（新课标）2013年高考物理 考前预测计算题冲刺训练一 电磁学

新课标2013年高考考前预测计算题冲刺训练一（电磁学）1一辆电瓶车，质量为500 kg,蓄电池向直流电动机提供24 V的恒定电压，当电瓶车在水平地面上以0. 8 m/s的速度匀速行驶时，通过电动机的电流为5 A，设车所受的阻力是车重的0.02倍（g取10m/s2)，则此电动机的电阻为多少？解：由能的转化与守恒定律得。2如图所示，要使一质量为m、电量为q的小球能水平沿直线加速，需要外加一匀强电场已知平行金属板间距为d，与水平面夹角为，要使此小球从A板左端沿直线从静止沿水平方向被加速，恰从B板的右端射出，求两金属板间所加电压U是多少？小球从B板右端射出时的速度是多大？（重力加速度为g）解：对小球进行受力分析，由题意可知合力应水平向右，故竖直方向上有，即，又，由动能定理得，则。3电子所带电荷量最早是由美国科学家密立根通过油滴实验测出的油滴实验的原理如图所示，两块水平放置的平行金属板与电源连接，上、下板分别带正、负电荷油滴从喷雾器喷出后，由于摩擦而带电，油滴进入上板中央小孔后落到匀强电场中，通过显微镜可以观察到油滴的运动情况两金属板间的距离为d，忽略空气对油滴的浮力和阻力(1)调节两金属板间的电势差U，当u=U0时，使得某个质量为ml的油滴恰好做匀速运动该油滴所带电荷量q为多少？(2)若油滴进入电场时的速度可以忽略，当两金属板间的电势差u=U时，观察到某个质量为m2的油滴进入电场后做匀加速运动，经过时间t运动到下极板，求此油滴所带电荷量Q.解：(1)油滴匀速下落过程中受到的电场力和重力平衡，可见所带电荷为负电荷，即，得(2)油滴加速下落，若油滴带负电，电荷量为Q1，则油滴所受到的电场力方向向上，设此时的加速度大小为a1，由牛顿第二定律得 ，得若油滴带正电，电荷量为Q2，则油滴所受到的电场力方向向下，设此时的加速度大小为a2，由牛顿第二定律得，即。4如图所示，交流发电机电动势的有效值E=20 V,内阻不计，它通过一个R=6的指示灯连接变压器变压器输出端并联24只彩色小灯泡，每只灯泡都是“6 V 0. 25 W,灯泡都正常发光，导线电阻不计求：(1)降压变压器初级、次级线圈匝数比，(2)发电机的输出功率解：彩色小灯额定电流,次级线圈总电流I2 = 24=1 A.变压器输入功率等于I1U1= I2U2=6 W,变压器原线圈电路中，利用欧姆定律可得，代人E值解得 (应舍去，据题意是降压变压器，应I1I21 A)，所以。(2)发电机输出功率P=I1E=6.67 W。5如图所示的直流电路中，水平方向连接着呈递减等差数列的20个阻值不同的电阻20R、19R、R，竖直方向连接着20 个阻值为R的完全相同的电阻R1、R2、R20，已知R1两端的电压为12 V，流过第一个水平方向阻值为20R的电阻的电流为9.5 mA，流过第二个水平方向阻值为19R的电阻的电流为9.2 mA，求竖直方向的20个电阻R1、R2、R20两端的电压之和为多少？解：设R1、R2、R20两端的电压分别为U1、U2、U20；流过R1、R2、R20的电流分别为I1、I2、I20；流过20R的电流为=9.5 mA，流过19R的电流为= 9. 2 mA；根据部分电路欧姆定律可得U1I1 R1 、U2 = I2 R2、U20=I20 R20，R1=R2=R20 =R=，所以U总= U1+U2+U20=( I1+I2+I20 )R 380 V.6影响物质材料电阻率的因素很多，一般金属材料的电阻率随温度的升高而增大，而半导体材料的电阻率则与之相反，随温度的升高而减小某课题研究组在研究某种导电材料的用电器件Z的导电规律时，利用如图(a)所示的分压电路测得其电压与电流的关系如表所示：(1)根据表中数据，判断用电器件Z可能属于上述哪类材料？(2)把用电器件Z接人如图(b）所示的电路中，闭合开关电流表的读数为1.8 A，电池的电动势为3V，内阻不计，试求电阻R的电功率(3）根据表中的数据找出该用电器Z的电流随电压变化的规律是1=kUn，试求出n和k的数值，并写出k的单位解：(1)半导体(2）查表I=1.8 A时，Z的电压为1. 2 V则UR = E2UZ=3 V1.2 V=1.8 V,PRIUR=3. 24 W.(3）任选两组数据可列出0.8=k0.8n，1.25=k1n,解得n=2, k=1.25 A/V2.7如图所示，距离为L的两块平行金属板A、B竖直固定在表面光滑的绝缘小车上，并与车内电动势为U的电池两极相连，金属板B下开有小孔，整个装置质量为M，静止放在光滑水平面上，一个质量为m带正电q的小球以初速度v0沿垂直于金属板的方向射入小孔，若小球始终未与A板相碰，且小球不影响金属板间的电场(1)当小球在A、 B板之间运动时，车和小球各做什么运动？加速度各是多少？(2)假设小球经过小孔时系统电势能为零，则系统电势能的最大值是多少？从小球刚进入小孔，到系统电势能最大时，小车和小球相对于地面的位移各是多少？解：(1)小球做匀减速运动，小车做匀加速运动，.(2)系统的电势能最大时，小球相对小车静止，设此时小车与小球的速度均为v，由动量守恒，得,即。则系统的最大电势能为。小球位移为，小车位移为。8如图所示，在空间存在着水平向右、场强为E的匀强电场，同时存在着竖直向上、磁感应强度为B的匀强磁场在这个电、磁场共存的区域内有一足够长的绝缘杆沿水平方向放置，杆上套有一个质量为m、带电荷量为q的金属环已知金属环与绝缘杆间的动摩擦因数为，且mggE现将金属环由静止释放，设在运动过程中金属环所带电荷量不变(1)试定性说明金属环沿杆的运动情况；(2)求金属环运动的最大加速度的大小；(3)求金属环运动的最大速度的大小解：(1)金属环在电场力和摩擦力的共同作用下由静止开始做加速运动随着速度的增大，洛伦兹力从零逐渐增大，金属环所受的摩擦力逐渐变大，合外力减小所以金属环将做一个加速度逐渐减小的加速运动，达到最大速度后做匀速运动(2)开始时金属环速度为零，所受的摩擦力为最小，此时金属环所受的合外力最大，根据牛顿第二定律，得金属环的最大加速度.(3）当摩擦力时，金属环所受的合外力为零，金属环达到最大速度，则此时所受的洛伦兹力为,方向垂直纸面向外因此，杆对金属环的弹力为，当金属环达到最大速度时有，解得。9如图所示，长L=O. 80 m，电阻r=0. 30，质量m=0. 10 kg的金属棒CD垂直放在水平导轨上，导轨由两条平行金属杆组成，已知金属杆表面光滑且电阻不计，导轨间距也是L，金属棒与导轨接触良好，量程为03. 0 A的电流表串联接在一条导轨上，在导轨左端接有阻值R=0. 50的电阻，量程为01. 0 V的电压表接在电阻R两端，垂直于导轨平面的匀强磁场向下穿过导轨平面现以向右恒定的外力F=1.6 N使金属棒向右运动，当金属棒以最大速度在导轨平面上匀速滑动时，观察到电路中的一个电表正好满偏，而另一个电表未满偏(1)试通过计算判断此满偏的电表是哪个表；(2)求磁感应强度的大小；(3)在金属棒CD达到最大速度后，撤去水平拉力F，求此后电阻R消耗的电能（1）电压表 （2)1. 0 T（3）0.125 J(提示：达到最大速度时外力F与安培力平衡，由可得最大速度=2 m/s，撤去拉力后，动能全都转化为电能 , R消耗的电能是总电能的。10在研究性学习中，某同学设计了一个测定带电粒子比荷的实验，其实验装置如图所示abcd是一个长方形盒子，在ad边和cd边上各开有小孔f和e，e是cd边上的中点，荧光屏M贴着cd放置，能显示从e孔射出的粒子落点位置盒子内有一方向垂直于abcd平面的匀强磁场，磁感应强度大小为B.粒子源不断地发射相同的带电粒子，粒子的初速度可以忽略粒子经过电压为U的电场加速后，从f孔垂直于ad边射入盒内粒子经磁场偏转后恰好从e孔射出若已知，不计粒子的重力和粒子之间的相互作用力请你根据上述条件求出带电粒子的荷质比q/m.解：带电粒子进入电场，经电场加速根据动能定理得，即粒子进入磁场后做匀速圆周运动，轨迹如图所示，设圆周半径为R，在三角形Ode中，有，则。又，解得。- 5 -