心 电量为4 0,刚好能沿0 0 3直线射入收集室。不计4 ,纳米粒子重力。(喂=勿$球=4加)(1)试求图中区域H的电场强度；(2)试求半径为r的粒子通过。2时的速率；(3)讨论半径厂六厂2的粒子刚进入区域I I时向哪个极板偏转。【解析】：(1 9分)题2 4图(1)设半径为的粒子加速后的速度为,则;他 说=砂V m0设区域【I内电场强度为E,则V o qoB=qEn J簧电场强度方向竖直向上。(2)设半径为厂的粒子的质量为?、带电量为外被加速后的速度为匕则(、3rm=a。/Yq=1

31、%1 )由w v =qU 得:v=2q oU%(3)半径为厂的粒子，在刚进入区域H时受到合力为:F ;=qE-q vB=qB(VQ-V)2%可知,r当由Vrro时，v 0,粒子会向上极板偏转；r vn,F rf 0,粒子会向下极板偏转。【备考提小】：本题考查带电在电磁场中的运动，综合考查了动能定理、受力分析等方面的知识和规律。对考生的分析综合能力、应用数学知识的能力要求较高。24天津卷.24（18 分）在以坐标原点。为圆心、半径为r 的圆形区域内，存在磁感应强度应大小为8、方向垂直于纸面向里的匀强磁场，如图所示。一个不计重力的带电粒子从磁场边界与 x 轴的交点Z 处以速度v 沿一x 方向射入磁

32、场，它恰好从磁场边界的交点C 处沿+y 方向飞出。（1）判断该粒子带何种电荷，并求出其比荷包；m（2）若磁场的方向和所在空间范围不变，而磁感应强度的大小变为*，该粒子仍以A 处相同的速度射入磁场，但飞出磁场时的速度方向相对于入射方向改变了 60。角，求磁感应强度8多大？此粒子在磁场中运动手所用时间/是多少？【解析】：（18 分）（1）由粒子的飞行轨迹，利用左手定则可知，该粒子带负电荷。粒子由A 点射入，由 C 点飞出，其速度方向改变了 90。，则粒子轨迹半径R=r2V又 qvB=m 则 粒 子 的 比 荷 包=上m Br（2）粒子从D 点飞出磁场速度方向改变60。角，故 AD弧所对应的圆心角为

33、60。，粒子做国,圆周运动的半径W=/3 0=G r粒子在磁场中飞行时间【备考提小】：本题考查带电粒子在磁场中的匀速圆周运动，求解关键是找出带电粒子做圆周运动的圆心，求解其轨迹半径，还考查了考生分析、综合和运用数学知识解决问题的能力。25.四川卷.25（2 0 分）如图所示，在足够大的空间范围内，同时存在着竖直向上的匀强电场和垂直纸面向里的水平匀强磁场，磁感应强度8=1.577。小 球 1 带正电，其电量与质量之比2=4C/kg,所受重力与电场力的大小相等；小球2 不带电，静止放置于固定和水平悬空支架上。小 球 1 向右以v0=23.59m/s的水平速度与小球2 正碰，碰后经0.75s再次相碰

34、。设碰撞前后两小球带电情况不发生改变，且始终保持在同一竖直平面内。（取 g=9.8m/s2）（2）两小球的质量之比是多少？【解析】：（20分）（1）小 球 1所受的重力与电场力始终平衡 wgi=qiE=2.5N/C(2)相碰后小球1做匀速圆周运动，由牛顿第二定律得：町 匕V.qxvyB=mx-半径为ARi-町M周期为24见T=-L=lsq】B.两球运动时间3t0.15s T43.小球1只能逆时针经一周期时与小球2再次相碰4第一次相碰后小球2作平抛运动1 2h=R i=Q g rL=R=两小球第一次碰撞前后动量守恒，以水平向右为正方向加1耐0=?片+加22由、式得也=3.75m/s由式得vi=1

35、7.66m/s两小球质量之比：叫=尘=11【备考提示】：本题涉及力的平衡、圆周运动、平抛运动和动量守恒定律等知识点，考查了考生分析、推理和综合能力，试题涉及的知识点较多，但只要认真分析物理过程,找准物理过程对应的物理规律，还是容易求解。26.全国卷U.25（20分）如图所示，在x 0的区0y y v y域中，存在磁感应强度大小分别为囱与当 的匀强磁场，BiX XX X X XBi磁场方向垂直于纸面向里，且一个带负电的粒 X义X y XX XX X X笈子从坐标原点0以速度V沿X轴负方向射出，要使该粒X XX X X X子经过一段时间后又经过。点与 的比值应满足什 X X X XX X么条件？【

36、解析】：（20分）粒子在整个过程中的速度大小恒为v,交替地在xy平面内以与B2磁场区域中做匀速圆周运动，轨迹都是半个圆周。设粒子的质量和电荷量的大小分别为，和q,圆周运动的半径分别为利厂2，有mvqB现分析粒子运动的轨迹。如图所示，在中平面内，粒子先沿半径为4的半圆G运动至y轴上离。点距离为2 r l的4点，接着沿半径为2 r2的半圆5 运动至y轴的Q点，距离d=2（厂2一 厂1）此后，粒子每经历一次“回旋”（即从y轴出发沿半径4的半圆和半径为r2的半圆回到原点下方y轴），粒子y坐标就减小乩设粒子经过n次回旋后与y轴交于O,点。若0 0r l即 满足nd2r=（4）则粒子再经过半圆C m就能够

37、经过原点，式中=1,2,3,为回旋次数。由式解得zin +1由式可得5、殳 应满足的条件B,nB H+1n=l,2,3,评分参考：、式各2分，求得式1 2 分，式4分。解法不同，最后结果的表达式不同,只要正确，同样给分。【备考提示】：题目考查了带电粒子在匀强磁场中的匀速圆周运动，正确分析带电粒子在磁场中的运动的物理图象，并作出粒子运动轨迹的示意图是解题的关键所在，另外还考查了考生的发散思维能力。27.广东物理卷.18（1 7 分）在光滑绝缘的水平桌面上，有两个质量均为m,电量为+g的完全相同的带电粒子外和尸2,在小孔A处以初速度为零先后释放。在平行板间距为4的匀强电场中加速后，P i 从C处对

38、着圆心进入半径为R的固定圆筒中（筒壁上的小孔C只能容一个粒子通过），圆筒内有垂直水平面向上的磁感应强度 为 B 的匀强磁场。修 每次与筒壁发生碰撞均无电荷迁移，外 进入磁场第一次与筒壁碰撞点为D,NC O D=0,如 图 1 2 所示。延后释放的B，将第一次欲逃逸出圆筒的B 正碰圆筒内，此次碰撞刚结束，立即改变平行板间的电压，并利用修 与 多 之后的碰撞，将Py限制在圆筒内运动。碰撞过程均无机械能损失。设#24,求：在 2 2 和外相邻两次碰撞时间间隔内，粒子外 与筒壁的可能碰撞8次数。附：部分三角函数值(p2兀T71T71771T716-71771I71711 0ta n e3.081.37

39、1.000.7 30.5 80.4 80.4 10.360.32【解析】：4从C运动到D,周期丁 =物qB、“乙 0 mv半 径r=7?tan=2 qB从C到D的时间 七 心2万每次碰撞应当在C点，设P的圆筒内转动了 n圈和筒壁碰撞了 K次后和P?相碰于C点,2 5772K+1=所 以 时 间 间 隔，则ePl、尸2次碰撞的时间间隔，一、2”一。,一、2-黑)/=G(K+1)=瓦-x-x(K+l)=(K +1)V在t时间内,P2向左运动X再回到C,平均速度为-,/5s-由上两式可得:2 vqB)(K +1)2 x 4 x 4d 4 x *灯 火 5兀 R-=-=-=-V V V2 v2v,、m

40、 v /2 、)5 c(K+1)(1 -)W -RqB K+1 2nntan-K+1(K +1 2)同当 n=l,K=2、3、4、5、6、7 时符合条件，K=l、8、9不符合条件当 n=2,3,4.时，无 化K=多少，均不符合条件。【备考提示】：本题考查带电粒子在匀强电场中的运动、带电粒子在匀强磁场中的运动圆周运动以及归纳法在高中物理中经常用到的方法，属于能力要求较高的题H。1 一、电磁感应（一）、选择题:2 8 重庆卷.2 1 两根相距为L的足够长的金属直角导轨如题2 1 图所示放置，它们各有一边在同一水平面内，另边垂直于水平面。质量均为m 的金属细杆。b、c d 与导轨垂直接触形成闭合回路

41、，杆与导轨之间的动摩擦因数为，导轨电阻不计，回路总电阻为2/?。整个装置处于磁感应强度大小为B,方向竖直向上的匀强磁场中。当a b杆在平行于水平导轨的拉力F作用下以速度匕沿导轨匀速运动时，杆也正好以速率向下匕匀速运动。重力加速度为g。以下说法正确的是A.ab杆所受拉力F的大小为卬wg+B.c d 杆所受摩擦力为零C.回路中的电流强度为比化十匕）2RD.与大小的关系为=篝【答案】：A D【解析】：由于c d 不切割磁感线，故电路中的电动势为8 心 也，电 流 为 合 二 外 杆匀速运动,所受合外力为零，即 产一mg一 缺 工=0,F=mg+O。c d 杆匀速运动,所受合外力为零，即尸一M g 一

42、&包=0,=半岂。故应AD。2R BNh【备考提示】：本题考查法拉第电磁感应定律、平衡条件的应用、闭合电路的欧姆定律等，考查考生分析、推理、理解、应用能力。2 9.全国卷I.2 1 如图，在匀强磁场中固定放置一根串接一电阻R的直角形金属导轨a ob （在纸面内），磁场方向垂直纸面朝里，另有两根金，b d属导轨c、d分别平行于oa、ob 放置。保 持 导 轨 之 XXX间接触良好，金属导轨的电阻不计。现经历以下XXX四个过程：以速率v 移 动 d,使它与o b 的距离增大一倍；再以速率v 移 动 c,使它与o a 的 距.X XX XX XX X X X XR-X X X X X离减小一半；然后

43、，再以速率2 V移动c,使它回到原处；最后以速率2 V移动d,使它也回到原处。设上述四个过程中通过电阻R的 电 量 的 大 小 依 次 为。2、Q和则A.。1=。2=。3=。4B.。产。2=2 0 3 =2 0 4C.2。1 =2。2=0 3=。4D.。苒0 2 =。3之。4【答案】：A【解析】：设开始导轨d与。的距离为B，导轨C与。的距离为X2，由法拉第电磁感应定律知，移动c或d时产生的感应电动势：t A/P D A O通过导体火的电量为：。=/=揖=吧R R由上式可知，通过导体R的电量与导体或c移动的速度无关，由于8与R为定值,其电量取决于所围成面积的变化。若导轨d与06距离增大一倍，即由

44、x i变2 X”则所围成的面积增大了 A S =XX 2；若导轨。再与O a距离减小一半，即 由必变为土，2X X X X I X X则所围成的面积又减小了 A S2=-2 x i=x r X 2；2若导轨C再回到原处，此过程面积的变化为A S 3=A S 2=9-2 X|=XX2；2最后导轨d又回到原处，此过程面积的变化为A S 4=XX2；山于A S|=A S 2=A S 3=A S 4，则通过电阻R的电量是相等的，即。|=。2=。3=。4。【备考提不】：本题难度较大，要求考生对法拉第电磁感应定律熟练掌握，明确电量与导轨运动速度无关，而取决于磁通量的变化，同时结合图形去分析物理过程，考查了

45、考生综合分析问题的能力。30.全 国 卷 II.20 如图所示，位于同一水平面内的、两根平行的光滑金属导轨，处在匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨所在平面，导轨的一端与一电阻相连；具有一定质量的金属杆时 放在导轨上并与导轨垂直。现用一平行于导轨的恒力F 拉 杆/，使它由静止开始向右运动。杆和导轨的电阻、感应电流产生的磁场均可不计。用 E 表示回路中的感应电动势，i 表示回路中的感应电流，在，随时间增大的过程中，电阻消耗的功率等于A.尸的功率 B.安培力的功率的绝对值C.尸与安培力的合力的功率 D.i E【答案】：BD【解析】：随时间增大的过程中，杆的速度越来越大，加速度越来越小,由能量守恒可知，克

46、服安培力做功的功率是把其它形式的能转化成电能的电功率，即等于电阻消耗的功率，整个回路中只有外电阻R，故电源的功率即电阻消耗的功率。【备考提示】：本题涉及电磁感应现象中的安培力、感应电流等知识，考查了能量转化与守恒在电磁感应现象中的应用。31.上海物理卷.12 如图所示，平行金属导轨与水平面成6 角，导轨与固定电阻品 和&相连,匀强磁场垂直穿过导轨平面.有一导体棒质量为?，导体棒的电阻与固定电阻R 和 的阻值均相等，与导轨之间的动摩擦因数为，导体棒/沿导轨向上滑动，当上滑的速度为v时，受到安培力的大小为尸.此时(A)电阻Ri消耗的热功率为&/3.(B)电 阻 R o 消耗的热功率为F v/6.(

47、C)整个装置因摩擦而消耗的热功率为(irngvcosO.(D)整个装置消耗的机械功率为(F+umgcosO)v-【答案】：BCD【解析】：山法拉第电磁感应定律得E=B L v,回路总电流I=E/1.5R,安 培 力F=B I L,所以电阻 Q 的功率P i=(0.51)2 R=Fv/6,8 选项正确。由于摩擦力f fi mgc osO,故因摩擦而消耗的热功率为jjmgvc osO。整个装置消耗的机械功率为(F+omgc osO)V。【备考提示】：本题考查了法拉第电磁感应定律、安培力、能量守恒和转化定律、功率、牛顿运动定律等内容，而电磁感应一类题目的求解常用能量相结合的办法来解决。【答案】：A【

48、解析】：在 第 1 s 内，山楞次定律可判定电流为正，其 产 生 的 感 应 电 动 势 民=必=强S,A。Nt、在第2s 和第3s 内，磁场8不变化，线圈中无感应电流，在第4s 和第5s 内，8减小,由楞次定律可判定，其电流为负，产生的感应电动势及=/=As,由于5A/2 A/2=&,A Z2=2 A Z1,故 昂=2民，由此可知，A选项正确。【备考提示】：考查了电磁感应现象中对图象问题的分析，要正确理解图象问题，必须能根据图象的定义把图象反映的规律对应到实际过程中去，又能根据对实际过程抽象对应到图象中去，最终根据实际过程的物理规律判断。33.四川卷.1 7 如图所示，接有灯泡L的平行金属导

49、轨水平放置在匀强磁场中，一导体杆与两导轨良好接触并做往复运动，其运动情况与弹簧振子做简谐运动的情况相同。图 中。位置对应于弹簧振子的平衡位置，P、。两位置对应于弹簧振子的最大位移处。若两导轨的电阻不计，则A.杆由。到 P的过程中，电路中电流变大-n-n _ 1 1 1 IB：；:;B.杆由尸到。的过程中，电路中电流一直变大 k花 !1 1C.杆通过O处时，电路中电流方向将发生改变I11D.杆通过O处时，电路中电流最大,一 个 广【答案】：D【解析】：导体杆往复运动，切割磁感线相当于电源，其产生的感应电动势E=B l v,山于杆相当于弹簧振子，其 在O点处的速度最大，产生的感应电动势最大，因此电

50、路中的电流最大。根据右手定则，电流在P、。两处改变方向，此时的电流为零。故选择B.【备考提示】：题目涉及电磁感应现象和简谐运动的知识，是一道综合题，考查考生运用所学知识综合分析问题的能力。X234 广东物理卷.1 0 如图4 所示，用一根长为L质量不计的细杆与一个上弧长为T、下弧长为小的金属线框的中点联结并悬挂于。点，悬点正下方存在一个上弧长为2/()、下弧长为24 的方向垂直纸面向里的匀强磁场，且 d 0 L。先将线框拉开到如图4 所示位置，松手后让线框进入磁场，忽略空气阻力和摩擦。下列说法正确的是A.金属线框进入磁场时感应电流的方向为：ab TCdaB.金属线框离开磁场时感应电流的方向为：