高考物理试题分类汇编—电磁学中学教育高考_中学教育-高考.pdf
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1、学习好资料 欢迎下载 2008 年高考物理试题分类汇编 电磁学 1.(全国 I)20矩形导线框 abcd 固定在匀强磁场中,磁感线的方向与导线框所在平面垂直,规定磁场的正方向垂直低面向里,磁感应强度 B 随时间变化的规律如图所示.若规定顺时针方向为感应电流I的正方向,下列各图中正确的是 D 2.(全国 I)25.(22 分)如图所示,在坐标系 xoy 中,过原点的直线 OC 与 x 轴正向的夹角 120,在 OC 右侧有一匀强电场:在第二、三象限内有一心强磁场,其上边界与电场边界重叠、右边界为 y 轴、左边界为图中平行于 y 轴的虚线,磁场的磁感应强度大小为 B,方向垂直抵面向里。一带正电荷
2、q、质量为m 的粒子以某一速度自磁场左边界上的 A 点射入磁场区域,并从 O 点射出,粒子射出磁场的速度方向与 x 轴的夹角 30,大小为 v,粒子在磁场中的运动轨迹为纸面内的一段圆弧,且弧的半径为磁场左右边界间距的两倍。粒子进入电场后,在电场力的作用下又由 O 点返回磁场区域,经过一段时间后再次离开磁场。已知粒子从 A 点射入到第二次离开磁场所用的时间恰好等于粒子在磁场中做圆周运动的周期。忽略重力的影响。求(1)粒子经过 A点时速度的方向和 A点到 x 轴的距离;(2)匀强电场的大小和方向;学习好资料 欢迎下载(3)粒子从第二次离开磁场到再次进入电场时所用的时间。4.(全国 II)19.一平
3、行板电容器的两个极板水平放置,两极板间有一带电量不变的小油滴,油滴在极板间运动时所受空气阻力的大小与其速率成正比。若两极板间电压为零,经一段时间后,油滴以速率 v 匀速下降;若两极板间的电压为 U,经一段时间后,油滴以速率 v 匀速上升。若两极板间电压为-U,油滴做匀速运动时速度的大小、方向将是 C A.2v、向下 B2v、向上 C.3v、向下 在平面垂直规定磁场的正方向垂直低面向里磁感应强度随时间变化的规律如图所示若规定顺时针方向为感应电流的正方向下列各图中正确的是全国分如图所示在坐标系中过原点的直线与轴正向的夹角在右侧有一匀强电场在第二三象向垂直抵面向里一带正电荷质量为的粒子以某一速度自磁
4、场左边界上的点射入磁场区域并点射出粒子射出磁场的速度方向与轴的夹角大小为粒子在磁场中的运动轨迹为纸面内的一段圆弧且弧的半径为磁场左右边界间距的两倍粒子进所用的时间恰好等于粒子在磁场中做圆周运动的周期忽略重力的影响求粒子经过点时速度的方向和点到轴的距离匀强电场的大小和方向学习好资料欢迎下载粒子从第二次离开磁场到再次进入电场时所用的时间全国一平行板电容器的学习好资料 欢迎下载 D.3v、向上 5.(全国 II)21如图,一个边长为 l 的正方形虚线框内有垂直于纸面向里的匀强磁场;一个边长也为 l 的正方形导线框所在平面与磁场方向垂直;虚线框对角线 ab 与导线框的一条连垂直,ba 的延长线平分导线
5、框。在 t0 时,使导线框从图示位置开始以恒定速度沿 ab 方向移动,直到整个导线框离开磁场区域。以 I 表示导线框中感应电流的强度,取逆时针方向为正。下列表示 i-t 关系的图示中,可能正确的是 C 6.(全国 II)24.(19 分)如图,一直导体棒质量为 m、长为 l、电阻为 r,其两端放在位于水平面内间距也为 l 的光滑平行导轨上,并与之密接;棒左侧两导轨之间连接一可控制的负载电阻(图中未画出);导轨置于匀强磁场中,磁场的磁感应强度大小为 B,方向垂直于导轨所在平面。开始时,给导体棒一个平行于导轨的初速度 v0。在棒的运动速度由 v0减小至 v1的过程中,通过控制负载电阻的阻值使棒中的
6、电流强度 I 保持恒定。导体棒一直在磁场中运动。若不计导轨电阻,求此过程中导体棒上感应动势的平均值和负载电阻上消耗的平均功率。解:导体棒所受的安培力为 F=IlB 该力大小不变,棒做匀减速运动,因此在棒的速度从 v0减小到 v1的过程中,平均速度为 011()2vvv 当棒的速度为 v 时,感应电动势的大小为 E=lvB 棒中的平均感应电动势为ElvB 由式得011()2El vv B 导体棒中消耗的热功率为21PI r 负载电阻上消耗的平均功率为21PEIP 在平面垂直规定磁场的正方向垂直低面向里磁感应强度随时间变化的规律如图所示若规定顺时针方向为感应电流的正方向下列各图中正确的是全国分如图
7、所示在坐标系中过原点的直线与轴正向的夹角在右侧有一匀强电场在第二三象向垂直抵面向里一带正电荷质量为的粒子以某一速度自磁场左边界上的点射入磁场区域并点射出粒子射出磁场的速度方向与轴的夹角大小为粒子在磁场中的运动轨迹为纸面内的一段圆弧且弧的半径为磁场左右边界间距的两倍粒子进所用的时间恰好等于粒子在磁场中做圆周运动的周期忽略重力的影响求粒子经过点时速度的方向和点到轴的距离匀强电场的大小和方向学习好资料欢迎下载粒子从第二次离开磁场到再次进入电场时所用的时间全国一平行板电容器的学习好资料 欢迎下载 由式得22011()2Pl vv BII r 评分参考:式 3 分(未写出式,但能正确论述导体棒做匀减速运
8、动的也给这 3 分),式各 3 分,式各 2 分,式各 2 分。7.(北京卷)18一理想变压器原、副线圈匝数比 n1:n2=11:5。原线圈与正弦交变电源连接,输入电压 u 如图所示。副线圈仅接入一个 10 的电阻。则 D A.流过电阻的电流是 20 A B.与电阻并联的电压表的示数是 1002V C.经过 1 分钟电阻发出的热量是 6 103 J D.变压器的输入功率是 1 103 W 8.(北京卷)19.在如图所示的空间中,存在场强为 E 的匀强电场,同时存在沿 x 轴负方向,磁感应强度为 B 的匀强磁场。一质子(电荷量为 e)在该空间恰沿 y 轴正方向以速度 v 匀速运动。据此可以判断出
9、 C A.质子所受电场力大小等于eE,运动中电势能减小;沿z轴正方向电势升高 B.质子所受电场力大小等于 eE,运动中电势能增大;沿 z 轴正方向电势降低 C.质子所受电场力大小等于 evB,运动中电势能不变;沿 z 轴正方向电势升高 D.质子所受电场力大小等于 evB,运动中电势能不变;沿 z 轴正方向电势降低 9.(北京卷)22(16分)均匀导线制成的单位正方形闭合线框abcd,每边长为 L,总电阻为 R,总质量为 m。将其置于磁感强度为 B的水平匀强磁场上方 h 处,如图所示。线框由静止自由下落,线框平面保持在竖直平面内,且 cd 边始终与水平的磁场边界平行。当 cd 边刚进入磁场时,(
10、1)求线框中产生的感应电动势大小;(2)求 cd 两点间的电势差大小;(3)若此时线框加速度恰好为零,求线框下落的高度 h 所应满足的条件。解:(1)cd 边刚进入磁场时,线框速度 v=2gh(2)此时线框中电流 I=ERcd 两点间的电势差 U=I(34R)=324Blgh(3)安培力 F=BIL=222B LghR 根据牛顿第二定律 mg-F=ma,由 a=0 解得下落高度满足 h=22442m gRB L 在平面垂直规定磁场的正方向垂直低面向里磁感应强度随时间变化的规律如图所示若规定顺时针方向为感应电流的正方向下列各图中正确的是全国分如图所示在坐标系中过原点的直线与轴正向的夹角在右侧有一
11、匀强电场在第二三象向垂直抵面向里一带正电荷质量为的粒子以某一速度自磁场左边界上的点射入磁场区域并点射出粒子射出磁场的速度方向与轴的夹角大小为粒子在磁场中的运动轨迹为纸面内的一段圆弧且弧的半径为磁场左右边界间距的两倍粒子进所用的时间恰好等于粒子在磁场中做圆周运动的周期忽略重力的影响求粒子经过点时速度的方向和点到轴的距离匀强电场的大小和方向学习好资料欢迎下载粒子从第二次离开磁场到再次进入电场时所用的时间全国一平行板电容器的学习好资料 欢迎下载 10.(北京卷)23.(18 分)风能将成为 21 世纪大规模开发的一种可再生清洁能源。风力发电机是将风能(气流的功能)转化为电能的装置,其主要部件包括风轮
12、机、齿轮箱,发电机等。如图所示。(1)利用总电阻10R 的线路向外输送风力发电机产生的电能。输送功率0300kWP,输电电压10kWU,求异线上损失的功率与输送功率的比值;(2)风轮机叶片旋转所扫过的面积为风力发电机可接受风能的面积。设空气密度为 p,气流速度为 v,风轮机叶片长度为 r。求单位时间内流向风轮机的最大风能 Pm;在风速和叶片数确定的情况下,要提高风轮机单位时间接受的风能,简述可采取的措施。(3)已知风力发电机的输出电功率 P 与 Pm 成正比。某风力发电机的风速 v19m/s 时能够输出电功率 P1=540kW。我国某地区风速不低于v2=6m/s 的时间每年约为 5000 小时
13、,试估算这台风力发电机在该地区的最小年发电量是多少千瓦时。解:导线上损失的功率为 P=I2R=(23203300 10()10910 10PRWkWU 损失的功率与输送功率的比值3309 100.03300 10PP(2)风垂直流向风轮机时,提供的风能功率最大.单位时间内垂直流向叶片旋转面积的气体质量为 pvS,S=r2 风能的最大功率可表示为 P 风=22222111()222ptS vpt t vpr v 采取措施合理,如增加风轮机叶片长度,安装调向装置保持风轮机正面迎风等。按题意,风力发电机的输出功率为 P2=221165409vPv kW=160 kW 最小年发电量约为 W=P2t=1
14、60 5000 kW h=8 105kW h 11.(山东卷)20.图 1、图 2 分别表示两种电压的波形,其中图 1 所示电压按正弦规律变化。下列说法正确的是 C A.图 l 表示交流电,图 2 表示直流电 B.两种电压的有效值相等 C.图 1 所示电压的瞬时值表达式为 u=311 sinl00tV D.图 1 所示电压经匝数比为 10:l 的变压器变压后,频率变为原来的101 在平面垂直规定磁场的正方向垂直低面向里磁感应强度随时间变化的规律如图所示若规定顺时针方向为感应电流的正方向下列各图中正确的是全国分如图所示在坐标系中过原点的直线与轴正向的夹角在右侧有一匀强电场在第二三象向垂直抵面向里
15、一带正电荷质量为的粒子以某一速度自磁场左边界上的点射入磁场区域并点射出粒子射出磁场的速度方向与轴的夹角大小为粒子在磁场中的运动轨迹为纸面内的一段圆弧且弧的半径为磁场左右边界间距的两倍粒子进所用的时间恰好等于粒子在磁场中做圆周运动的周期忽略重力的影响求粒子经过点时速度的方向和点到轴的距离匀强电场的大小和方向学习好资料欢迎下载粒子从第二次离开磁场到再次进入电场时所用的时间全国一平行板电容器的学习好资料 欢迎下载 12.(山东卷)21.如图所示,在 y 轴上关于 0 点对称的 A、B 两点有等量同种点电荷+Q,在 x轴上 C 点有点电荷-Q且 CO=OD,ADO=600。下列判断正确的是 BD A.
16、O 点电场强度为零 B.D 点电场强度为零 C.若将点电荷+q 从 O 移向 C,电势能增大 D.若将点电荷-q从 O 移向 C,电势能增大 13.(山东卷)22.两根足够长的光滑导轨竖直放置,间距为 L,底端接阻值为 R 的电阻。将质量为 m 的金属棒悬挂在一个固定的轻弹簧下端,金属棒和导轨接触良好导轨所在平面与磁感应强度为 B 的匀强磁场垂直,如图所示。除电阻 R外其余电阻不计。现将金属棒从弹簧原长位置由静止释放,则 A A.释放瞬间金属棒的加速度等于重力加速度 g B.金属棒向下运动时,流过电阻 R 的电流方向为 ab C.金属棒的速度为 v 时,所受的安培力大小为 F=D.电阻 R 上
17、产生的总热量等于金属棒重力势能的减少 14.(山东卷)25.(I 8 分)两块足够大的平行金属极板水平放置,极板间加有空间分布均匀、大小随时间周期性变化的电场和磁场,变化规律分别如图 1、图 2 所示(规定垂直纸面向里为磁感应强度的正方向)。在 t=0。时刻由负极板释放一个初速度为零的带负电的粒子(不计重力)。若电场强度 E0、磁感应强度 B0、粒子的比荷mq均 已 知,且,两 板 间 距h=。(1)求粒子在0to 时间内的位移大小与极板间距 h 的比值。(2)求粒子在极板间做圆周运动的最大半径(用h 表示)。(3)若板间电场强度 E 随时间的变化仍如图 l 所示,磁场的变化改为如图 3 所示
18、,试画出粒子在板间运动的轨迹图(不必写计算过程)。解法一:(1)设粒子在 oto 时间内运动的位移大小为 s1 2121ats mqEa 又已知 联立式解得(2)粒子在 to2to 时间内只受洛伦兹力作用且速度与磁场方向垂直,所以粒子做匀速圆周运动。设运动速度大小为 v1,轨道半径为 R1,周期为 T,则 12101RmvBqv 在平面垂直规定磁场的正方向垂直低面向里磁感应强度随时间变化的规律如图所示若规定顺时针方向为感应电流的正方向下列各图中正确的是全国分如图所示在坐标系中过原点的直线与轴正向的夹角在右侧有一匀强电场在第二三象向垂直抵面向里一带正电荷质量为的粒子以某一速度自磁场左边界上的点射
19、入磁场区域并点射出粒子射出磁场的速度方向与轴的夹角大小为粒子在磁场中的运动轨迹为纸面内的一段圆弧且弧的半径为磁场左右边界间距的两倍粒子进所用的时间恰好等于粒子在磁场中做圆周运动的周期忽略重力的影响求粒子经过点时速度的方向和点到轴的距离匀强电场的大小和方向学习好资料欢迎下载粒子从第二次离开磁场到再次进入电场时所用的时间全国一平行板电容器的学习好资料 欢迎下载 联立式得51hR 又 R r。鬻 即粒子在 t。2to 时间内恰好完成一个周期的圆周运动。在 2t。3to 时间内,粒子做初速度为 v1的匀加速直线运动,设位移大小为 s2 解得hs532 由于 s1+s2h,所以粒子在 3to4to 时间
20、内继续做匀速圆周运动,设速度大小为 v2,半径为 R2 v2=v1+at0 22202RmvBqv 由于 s1+s2十 R2h,粒子恰好又完成一个周期的圆周运动。在 4t。5t。时间内,粒子运动到正极板 (如图 l 所示)。因此粒子运动的最大半径522hR。(3)粒子在板间运动的轨迹如图 2 所示。解法二:由题意可知,电磁场的周期为 2t0,前半周期粒子受电场作用做匀加速直线运动 加速度大小为mqEa 方向向上 后半周期粒子受磁场作用做匀速圆周运动,周期为 T002tqBmT 粒子恰好完成一次匀速圆周运动。至第 n 个周期末,粒子位移大小为 sn 20)(21ntasn 由以上各式得 粒子速度
21、大小为粒子做圆周运动的半径为 解得hnRn5显然 s2+R2hs3(1)粒子在 0t0时间内的位移大小与极板间距 h 的比值511hs(2)粒子在极板闻做圆周运动的最大半径(3)粒子在板间运动的轨迹图见解法一中的图 2。08 年高考上海卷物理 在平面垂直规定磁场的正方向垂直低面向里磁感应强度随时间变化的规律如图所示若规定顺时针方向为感应电流的正方向下列各图中正确的是全国分如图所示在坐标系中过原点的直线与轴正向的夹角在右侧有一匀强电场在第二三象向垂直抵面向里一带正电荷质量为的粒子以某一速度自磁场左边界上的点射入磁场区域并点射出粒子射出磁场的速度方向与轴的夹角大小为粒子在磁场中的运动轨迹为纸面内的
22、一段圆弧且弧的半径为磁场左右边界间距的两倍粒子进所用的时间恰好等于粒子在磁场中做圆周运动的周期忽略重力的影响求粒子经过点时速度的方向和点到轴的距离匀强电场的大小和方向学习好资料欢迎下载粒子从第二次离开磁场到再次进入电场时所用的时间全国一平行板电容器的学习好资料 欢迎下载 2A如图所示,把电量为5 109 C 的电荷,从电场中的 A 点移到 B点,其电势能_(选填“增大”、“减小”或“不变”);若 A点的电势 UA15 V,B 点的电势 UB10 V,则此过程中电场力做的功为_。增大,2.5 108 15.(上海卷)3B某集装箱吊车的交流电动机输入电压为 380V,则该交流电电压的最大值为V。当
23、吊车以 0.1m/s 的速度匀速吊起总质量为 5.7 103kg 的集装箱时,测得电动机的电流为 20A,电动机的工作效率为。(g 取 10m/s2)3802,75%16.(上海卷)10 如图所示,平行于 y 轴的导体棒以速度 v 向右匀速直线运动,经过半径为 R、磁感应强度为 B 的圆形匀强磁场区域,导体棒中的感应电动势 与导体棒位置 x 关系的图像是 A 17.(上海卷)14如图所示,在光滑绝缘水平面上,两个带等量正电的点电荷 M、N,分别固定在 A、B 两点,O 为AB连线的中点,CD 为 AB 的垂直平分线。在 CO 之间的F 点由静止释放一个带负电的小球 P(设不改变原来的电场分布)
24、,在以后的一段时间内,P 在 CD 连线上做往复运动。若 BCD(A)小球 P 的带电量缓慢减小,则它往复运动过程中振幅不断减小(B)小球 P 的带电量缓慢减小,则它往复运动过程中每次经过 O 点时的速率不断减小(C)点电荷 M、N 的带电量同时等量地缓慢增大,则小球 P 往复运动过程中周期不断减小(D)点电荷 M、N 的带电量同时等量地缓慢增大,则小球 P 往复运动过程中振幅不断减小 18.(上海卷)20B(10 分)某小型实验水电站输出功率是 20kW,输电线路总电阻是 6。(1)若采用 380V 输电,求输电线路损耗的功率。(2)若改用 5000 高压输电,用户端利用 n1:n222:1
25、 的变压器降压,求用户得到的电压。解:(1)输电线上的电流强度为 I320 10380PUA52.63A 输电线路损耗的功率为 P损I2R52.6326W16620W 16.62kW B A E 在平面垂直规定磁场的正方向垂直低面向里磁感应强度随时间变化的规律如图所示若规定顺时针方向为感应电流的正方向下列各图中正确的是全国分如图所示在坐标系中过原点的直线与轴正向的夹角在右侧有一匀强电场在第二三象向垂直抵面向里一带正电荷质量为的粒子以某一速度自磁场左边界上的点射入磁场区域并点射出粒子射出磁场的速度方向与轴的夹角大小为粒子在磁场中的运动轨迹为纸面内的一段圆弧且弧的半径为磁场左右边界间距的两倍粒子进
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