高三物理计算题专项训练(共9页)

高三物理计算题专项训练(电与磁)班级 姓名 座号 1. 如图所示，一质量为m = 1.0kg，带电量为q = 1.0C的小球，用绝缘细线悬挂在水平向右的匀强电场中，假设电场足够大，静止时悬线向左与竖直方向 成60角.小球在运动过程电量保持不变，重力加速度g = 10 m/s2结果保留2位有效数字.Eq （1）画出小球受力图并判断小球带何种电荷 （2）求电场强度E （3）若在某时刻将细线突然剪断，求经过1s时小球的速度v2、如图所示，水平放置长为L的平行金属板A和B的距离为d，它们的右端安放着垂直于金属板的靶MN，现在A、B板上加上如图所示的方波电压，电压的正向值为U0，反向电压值为U0/2，且每隔T/2换向一次，现有质量为m、带正电且电量为q的粒子束从A、B的中点O沿平行于金属板方向源源不断的射入，设粒子能全部打在靶上而且所有粒子在A、B间的飞行时间均为T。不计重力的影响，则：（1）在靶MN上距其中心点有粒子击中的范围是多少? （2）要使粒子能全部打在靶MN上，电压U0的数值应满足的条件是什么?ABOO/MNdt2TTOU0U0/2uAB 3.如图（a）所示，在以直角坐标系xOy的坐标原点O为圆心、半径为r的圆形区域内，存在磁感应强度大小为B、方向垂直xOy所在平面的匀强磁场。一带电粒子由磁场边界与x轴的交点A处，以速度v0沿x轴负方向射入磁场，粒子恰好能从磁场边界与y轴的交点C处，沿y轴正方向飞出磁场，不计带电粒子所受重力。（1）求粒子的荷质比。yCv0Av0图（b）xOB图（a）ACv0xyOBv0（2）若磁场的方向和所在空间的范围不变，而磁感应强度的大小变为B，该粒子仍从A处以相同的速度射入磁场，粒子飞出磁场时速度的方向相对于入射方向改变了角，如图（b）所示，求磁感应强度B的大小。，4如图所示，半径为r的绝缘细圆环的环面固定在竖直平面上，AB为水平直径的两个端点。水平向右、场强大小为E的匀强电场与环面平行。一电量为+q、质量为m的小球穿在环上（不计摩擦）。若小球经A点时，速度vA（大小未知）的方向恰与电场垂直，且圆环与小球间无力的作用。已知此小球可沿圆环作完整的圆周运动，试计算：（1）速度vA的大小。（2）小球运动到与A点对称的B点时，对环的作用力。（3）小球运动经过圆周最低点时，对环的作用力。5如图所示，一个质量为m =2.010-11kg，电荷量q = +1.010-5C的带电微粒（重力忽略不计），从静止开始经U1=100V电压加速后，水平进入两平行金属板间的偏转电场中。金属板长L=20cm，两板间距d =10cm.求：(1）微粒进入偏转电场时的速度v0是多大？（2）若微粒射出偏转电场时的偏转角为=30,并接着进入一个方向垂直于纸面向里的匀强磁场区，则两金属板间的电压U2是多大？（3）若该匀强磁场的宽度为D =10cm，为使微粒不会由磁场右边射出，该匀强磁场的磁感应强度B至少多大？6.如图所示，质量为m、电阻为r，边长为L的正方形导线框abcd，其下边cd距匀强磁场上边界PQ的距离为h。磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向里，现使线框从静止开始自由下落，下落过程中ab边始终水平，不计空气阻力，重力加速度为g。 （1）如果线框进入磁场时先做加速运动，那么线框刚进入磁场里加速度大小是多少； （2）如果ab边进入磁场前线框速度已达到稳定，那么线框在进入磁场的过程中产生的热量是多少。BFabrR7如图，固定在同一水平面内的两根长直金属导轨的间距为L，其右端接有阻值为R的电阻，整个装置处在竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场中，一质量为m (质量分布均匀)的导体杆ab垂直于导轨放置，且与两导轨保持良好接触，杆与导轨之间的动摩擦因数为。现杆在水平向左、垂直于杆的恒力F作用下从静止开始沿导轨运动，当杆运动的距离为d时，速度恰好达到最大（运动过程中杆始终与导轨保持垂直）。设杆接入电路的电阻为r，导轨电阻不计，重力加速度为g。求此过程中：（1）杆的速度的最大值；（2）通过电阻R上的电量；（3）电阻R上的发热量8.如图所示，两足够长平行光滑的金属导轨MN、PQ相距为L，导轨平面与水平面夹角30，导轨上端跨接一定值电阻R，导轨电阻不计整个装置处于方向竖直向上的匀强磁场中，长为L的金属棒cd垂直于MN、PQ放置在导轨上，且与导轨保持电接触良好，金属棒的质量为m、电阻为r，重力加速度为g，现将金属棒由静止释放，当金属棒沿导轨下滑距离为s时，速度达到最大值vm求：（1）金属棒开始运动时的加速度大小；（2）匀强磁场的磁感应强度大小；（3）金属棒沿导轨下滑距离为s的过程中，电阻R上产生的电热高三物理计算题专项训练(电与磁)Eq1. 如图所示，一质量为m = 1.0kg，带电量为q = 1.0C的小球，用绝缘细线悬挂在水平向右的匀强电场中，假设电场足够大，静止时悬线向左与竖直方向 成60角.小球在运动过程电量保持不变，重力加速度g = 10 m/s2结果保留2位有效数字. （1）画出小球受力图并判断小球带何种电荷（2）求电场强度E （3）若在某时刻将细线突然剪断，求经过1s时小球的速度v解：(1）受力如图，小球带负电 （2）小球的电场力F =qE F =mgtan E1.7 N/C （3）剪断细线后小球做初速度为0的匀加速直线运动，经过1s时小球的速度为V . 小球所受合外力F合=mg/cos 由牛顿第二定律有F合=ma V =at 小球的速度V =20m/s 速度方向为与竖直方向夹角为60 斜向下 2、如图所示，水平放置长为L的平行金属板A和B的距离为d，它们的右端安放着垂直于金属板的靶MN，现在A、B板上加上如图所示的方波电压，电压的正向值为U0，反向电压值为U0/2，且每隔T/2换向一次，现有质量为m、带正电且电量为q的粒子束从A、B的中点O沿平行于金属板方向源源不断的射入，设粒子能全部打在靶上而且所有粒子在A、B间的飞行时间均为T。不计重力的影响，则：（1）在靶MN上距其中心点有粒子击中的范围是多少? （2）要使粒子能全部打在靶MN上，电压U0的数值应满足的条件是什么?ABOO/MNdt2TTOU0U0/2uAB（1）当粒子在0，T，2T，nT时刻进入电场中时，在前T/2时间内，粒子在竖直向下： 在后T/2时间内，粒子在竖直向下： 将v=，代入上式得： 故粒子打在距O/点正下方的最大位移为： 当粒子在T/2，3T/2，（2n+1）T/2时刻进入电场时，前T/2时间内，粒子在竖直向上： 在后T/2时间内，粒子在竖直向上： 其中，代入上式得：s2/=0，故粒子打在距O/点正上方的最大位移为：。 （2）要使粒子能全部打在靶上，须有：，即。3.如图（a）所示，在以直角坐标系xOy的坐标原点O为圆心、半径为r的圆形区域内，存在磁感应强度大小为B、方向垂直xOy所在平面的匀强磁场。一带电粒子由磁场边界与x轴的交点A处，以速度v0沿x轴负方向射入磁场，粒子恰好能从磁场边界与y轴的交点C处，沿y轴正方向飞出磁场，不计带电粒子所受重力。（1）求粒子的荷质比。（2）若磁场的方向和所在空间的范围不变，而磁感应强度的大小变为B，该粒子仍从A处以相同的速度射入磁场，粒子飞出磁场时速度的方向相对于入射方向改变了角，如图（b）所示，求磁感应强度B的大小。xOBACOv0/2v0Ov0AxyOB解析：（1）粒子的运动轨迹如图，其半径R=r， 得 （2）粒子的运动轨迹如图，设其半径为R，洛伦兹力提供向心力，即 又 解得 4如图所示，半径为r的绝缘细圆环的环面固定在竖直平面上，AB为水平直径的两个端点。水平向右、场强大小为E的匀强电场与环面平行。一电量为+q、质量为m的小球穿在环上（不计摩擦）。若小球经A点时，速度vA（大小未知）的方向恰与电场垂直，且圆环与小球间无力的作用。已知此小球可沿圆环作完整的圆周运动，试计算：（1）速度vA的大小。（2）小球运动到与A点对称的B点时，对环的作用力。（3）小球运动经过圆周最低点时，对环的作用力。（1）在A点 所以小球在A点的速度。（2）在小球从A到B的过程中，电场力做的正功等于小球动能的增加量，即 ，小球在B点时，在水平方向有解以上两式，小球在B点对环的水平作用力为：。（3）3mg+3qE5如图所示，一个质量为m =2.010-11kg，电荷量q = +1.010-5C的带电微粒（重力忽略不计），从静止开始经U1=100V电压加速后，水平进入两平行金属板间的偏转电场中。金属板长L=20cm，两板间距d =10cm.求：(1）微粒进入偏转电场时的速度v0是多大？（2）若微粒射出偏转电场时的偏转角为=30,并接着进入一个方向垂直于纸面向里的匀强磁场区，则两金属板间的电压U2是多大？（3）若该匀强磁场的宽度为D =10cm，为使微粒不会由磁场右边射出，该匀强磁场的磁感应强度B至少多大？15.（1）微粒在加速电场： v0=1.0104m/s （2）做类平抛运动 飞出电场时，速度偏转角的正切为： 解得 U 2 =100V （3）进入磁场时微粒的速度是： 轨迹如图， 洛伦兹力提供向心力： 由联立得： 代入数据解得：B 0.20T 所以，为使微粒不会由磁场右边射出，该匀强磁场的磁感应强度B至少为0.20T6.如图所示，质量为m、电阻为r，边长为L的正方形导线框abcd，其下边cd距匀强磁场上边界PQ的距离为h。磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向里，现使线框从静止开始自由下落，下落过程中ab边始终水平，不计空气阻力，重力加速度为g。 （1）如果线框进入磁场时先做加速运动，那么线框刚进入磁场里加速度大小是多少； （2）如果ab边进入磁场前线框速度已达到稳定，那么线框在进入磁场的过程中产生的热量是多少。（1）线框cd边进入磁场时速度v1.机械能守恒感应电动势 感应电流安培力由上述各式解得（2）匀速时速度v2，得17、细胞学说的建立被誉为19世纪自然科学的三大发现之一。根据能量转化与守恒有：解得7如图，固定在同一水平面内的两根长直金属导轨的间距为L，其右端接有阻值为R的电阻，整个装置处在竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场中，一质量为m (质量分布均匀)的导体杆ab垂直于导轨放置，且与两导轨保持良好接触，杆与导轨之间的动摩擦因数为。现杆在水平向左、垂直于杆的恒力F作用下从静止开始沿导轨运动，当杆运动的距离为d时，6、二氧化碳气体有什么特点？B9、月球地貌的最大特征，就是分布着许多大大小小的环形山，环形山大多是圆形的。关于环形山的形成，目前公认的观点是“撞击说”。Fab20、对生活垃圾进行分类、分装，这是我们每个公民的义务。只要我们人人参与，养成良好的习惯，我们周围的环境一定会变得更加清洁和美丽。rR速度恰好达到最大（运动过程中杆始终与导轨保持垂直）。设杆接入电路的电阻为r，导轨电阻不计，重力加速度为g。求此过程中：（1）杆的速度的最大值；6、化学变化伴随的现象有改变颜色、发光发热、产生气体、产生沉淀物。（2）通过电阻R上的电量；（3）电阻R上的发热量解析：（1）设杆的速度的最大值为V，E=BLV8、地球自转一周的时间是一天；地球公转一周的时间是一年；月球公转一周的时间是农历一个月。对应的电流为杆处于平衡状态(2) 通过电阻R上的电量（3）电路中总发热量为电阻R的发热量由有（2分）答：可以，馒头中也含有淀粉，淀粉在咀嚼的过程中发生了变化，变得有甜味了。8.如图所示，两足够长平行光滑的金属导轨MN、PQ相距为L，导轨平面与水平面夹角30，导轨上端跨接一定值电阻R，导轨电阻不计整个装置处于方向竖直向上的匀强磁场中，长为L的金属棒cd垂直于MN、PQ放置在导轨上，且与导轨保持电接触良好，金属棒的质量为m、电阻为r，重力加速度为g，现将金属棒由静止释放，当金属棒沿导轨下滑距离为s时，速度达到最大值vm求：（1）金属棒开始运动时的加速度大小；（2）匀强磁场的磁感应强度大小；（3）金属棒沿导轨下滑距离为s的过程中，电阻R上产生的电热解析：（1）金属棒开始运动时的加速度大小为a，由顿第二定律有解得 答：利用微生物的作用，我们可以生产酒、醋、酸奶、馒头和面包等食品。土壤中的微生物可以分解动植物的尸体，使它们变成植物需要的营养素。在工业生产和医药卫生中也都离不开微生物。（2）则金属棒达到最大速度时电动势 回路中感应电流 金属棒棒所受安培力 6、二氧化碳气体有什么特点？cd棒所受合外力为零时，下滑的速度达到最大，则14、在太阳周围的八颗大行星，它们是水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星。由式解得 （3）设电阻R上产生的电热为Q，整个电路产生的电热为Q总，则 由式解得