2019-2020年高考物理二轮专题精炼第一篇专题三电学计算题巧练.doc

2019-2020年高考物理二轮专题精炼第一篇专题三电学计算题巧练1.如图所示，AB是匀强电场中的一条水平线段，长度为L，它与电场方向成角，某时刻一质量为m，带电荷量为q的小球在电场中的A点由静止释放，小球沿直线AB运动到B点时离开电场，然后落到倾角为的绝缘弹性斜面上的C点，C点距离AB高度为h，小球恰好能够沿原路返回A点，已知重力加速度为g，求：(1)电场强度E的大小；(2)角的正切值；(3)小球从A点出发到返回A点的时间2.电学中有些仪器经常用到下述电子运动的物理原理某一水平面内有一直角坐标系xOy，x0和xL10 cm的区间内有一沿x轴负方向的有理想边界的匀强电场E11.0104 V/m，xL和x3L的区间内有一沿y轴负方向的有理想边界的匀强电场E21.0104 V/m，一电子(为了计算简单，比荷取e/m21011C/kg)从直角坐标系xOy平面内的坐标原点O以很小的速度进入匀强电场E1，计算时不计此速度且只考虑xOy平面内的运动求：(1)电子从O点进入到离开x3L处的电场所需的时间；(2)电子离开x3L处的电场时的y坐标；(3)电子离开x3L处的电场时的速度大小和方向3. 如图所示，在矩形区域CDNM内有沿纸面向上的匀强电场，场强的大小E1.5105 N/C；在矩形区域MNGF内有垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小B0.2 T已知CDMNFG0.6 m，CMMF0.20 m在CD边中点O处有一放射源，沿纸面向电场中各方向均匀地发射速率均为v01.0106 m/s的某种带正电的粒子，粒子质量m6.4 1027kg，电荷量q3.21019 C，粒子可以无阻碍地通过边界MN进入磁场，不计粒子的重力求：(1)粒子在磁场中做圆周运动的半径；(2)边界FG上有粒子射出磁场的范围的长度；(3)粒子在磁场中运动的最长时间4.如图所示，两根等高光滑的圆弧轨道，半径为r、间距为L，轨道顶端连接有一阻值为R的电阻，整个装置处在一竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度为B现有一根长度稍大于L、质量为m、电阻不计的金属棒从轨道的顶端ab处由静止开始下滑，到达轨道底端cd时受到轨道的支持力为2mg.整个过程中金属棒与导轨接触良好，导轨电阻不计(1)求棒到达最低点时通过电阻R的电流；(2)求棒从ab下滑到cd的过程中回路中产生的焦耳热和通过R的电荷量；(3)若棒在拉力作用下，从cd开始以速度v0向右沿轨道做匀速圆周运动，则在到达ab的过程中拉力做的功为多少？电学计算题巧练1解析(1)出电场后小球做平抛运动，小球在电场内运动，受力如图：其速度方向是水平的，即合外力是水平的，由qEsin mg得：E.(2)小球在电场中运动的加速度：agcot 故小球出电场时的速度：v0小球落到斜面上时，在竖直方向获得的速度：v小球与斜面碰撞后沿原路返回，可知小球与斜面碰撞时，其速度方向与斜面垂直，所以tan .(3)小球在电场中做匀加速运动，故小球在电场中运动的时间t1出电场后小球在竖直方向做自由落体运动，落到斜面上的时间为t2所以往返时间：T2(t1t2)2.答案见解析2解析设电子离开边界xL时的位置记为P点，离开边界x3L时的位置记为Q点，则(1)vP2107 m/s，t11108s运动到Q点时：t21108s所以总时间为tt1t22108s.(2)电子从P点运动到Q点时：yQt0.1 m.(3)电子离开x3L处的电场时：vxvP2107 m/svyt22107m/svQ2107 m/sQ点处速度方向与x轴正方向的夹角为，则tan ，解得45.答案见解析3解析(1)设带电粒子射入磁场时的速度为v，由动能定理得qECMmv2mv，解得v2106m/s带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，有qvBmr0.2 m.(2)如图所示，垂直电场方向射入电场中的粒子在该方向的位移最大，离开电场时，设其速度方向与电场方向的夹角为1粒子在电场中的加速度大小为a沿电场方向的位移y1at2CM垂直电场方向的位移x1v0tm离开电场时sin 1，130因为x1r(1cos 30)0.30 m上述粒子从S点射入磁场偏转后从边界FG射出时的位置P即为射出范围的左边界，且PSMN；垂直MN射入磁场的粒子经磁场偏转后恰好与边界FG相切，切点Q是射出范围的右边界，带电粒子从边界FG射出磁场时的范围的长度为lx1rm0.43 m.(3)带电粒子在磁场中运动的周期T6.28107s带电粒子在磁场中运动时，沿OQR运动的轨迹最长，运动的时间最长sin 2，230即带电粒子在磁场中运动的最大圆心角为120，对应的最长时间为tT2.09107s.答案(1)0.2 m(2)0.43 m(3)2.09107s4解析(1)到达最低点时，设棒的速度为v，产生的感应电动势为E，感应电流为I，则2mgmgmEBLvI，联立解得速度v，I.(2)设产生的焦耳热为Q，由能量守恒定律有Qmgrmv2得Qmgr设产生的平均感应电动势为，平均感应电流为，通过R的电荷量为q，则，qt，解得q.(3)金属棒切割磁感线产生正弦交变电流的有效值I，在四分之一周期内产生的热量QI2R，设拉力做的功为WF，由功能关系WFmgrQ，解得WFmgr.答案(1)(2)mgr(3)mgr