2019-2020年高二物理下学期 电学计算题补习学业水平考试练习.doc

2019-2020 年高二物理下学期 电学计算题补习学业水平考试练习 1如图，真空中 A、B 相距 L2.0 m ，将电荷量为 qA 2.0106 C 的点电荷固定在 A 点，将电荷量为 qB-2.010 6 C 的点电荷固定在 B 点，已知静电力常量 k910 9 Nm2/C2，求： （1）求 qA受到的库仑力大小和方向； （2）求 AB 连线中点 C 处的电场强度大小和方向； （3）若在 AB 连线中点 C 处再放置一个 qC-2.010 6 C 的点电荷，求 qC所受静电力方 向和大小。 2如图所示，真空中，带电荷量分别为Q 与Q 的点电荷 A、B 相距 r，则： （1）两点电荷连线的中点 O 的场强多大？ （2）在两电荷连线的中垂线上，距 A、B 两点都为 r 的 O点的场强如何？ 3用两根长度均为 L 的绝缘细线各系一个小球，并悬挂于同一点。已知两小球质量均为 m，当它们带上等量同种电荷时，两细线与竖直方向的夹角均为，如图所示。若已知静电力 常量为 k，重力加速度为 g。求： （1）画出左边小球的受力分析图； （2）小球受绝缘细线拉力的大小； （3）小球所带的电荷量。 4 （12 分）.如图所示，长为 L 的绝缘细线一端悬于 O 点，另一端系一质量为 m、带电荷 +q 的小球，小球静止时处于 O点。现将此装置放在水平向右的匀强电场中，小球静止在 A 点时细线与竖直方向成 角。求： （1）该匀强电场的电场强度大小； （2）若将小球求从 O点由静止释放，则小球运动到 A 点时的速 度 多大？ E A L O O 5一台直流电动机的额定电压为 U=110V，电动机线圈的电阻 R=0.5，正常工作时通过的 电流 I=2A，若电动机正常运转 1 min.求： （1）电流所做的功； （2）电动机线圈上产生的热量； （3）电动机输出的机械能 6如图所示电路中，输入电压 U 恒为 12 V，灯泡 L 上标有“6 V、12 W”字样，电动机线 圈的电阻 RM0.50 . 若灯泡恰能正常发光， 求电动机的输出功率 P 出 是多少？ 7电动自行车因其价格相对于摩托车低廉，而且污染小,受到群众喜爱,某电动车铭牌如下 表所 示。取 g=10m/s2，试求 规格 后轮驱动直流永磁电机 车型：20电动自行车 电机输出功率：175 W 电源输出电压：36 V 额定工作电压/电流：36 V/5 A 整车质量：40 kg 最大载重量：120kg （1）求此车所装电动机的线圈电阻。 （2）求此车所装电动机在额定电压下正常工作时的效率。 （3）一个 60kg 的人骑着此车，如果电动自行车所受阻力为人和车重的 0.02 倍，求电动自 行车在平直公路上行驶的最大速度。 8(12 分)下表是一辆电动自行车的部分技术指标，其中额定车速是指电动自行车满载情 况下在水平平直道路上以额定功率匀速行驶的速度。 请参考表中数据，完成下列问题 (g 取 10 m/s2)： (1)此电动机的电阻是多少？正常工作时，电动机的效率是多少？ (2)在水平平直道路上行驶过程中电动自行车受阻力是车重（包括载重）的 k 倍，试计算 k 的大小。 (3)仍在上述道路上行驶，若电动自行车满载时以额定功率行驶，当车速为 2m/s 时的加速 度为多少？ 9 （15 分）音圈电机是一种应用于硬盘、光驱等系统的特 额定车 速 整车质 量 载重 额定输出功 率 电动机额定工作电压和 电流 18km/h 40kg 80kg 180W 36V/6A 殊电动机.下图是某音圈电机的原理示意图，它由一对正对的磁极和一个正方形刚性线圈构 成，线圈边长为，匝数为，磁极正对区域内的磁感应强度方向垂直于线圈平面竖直向下， 大小为，区域外的磁场忽略不计.线圈左边始终在磁场外，右边始终在磁场内，前后两边在 磁场内的长度始终相等.某时刻线圈中电流从 P 流向，大小为 （）求此时线圈所受安培力的大小和方向。 （）若此时线圈水平向右运动的速度大小为，求安培力的功率 1015 分）如图所示，一根长为 0.1m 的通电 导线静止在光滑的斜面上，斜面放在一个方向 竖直向下的匀强磁场中，导线质量为 0.6kg， 电流为 1A，斜面倾角为。求： （1）磁感强度 B 的大小。 （2）导体棒对斜面的的压力 11在竖直方向的磁场中，有一个共有 100 匝的闭合矩形线圈水平放置，总电阻为 10、 ，在 0.02s 时间内，穿过线圈的磁通量从零均匀增加到 6.410-4Wb，求： （1）磁通量的变化量 （2）线圈产生的总感应电动势 E （3）线圈中的感应电流大小 12如题 23-1 图所示，边长为 L、质量为 m、总电阻为 R 的正方形导线框静置于光滑水平 面上，处于与水平面垂直的匀强磁场中，匀强磁场磁感 应强度 B 随时间 t 变化规律如题 23-2 图所示求： （1）在 t=0 到 t=t0时间内，通过导线框的感应电流大 小； （2）在 t=时刻，a、b 边所受磁场作用力大小； （3）在 t=0 到 t=t0时间内，导线框中电流做的功。 13已知一带正电小球，质量，带电量，如图所示，从光滑的斜面 A 点静止释放，BC 段为 粗糙的水平面，其长，动摩擦因数。已知 A 点离 BC 平面高，BC 平面离地高 整个 AC 段都 绝缘，不计连接处的碰撞能量损失和空气阻力， 。 试求：（1）小球落地点离 D 的距离及落地点的速度大小； （2）如果 BC 换成绝缘光滑的平面，小球依然从 A 点静止释放，若 要 让小球的落地点不 变，可在如图虚线右侧加一个竖直的匀强电场，其方向向哪？场强大小是多少？ 14如图所示，空间存在着强度 E=2.5102N/C 方向竖直向上的匀强电场，在电场内一长 为 L=0.5m 的绝缘细线，一端固定在 O 点，一端拴着质量 m=0.5kg、电荷量 q=4102 C 的 小球.现将细线拉直到水平位置，使小球由静止释放，当小球运动最高点时细线受到的拉力 恰好达到它能承受的最大值而断裂.取 g=10m/s2.求： （1）小球的电性； （2）细线能承受的最大拉力； （3）当小球继续运动后与 O 点水平方向距离为 L 时，小球距 O 点的高度。 1【答案】 （1） ；方向由 A 指向 B；（2） ；方向由 C 指向 B； （3） ；方向由 C 指向 A。 【解析】 试题分析：（1）根据库仑定律 ，方向由 A 指向 B NrqkFBAB32109 （2） 、电荷 AB 在 C 点形成的场强等大同向，即 ，CLkqEABAC /8./21094)2( 462 故 ，方向由 C 指向 B mVEBCAC4106.3 （3）q C所受静电力 ，方向由 C 指向 A NqFC2.7 考点：电场强度；场强的叠加. 2【答案】 （1）合场强为，方向由 A 指向 B（2） 【解析】 试题分析：（1）AB 两点电荷在 O 点产生的电场强度： ，24ABkQEr 故 O 点的合场强为，方向由 A 指向 B。 A、B 在 O点产生的场强 EAE B， O点的合场强 EOE AE B，方向与 AB 的中垂线垂直，即与同向 考点：考查了电场强度 3【答案】 （1）略（2） （3） 【解析】 试题分析：（1）对小球进行受力分析，如图所示。 （2）设绳子对小球的拉力为 T， 得： （3）设小球受到的库仑力为 F，则，又 解得： 考点：本题旨在考查库仑定律、物体的平衡。 4【答案】 （1） （2） 【解析】 试题分析：（1）设电场强度为 E，小球受重力 mg、电场力 qE 及线的拉力 F。 小球在 A 点，根据共点力平衡条件有 mgtan = qE 解得 （2）小球从 O点运动到 A 点的过程中，电场力做正功，重力做负功。设小球到达 A 点的 速度为 ，根据动能定理有 qELsin mgL ( 1 cos ) = m 2 解得 考点：考查了力的平衡条件的应用 点评：力分析时一定要选择合适的研究对象进行正确的受力分析，应用平衡条件进行求解 即可 5【答案】 （1）13200J（2）120J（3）13080J 【解析】 试题分析：（1）根据公式 （2 分）可得=13200J （1 分） （2）根据公式 可得 （2 分） Q=120J （1 分） （3） 电动机电流所做的功与产生的热量之差等于转为的机械能，所以 （2 分）=13080J （1 分） 考点：考查了电工，电热的计算 点评：对于非纯电阻，电动机消耗的电能并不全部转化为机械能，在选择公式的时候应注 意 6【答案】10W 【解析】 试题分析：电路总电流 I=P/U=2A ( 2 分 ) 电动机总功率 P 电 =U 电 I=6*2=12W ( 2 分 ) 电动机热功率 P Q=I2R=22*0.5=2W ( 3 分 ) 电动机的输出功率 P 出 = P 电 - PQ=12W-2W=10W ( 3 分 ) 考点：考查非纯电阻电路的计算 点评：难度较小，主要是注意到电动机为非纯电阻电路，欧姆定律不再适用，应利用能量 守恒定律求解 7【答案】 （1） (2)97.2% (3) 【解析】 试题分析：（1）根据能量守恒定律：电机总功率=电机内阻消耗功率+电机输出功率。根据 题意电机输出功率：。电机输入总功率 ，发热功率，所以内阻。36*5180PUIW （2）电动自行车效率 : 。 （3）当电动自行车达到最大速1750%97.2mI 度时，合外力为零，牵引力 F 等于阻力 ，即，且，解得行驶的最大速度。 考点：闭合电路欧姆定律、运动过程中变速过程的分析 点评：此类题型考察了关于对题目信息提取的能力，通过审题将题目中信息转化为闭合电 路欧姆定律，从而分析出结果。 8【答案】(1) 1 ; 83.3 (2)0.03 ；(3) 0.45 m/s 2 【解析】 试题分析： (1)从表中可知，输出功率 P 出 = 180W，输入功率 P 入 =UI=366W=216W P 损 = P 入 -P 出 =36W r=1 (2)P 额 =fvm=k(M+m)gvm k= (3)P 额 =Fv F-k（M+m）g=（M+m）a a=0.45 m/s 2 9 考点：牛顿第二定律；功率. 【答案】 （1） ，方向水平向右 ；（2） 【解析】 （1）线圈的右边受到磁场的安培力，共有条边， 故 由左手定则，电流向外，磁场向下，安培力水平向右 （2）安培力的瞬时功率为 【考点定位】考查安培力、功率。 10【答案】60T 6N 方向垂直斜面向下 【解析】 试题分析：（1）由左手定则可知电流所受安培力方向水平向右，分析导体棒受力情况可知， 沿着斜面方向 TILmgBImg60cosin,cossin （2）在垂直斜面方向上 NF2i 考点：考查受力平衡的分析 11【答案】 （1）6.410 4 Wb（2） （3） 【解析】 试题分析： 2 16.410 4 Wb 3 分 （2）根据公式可得 （3）根据欧姆定律可得 考点：考查了法拉点电磁感应定律的应用 点评：在用法拉第电磁感应定律计算的时候，千万不要忘记匝数 12【答案】（1）（2）（3） 【解析】根据法拉第电磁感应定律求出电动势，再利用欧姆定律求电流。根据电流利用安 培力公式求作用力，最近根据电功的公式求解。 （1）由法拉第电磁感应定律得，导线框的感应电动势（4 分） 通过导线框的感应电流大小：（4 分） （2）ab 边所受磁场作用力大小： （4 分） （3）导线框中电流做的功：（4 分） 13【答案】 （1） （2） ，竖直向下 【解析】 试题分析：（1）小球从 A 到 C 过程中，根据动能定理可得： 从 C 开始平抛运动，设时间为，则， 设落地速度为 v，则， 联立解得： （2）应加一个竖直向下的电场，设电场强度大小为 E，此时从 A 到 C 过程： C 到落地点之间做类平抛运动，其加速度为 要到达原来的落地点，设所花时间为，则 联立可得： 考点：考查了带电粒子在电场中的运动 14【答案】 （1）小球的电性为正电； （2）细线能承受的最大拉力为 15N； （3）当小球继续运动后与 O 点水平方向距离为 L 时，小球距 O 点的高度 0.625m 【解析】 试题分析：（1）由小球运动到最高点细线被拉断，则说明电场力竖直向上，再由电场线竖 直向上，则可判定小球带正电. （2）设小球运动到最高点时速度为 v，对该过程由动能定理有 在最高点对小球由牛顿第二定律得 解得，T=15N （3）小球在细线断裂后，在竖直方向的加速度设为 a，则 设小球在水平方向运动 L 的过程中，历时 t，则 L=vt 设竖直方向上的位移为 s，则 联立解得，s=0.125m 所以小球距 O 点高度为 s+L=0.625m 考点：带电粒子在电场中的运动、动能定理、牛顿第二定律、圆周运动的向心力