高考物理模拟题分类训练(04期)专题15电学计算大题(学生版).docx

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1、专题15 电学计算大题1(2021届福建省福州高三模拟)如图所示，在竖直平面内有一质量m=0.6kg、电荷量g=+310-3C的带电的小球，用一根长L=0.2m且不可伸长的绝缘轻细线系在一方向水平向右、分布的区域足够大的匀强电场中的O点已知A、O、C三点等高，且OA=OC=L，若将带电小球从A点无初速度释放，小球到达最低点B时速度恰好为零，取g=10m/s2(1)求匀强电场的电场强度E的大小；(2)求小球从A点由静止释放运动到B点的过程中速度最大时细线的拉力大小；.(3)若将带电小球从C点无初速度释放，求小球到达A点时的速度2(2021届福建省名校联盟高三模拟)如图，从离子源产生的甲、乙两种离

2、子，由静止经加速电压U加速后在纸面内水平向右运动，自M点垂直于磁场边界射入匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向里，磁场左边界竖直已知甲种离子射入磁场的速度大小为v1，并在磁场边界的N点射出；乙种离子在MN的中点射出；MN长为l不计重力影响和离子间的相互作用求：(1)磁场的磁感应强度大小；(2)甲、乙两种离子的比荷之比3(2021届福建省名校联盟高三模拟)发电机和电动机具有装置上的类似性 ，源于它们机理上的类似性.直流发电机和直流电动机的工作原理可以简化为如图1、图2所示的情景.在竖直向下的磁感应强度为的匀强磁场中，两根光滑平等金属轨道、固定在水平面内，相距为，电阻不计.电阻为的金属导体棒垂直于、放在

3、轨道上，与轨道接触良好，以速度(平行于)向右做匀速运动.图1轨道端点间接有阻值为的电阻，导体棒受到水平向右的外力作用.图2轨道端点间接有直流电源，导体棒通过滑轮匀速提升重物，电路中的电流为.(1)求在时间内，图1“发电机”产生的电能和图2“电动机”输出的机械能；(2)从微观角度看，导体棒中的自由电荷所受洛伦兹在上述能量转化中起着重要作用.为了方便，可认为导体棒中的自由电荷为正电荷.a.请在图3(图1的导体棒)、图4(图2的导体棒)中，分别画出自由电荷所受洛伦兹力的示意图.b.我们知道，洛伦兹力对运动电荷不做功.那么，导体棒中的自由电荷所受洛伦兹力是如何在能量转化过程中起到作用的呢？请以图2“电

4、动机”为例，通过计算分析说明.4(2021届广东省河源市高三模拟)如图所示，在方向竖直向下、磁感应强度为B的匀强磁场中，沿水平面固定一个V字型光滑金属框架，已知，导体棒在框架上从A点开始在外力作用下，沿垂直方向以速度v匀速向右平移，使导体棒和框架始终构成等边三角形回路，经过时间t导体棒运动到图示位置。已知框架和导体棒的材料和横截面积均相同，其单位长度的电阻均为r，框架和导体棒均足够长，导体棒运动中始终与磁场方向垂直，且与框架接触良好。求：(1)t时刻回路的总电阻；(2)t时刻流过导体棒的电流大小。5(2021届河北省高三高考模拟)如图所示，绝缘水平面上有三个宽度都为L的区域、，区域I内有竖直向

5、下的匀强磁场，磁感应强度大小为B。用粗细均匀的电阻丝制成边长为L的单匝金属线框，线框总电阻为R，质量为，线框制作平整，与水平面贴合良好，除区域内水平面与线框间有恒定的动摩擦因数外，其余部分光滑，线框以初速度进入匀强磁场，最终线框中心对称线恰好停在处。已知重力加速度为g。(1)求线框刚好完全进入区域I时的速度大小；(2)求区域与线框间的动摩擦因数；(3)换用一直径为L，电阻也为R的圆形线框，线框在外力F作用下以速度v匀速穿过区域I，求整个过程F对线框的冲量大小。6(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

6、，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。7(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

7、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。8如图所示匀强电场水平向右，在电场中的O点固定一轻细线，细线的另一端系一质量为m带电量为q的小球，小球平衡时细线与竖直方向成角。(，)(1)求电场强度；(2)将小球拉至右侧与O等高，细线水平伸直，然后将小球静止释放，求小球运动到最低点时线的张力；9(2021届湖南省高三模拟)由某种导电性能极好的新型材料制成的圆柱体物块(可以看成中间是均匀介质的电容器)，质

8、量为m，高为d，底面直径也为d。如图所示，物块放在绝缘斜面上，空间存在平行于斜面、磁感应强度大小为B的水平匀强磁场。已知物块电阻可忽略不计，该材料的相对介电常数为，与斜面间的动摩擦因数为，静电力常量为k，重力加速度为g。现将物块在斜面上由静止释放，求：(1)当物块速度为v时，物块上表面所带电荷量大小Q，并指出其电性。(2)任一时刻速度v与时间t的关系。10(2021届湖南省高三模拟)如图，在竖直面内有一固定绝缘轨道，其中为粗糙的水平轨道，与半径为R的光滑圆弧轨道相切于C点，直径与竖直半径夹角。质量未知、电荷量为q的带正电小球静止于C处。现将一质量为m的不带电物块静置在A处，在水平向右的恒定推力

9、F作用下，物块从A处由静止开始向右运动，经时间到达B处，之后立即改变推力的大小，使推力的功率恒定，又经时间，撤去推力，物块恰与小球发生弹性正碰(碰撞时间极短)，碰后瞬间，在过P点竖直线的右侧加上一沿方向的匀强电场(图中未画出)，小球沿圆弧轨道运动到Q点时速率最大并恰好通过P点，落到水平轨道上的S处。已知物块与水平轨道间的动摩擦因数为0.5，重力加速度大小为g，推力的恒定功率为，物块与小球碰前瞬间的速度大小为，取。求：(1)物块第一次到达B点时的速度大小以及两点间的距离x；(2)小球过P点时的速度大小v以及两点间的距离L；(3)小球的质量。11(2021届江苏省如皋市高三模拟)如图所示，足够长的

10、光滑轨道水平放置，导轨间距L=0.5m，轨道左端c、d接电阻R=0.4，磁感应强度B=1T的匀强磁场垂直于轨道平面。质量m=2kg、电阻r=0.1的导体棒ab获得方向沿轨道向右、大小v=5m/s瞬时速度。棒ab与轨道接触良好，不计轨道的电阻，求：(1)棒ab获得瞬时速度时两端的电压U；(2)从棒ab获得瞬时速度至停止的过程中，棒ab中产生的内能Q。12(2021届山东省济南市高三模拟)如图所示一半径为的金属圆环水平放置，长度为2l的粗细均匀的金属棒OP搭在圆环上且一端O点与圆心重合，金属棒OP的电阻为，转动时棒与圆环保持良好接触。额定电压为、内阻为的电动机M通过导线分别连接棒上O点和圆环上Q点，整个装置处在竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度大小为，圆环及导线电阻不计。当金属棒绕圆心以角速度顺时针(俯视)匀速转动时，电动机恰好正常工作，求：(1)通过电动机的电流方向及电动机的输出功率；(2)金属棒两端点的电压Upo。