高考電學(xué)計算大題(精選版-內(nèi)含詳解答案)

1、第 PAGE 30 頁 共 12 頁帶電粒子在電磁場中的運動在平面直角坐標系xOy中，第一象限存在如圖所示的勻強電場，場強方向與y軸負方向成角。第四象限存在垂直于平面向里的勻強磁場，磁感應(yīng)強度B=0.4T。一荷質(zhì)比=5.0105C/kg的帶正電的粒子從y軸負半軸上的P點以速度v0=4.0l03m/s垂直于y軸射入磁場，經(jīng)x軸上的N點與x軸負方向也成角射入電場,最后恰好從坐標原點O射出，已知= 60，不計粒子重力。（1）粒子在磁場中運動的軌道半徑r； （2）粒子在磁場中從P點運動到N點的時間t； （3）勻強電場場強E的大小。2、如圖所示，虛線框abcd內(nèi)為邊長均為L的正形勻強電場和勻強磁場區(qū)域，

2、電場強度的大小為E，方向向下，磁感應(yīng)強度為B，方向垂直紙面向外，PQ為其分界線，現(xiàn)有一群質(zhì)量為m，電荷量為-e的電子(重力不計)從PQ中點與PQ成300。角以不同的初速射入磁場，求：(1)能從PQ邊離開磁場的電子在磁場運動的時間(2)若要電子在磁場運動時間最長，其初速v應(yīng)滿足的條件?(3)若電子在滿足(2)中的條件下且以最大速度進入磁場，最終從電場aP邊界飛出虛線框所具有的動能Ek.3、如圖所示，在等腰直角三角形ABP區(qū)域內(nèi)及其邊界上，有相互垂直的勻強電場和勻強磁場，磁感應(yīng)強度為B，磁場方向垂直于ABP平面向里。以AB中點作為坐標原點O，沿AB和OP方向建立直角坐標系xOy，一帶正電的粒子（不

3、計重力）從O點沿y軸正方向射入，帶電粒子恰好做勻速直線運動。經(jīng)t0時間從P點射出，圖中AO長為L。（1）求電場強度的大小和方向。（2）若僅撤去電場，帶電粒子仍從O點以相同速度射入，最后粒子以水平方向的速度射出，求粒子的荷質(zhì)比。（3）現(xiàn)撤去原來的電場和磁場，在ABP中某個矩形區(qū)域內(nèi)另加方向垂直紙面向里的勻強磁場B，同一帶電粒子以相同速度從OB中點M垂直AB入射后立即發(fā)生偏轉(zhuǎn)，最后從AP邊上N點水平射出，求矩形磁場區(qū)域的最小面積。A E B V 4、如圖所示，虛線圓表示磁場和電場的圓柱形理想邊界，其半徑為，圓內(nèi)存在磁感應(yīng)強度大小為的平行于邊界向里的勻強磁場，圓外存在垂直于邊界向外的輻向靜電場，現(xiàn)在

4、邊界面上的點有一帶電量大小為、質(zhì)量為的粒子，不計重力，以垂直于邊界指向圓心方向的初速度射入磁場中.粒子離開點后第5次經(jīng)過邊界時正好過點，在該過程中，求：（1）粒子離開點時的初速度大小.（2）粒子在磁場中運動的時間.5、如圖所示的空間分為I、II、III三個區(qū)域，邊界AD與邊界AC的夾角為30，邊界AD與邊界EF平行，邊界AC與邊界MN平行，I區(qū)域內(nèi)存在勻強電場，電場方向垂直于邊界AD，II、III區(qū)域均存在磁感應(yīng)強度大小為B的勻強磁場，磁場的方向分別為垂直紙面向外和垂直紙面向里，III區(qū)域?qū)挾葹?d。大量質(zhì)量為m、電荷量為+q的相同粒子在邊界EF上的不同點由靜止經(jīng)電場加速后，到達邊界AD時的速

5、度大小均為，然后，沿紙面經(jīng)邊界AD進入II區(qū)域磁場。不計粒子的重力，不計粒子間的相互作用力。試問： （1）邊界EF與邊界AD間的電勢差。 （2）邊界AD上哪個范圍內(nèi)進入II區(qū)域磁場的粒子，都能夠進入III區(qū)域的磁場？ （3）對于能夠進入III區(qū)域的這些粒子而言，它們通過III區(qū)域所用的時間不盡相同，那么通過III區(qū)域的最短時間是多少。Ov0yxMQP6.如圖所示，在直角坐標系xoy的第一、四象限區(qū)域內(nèi)存在兩個有界的勻強磁場：垂直紙面向外的勻強磁場、垂直紙面向里的勻強磁場，O、M、P、Q為磁場邊界和x軸的交點，OM=MP=L.在第三象限存在沿y軸正向的勻強 電場. 一質(zhì)量為帶電量為的帶電粒子從電

6、場中坐標為（-2L,-L）的點以速度v0沿+x方向射出，恰好經(jīng)過原點O處射入?yún)^(qū)域又從M點射出區(qū)域（粒子的重力忽略不計）.（1）求第三象限勻強電場場強E的大??；（2）求區(qū)域內(nèi)勻強磁場磁感應(yīng)強度B的大??；（3）如帶電粒子能再次回到原點O，問區(qū)域內(nèi)磁場的寬度至少為多少？粒子兩次經(jīng)過原點O的時間間隔為多少？7、如圖5所示，在xOy平面內(nèi)，第象限內(nèi)的直線OM是電場與磁場的分界線，OM與x軸的負方向成45角，在x0且OM的左側(cè)空間存在著垂直紙面向里的勻強磁場B，磁感應(yīng)強度大小為0.1 T；在y0且OM右側(cè)空間存在著正y方向的勻強電場E，場強大小為0.32 N/C.電場和磁場在分布區(qū)域足夠?qū)掗熞徊挥嬛亓Φ膸?/p>

7、負電微粒，從坐標原點O沿x軸負方向以v02103 m/s的初速度進入磁場，最終會離開電、磁場區(qū)域已知微粒的電荷量q51018 C，質(zhì)量m11024 kg.求：(1)帶電微粒在磁場中做圓周運動的半徑；(2)帶電微粒在磁場區(qū)域運動的總時間；(3)帶電微粒最終離開電、磁場區(qū)域的位置坐標8、如圖1所示為某種質(zhì)譜儀的結(jié)構(gòu)示意圖其中加速電場的電壓為U，靜電分析器中與圓心O1等距各點的電場強度大小相同，方向沿徑向指向圓心O1；磁分析器中在以O(shè)2為圓心、圓心角為90的扇形區(qū)域內(nèi)，布著方向垂直于紙面的勻強磁場，其左邊界與靜電分析器的右邊界平行由離子源發(fā)出一質(zhì)量為m、電荷量為q的正離子(初速度為零，重力不計)，經(jīng)

8、加速電場加速后，從M點沿垂直于該點的場強方向進入靜電分析器，在靜電分析器中，離子沿半徑為R的四分之一圓弧軌跡做勻速圓周運動，并從N點射出靜電分析器而后離子由P點沿著既垂直于磁分析器的左邊界，又垂直于磁場方向射入磁分析器中，最后離子沿垂直于磁分析器下邊界的方向從Q點射出，并進入收集器測量出Q點與圓心Q2的距離為d. (1)試求靜電分析器中離子運動軌跡處電場強度E的大??；(2)試求磁分析器中磁場的磁感應(yīng)強度B的大小和方向；(3)如果離子的質(zhì)量為0.9 m，電荷量仍為q，其它條件不變，那么，這個離子射出電場和射出磁場的位置是否變化通過分析和必要的數(shù)學(xué)推導(dǎo)，請你說明9、如圖，在xoy平面上x0的區(qū)域有

9、一與OA平行的勻強電場，場強大小為E現(xiàn)有一質(zhì)量為m，電量為q的帶正電的粒子(重力不計)從直線OA上的某處P點由靜止釋放后，經(jīng)0點進入磁場，經(jīng)過一段時間后恰能垂直O(jiān)A到達0A上的Q點(電場方向以及P點、Q點位置在圖中均未畫出)求(1)P點的坐標； (2)粒子從P點釋放到垂直0A到達Q點所用的時間；(3)PQ之間的距離10、如圖5所示，MN與OP之間有水平方向的勻強電場，電壓為U1，OP長度為d.OQ垂直于OP，POQ所夾的范圍內(nèi)的某一區(qū)域有垂直于紙面的勻強磁場OQ上有小孔S，OQ下面有與之平行的熒光屏ab，OQ與ab之間有方向向下、大小為E、寬度為L的勻強電場在MN上放一帶電粒子發(fā)射裝置，它沿電

10、場方向發(fā)射出一束具有相同質(zhì)量m、電荷量q、初速度近似為0的帶電粒子，帶電粒子分布在MN的區(qū)間內(nèi)這束粒子加速穿過OP，經(jīng)磁場后又全部匯聚于小孔S，不計帶電粒子的重力，求解以下問題(1)帶電粒子帶哪種電荷，它們到達邊界OP時的速度是多大？(2)求磁場磁感應(yīng)強度的大小與方向、磁場區(qū)域的面積(3)粒子在熒光屏ab上打出的亮線的長度是多少？11如圖所示，兩平行金屬板A、B長度L0.8 m，間距d0.6 m直流電源E能提供的最大電壓為9105V，位于極板左側(cè)中央的粒子源可以沿水平方向向右連續(xù)發(fā)射比荷為eq f(q,m)1107C/kg、重力不計的帶電粒子，射入板間的粒子速度均為v04106m/s.在極板右

11、側(cè)有一個垂直紙面向里的勻強磁場，磁感應(yīng)強度B1 T，分布在環(huán)帶區(qū)域中，該環(huán)帶的內(nèi)外圓的圓心與兩板間的中心重合于O點，環(huán)帶的內(nèi)圓半徑R1eq r(2) m將變阻器滑動頭由a向b慢慢滑動，改變兩板間的電壓時，帶電粒子均能從不同位置穿出極板射向右側(cè)磁場，且兩板間電壓最大時，對應(yīng)的粒子恰能從極板右側(cè)上邊緣穿出(1)從板間右側(cè)射出的粒子速度的最大值vm是多少？(2)若粒子射出電場時，速度的反向延長線與v0所在直線交于O點，試用偏轉(zhuǎn)運動相關(guān)量證明O點與極板右端邊緣的水平距離xeq f(l,2)，即O與O重合，所有粒子都好像從兩板的中心射出一樣(3)為使粒子不從磁場右側(cè)穿出，求環(huán)帶磁場的最小寬度d.12、坐

12、標原點O處有一點狀的放射源，它向xoy平面內(nèi)的x軸上方各個方向發(fā)射粒子，粒子的速度大小都是，在0yd的區(qū)域內(nèi)分布有指向y軸正方向的勻強電場，場強大小為，其中q和m分別為粒子的電量和質(zhì)量；在dx4d的區(qū)域內(nèi)分布有垂直于xoy平面的勻強磁場。Ab為一塊很大的平面感光板，放置于y=4d處，如圖所示。觀察發(fā)現(xiàn)此時恰無粒子打到ab板上。不考慮粒子的重力。求：（1）粒子剛進入磁場時的動能。（2）磁感應(yīng)強度B的大小。（3）將ab板平移到什么位置時所有的粒子均能打到板上？此時ab板上被粒子打中的區(qū)域的長度為多少？13、（19分）如圖所示的坐標系，x軸沿水平方向，y軸沿豎直方向。在x軸上方空間的第一、第二象限內(nèi)

13、，既無電場也無磁場，在第三象限內(nèi)存在沿y軸正方向的勻強電場和垂直xy平面向里的勻強磁場，在第四象限內(nèi)存在沿y軸負方向、場強大小與第三象限電場場強相等的勻強電場。一質(zhì)量為m、電量為q的帶電質(zhì)點，從y軸上y=h處的P1點以一定的水平初速度沿x軸負向進入第二象限，然后經(jīng)過x軸上x=-2h處的P2點進入第三象限，帶電質(zhì)點恰能做勻速圓周運動，之后經(jīng)過y軸上y=-2h處的的P3點進入第四象限。試求：(1)第三象限空間中電場強度和磁感應(yīng)強度的大?。?2)帶電質(zhì)點在第四象限空間運動過程中的最小速度14、 如圖6所示，在xOy平面的第一、四象限內(nèi)存在著方向垂直紙面向外，磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場，在第四象限內(nèi)存在

14、方向沿y方向、電場強度為E的勻強電場從y軸上坐標為(0，a)的P點向磁場區(qū)發(fā)射速度大小不等的帶正電同種粒子，速度方向范圍是與y方向成30150角，且在xOy平面內(nèi)結(jié)果所有粒子經(jīng)過磁場偏轉(zhuǎn)后都垂直打到x軸上，然后進入第四象限內(nèi)的正交電磁場區(qū)已知帶電粒子電量為q，質(zhì)量為m，粒子重力不計(1)所有通過第一象限磁場區(qū)的粒子中，求粒子經(jīng)歷的最短時間與最長時間的比值；(2)求粒子打到x軸上的范圍；(3)從x軸上xa點射入第四象限的粒子穿過正交電磁場后從y軸上yb的Q點射出電磁場，求該粒子射出時的速度大小15(18分)如圖4甲所示，xOy坐標系中，兩平行極板MN垂直于y軸且N板與x軸重合，左端與坐標原點O重

15、合，緊貼N板下表面有一長熒光屏，其右端與N板右端平齊，粒子打到屏上發(fā)出熒光，極板長度l0.08 m，板間距離d0.09 m，兩板間加上如圖乙所示的周期性電壓，x軸下方有垂直于xOy平面向外、磁感應(yīng)強度B0.2 T的勻強磁場在y軸的(0，d/2)處有一粒子源，沿兩極板中線連續(xù)向右發(fā)射帶正電的粒子，已知粒子比荷為eq f(q,m)5107 C/kg、速度v08105 m/s，t0時刻射入板間的粒子恰好經(jīng)N板右邊緣射入磁場(粒子重力不計)求： 甲乙(1)電壓U0的大?。?2)粒子射出極板時，出射點偏離入射方向的最小距離；(3)熒光屏發(fā)光區(qū)域的坐標范圍16、2011年3月11日，日本福島第二核電站因受

16、附近海域9級地震引起的海嘯的襲擊，造成核物質(zhì)泄漏，這是世界性的一場災(zāi)難放射性核物質(zhì)長期發(fā)出的高能量放射線中，有些是帶電的粒子流，有些是不帶電的光子或微觀粒子國際研究機構(gòu)為此做了如下的實驗：讓電性相反的兩種帶電粒子a和b，其比荷分別是Kaqa/ma5106 C/kg和Kb3Ka，粒子重力忽略不計，讓它們沿著一對平行金屬板間的水平中心線射入板間，開始時，兩板間有互相垂直的向下的勻強電場和垂直紙面向里的勻強磁場，強度分別為E1.5104N/C和B0.1 T，極板長Leq r(3)101 m，如圖5，兩極板右端緊靠著一豎直的邊界，邊界右側(cè)又有足夠大的垂直紙面向外的勻強磁場，磁感應(yīng)強度也等于0.1 T兩

17、種粒子均能恰好沿中心線勻速穿越板間接著垂直邊界射入右側(cè)磁場結(jié)果a逆時針從上方M點穿出打到接收屏P上，b順時針從下方N點穿出打到接收屏Q上，問：(1)a、b兩種粒子電性如何？從發(fā)生器剛飛出時的速度有多大？(2)M、N之間的距離多大？(3)如果將兩板間的磁場撤除，只保留原電場，a、b兩粒子在右側(cè)磁場中的運動時間之比是多少？17（18分）一質(zhì)量M = 0.8 kg的中空的、粗細均勻的、足夠長的絕緣細管，其內(nèi)表面粗糙、外表面光滑；有一質(zhì)量為m = 0.2 kg、電荷量為q = 0.1 C的帶正電滑塊以水平向右的速度進入管內(nèi)，如圖甲所示。細管置于光滑的水平地面上，細管的空間能讓滑塊順利地滑進去，示意圖如

18、圖乙所示。運動過程中滑塊的電荷量保持不變?？臻g中存在垂直紙面向里的水平勻強磁場，磁感應(yīng)強度為B = 1.0 T。（取水平向右為正方向，g = 10 m/s2）（1）滑塊以v0 = 10 m/s的初速度進入細管內(nèi)，則系統(tǒng)最終產(chǎn)生的內(nèi)能為多少?（2）滑塊最終的穩(wěn)定速度 vt 取決于滑塊進入細管時的初速度v0請討論當(dāng)v0的取值范圍在0至60 m/s的情況下，滑塊和細管分別作什么運動，并求出vt 和v0的函數(shù)關(guān)系？以滑塊的初速度v0橫坐標、滑塊最終穩(wěn)定時的速度vt 為縱坐標，在丙圖中畫出滑塊的vtv0圖像（只需作出v0的取值范圍在0至60 m/s的圖像）。小滑塊圖乙圖甲中空的細管 圖丙vt /ms-1

19、v0 /ms-10102030405060481216202418（18分）如圖所示，質(zhì)量m0.015kg的木塊Q放在水平桌面上的A點A的左邊光滑，右邊粗糙，與木塊間的動摩擦因數(shù)0.08在如圖的兩條虛線之間存在豎直向上的勻強電場和水平向里的勻強磁場，場強分別為E20N/C、B1T場區(qū)的水平寬度d0.2m，豎直方向足夠高帶正電的小球P，質(zhì)量M0.03kg，電荷量q0.015C，以v00.5m/s的初速度向Q運動與Q發(fā)生正碰后，P在電、磁場d中運動的總時間t1.0s不計P和Q的大小，P、Q碰撞時無電量交換，重力加速度g取10m/s2，計算時取，試求：（1）通過受力分析判斷碰后P球在電、磁場中做什么

20、性質(zhì)的運動；（2）P從電、磁場中出來時的速度大小；（3）P從電、磁場中出來的時刻，Q所處的位置19飛行時間質(zhì)譜儀可以根據(jù)帶電粒子的飛行時間對氣體分子進行分析。如圖所示，在真空狀態(tài)下，自脈沖閥P噴出微量氣體，經(jīng)激光照射產(chǎn)生不同正離子，自a板小孔進入a、b間的加速電場，從b板小孔射出，沿中線方向進入M、N板間的方形區(qū)域，然后到達緊靠在其右側(cè)的探測器。已知極板a、b間的電壓為U0，間距為d，極板MN的長度和間距均為l。不計離子重力及經(jīng)過a板時的初速度。（1）若M、N板間無電場和磁場，請推導(dǎo)出離子從a板到探測器的飛行時間，與比荷，q和m分別為離子的電荷量和質(zhì)量）的關(guān)系式；（2）若在M、N間只加上偏轉(zhuǎn)電

21、壓U1，請論證說明不同正離子的軌跡是否重合；（3）若在M、N間只加上垂直于紙面的勻強磁場。已知進入a、b間的正離子有一價和二價的兩種，質(zhì)量均為m，元電荷為e。要使所有正離子均能通過方形區(qū)域從右側(cè)飛出，求所加磁場的磁感應(yīng)強度的最大值Bm。20如圖所示，將帶電量Q=+0.5C、質(zhì)量m0=0.3 kg的滑塊放在小車絕緣板的右端，小車的質(zhì)量M=0.5 kg，滑塊與絕緣板間的動摩擦因數(shù)=0.4，小車的絕緣板足夠長，它們所在的空間存在著磁感應(yīng)強度B=20 T的水平方向的勻強磁場，磁場方向如圖所示開始時小車靜止在光滑水平面上，一繩長L=1.25 m、質(zhì)量m=O.15 kg的小球從水平位置由靜止釋放，擺到最低

22、點時與小車相撞，碰撞時間極短，如圖所示，碰撞后擺球恰好靜止(g取10ms2結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。求： (1)小球與小車的碰撞過程中系統(tǒng)損失的機械能E； (2)試判斷物塊最終能否離開小車（3）碰撞后小車克服物塊所受的摩擦力做的功電磁感應(yīng)1、光滑的平行金屬導(dǎo)軌長L=2.0m，兩導(dǎo)軌間距離d=0.5m，導(dǎo)軌平面與水平面的夾角為=30，導(dǎo)軌上端接一阻值為R=0.5的電阻，其余電阻不計，軌道所在空間有垂直軌道平面的勻強磁場，磁感應(yīng)強度B=1T，如圖所示.有一不計電阻、質(zhì)量為m=0.5kg的金屬棒ab，放在導(dǎo)軌最上端且與導(dǎo)軌垂直.當(dāng)金屬棒ab由靜止開始自由下滑到底端脫離軌道的過程中，電阻R上產(chǎn)生的熱量為

23、Q=1J，g=10m/s2，則：(1)指出金屬棒ab中感應(yīng)電流的方向.(2)棒在下滑的過程中達到的最大速度是多少？(3)當(dāng)棒的速度為v=2m/s時，它的加速度是多大？2、如圖15甲所示，足夠長的光滑平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ豎直放置，其寬度L1 m，一勻強磁場垂直穿過導(dǎo)軌平面，導(dǎo)軌的上端M與P之間連接阻值為R0.40 的電阻，質(zhì)量為m0.01 kg、電阻為r0.30 的金屬棒ab緊貼在導(dǎo)軌上現(xiàn)使金屬棒ab由靜止開始下滑，下滑過程中ab始終保持水平，且與導(dǎo)軌接觸良好，其下滑距離x與時間t的關(guān)系如圖乙所示，圖象中的OA段為曲線，AB段為直線，導(dǎo)軌電阻不計，g10 m/s2(忽略ab棒運動過程中對原磁場

24、的影響)，試求：(1)當(dāng)t1.5 s時，重力對金屬棒ab做功的功率；(2)金屬棒ab在開始運動的1.5 s內(nèi)，電阻R上產(chǎn)生的熱量；(3)磁感應(yīng)強度B的大小RPMabd0dooo1o1BQN3、如圖，豎直放置的光滑平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ相距L，在M點和P點間接一個阻值為R的電阻，在兩導(dǎo)軌間 OO1O1O 矩形區(qū)域內(nèi)有垂直導(dǎo)軌平面向里、寬為d的勻強磁場，磁感應(yīng)強度為B一質(zhì)量為m，電阻為r的導(dǎo)體棒ab垂直擱在導(dǎo)軌上，與磁場上邊邊界相距d0現(xiàn)使ab棒由靜止開始釋放，棒ab在離開磁場前已經(jīng)做勻速直線運動（棒ab與導(dǎo)軌始終保持良好的電接觸且下落過程中始終保持水平，導(dǎo)軌電阻不計）求：（1）棒ab在離開磁場下

25、邊界時的速度；（2）棒ab在通過磁場區(qū)的過程中產(chǎn)生的焦耳熱；（3）試分析討論ab棒在磁場中可能出現(xiàn)的運動情況4、（16分）如圖所示，兩條間距l(xiāng)=1m的光滑金屬導(dǎo)軌制成傾角37的斜面和水平面，上端用阻值為R=4的電阻連接。在斜面導(dǎo)軌區(qū)域和水平導(dǎo)軌區(qū)域內(nèi)分別有垂直于斜面和水平面的勻強磁場B1 和B2，且B1 =B2=0.5T。ab和cd是質(zhì)量均為m=0.1kg，電阻均為r=4的兩根金屬棒，ab置于斜面導(dǎo)軌上，cd置于水平導(dǎo)軌上，均與導(dǎo)軌垂直且接觸良好。已知t=0時刻起，cd棒在外力作用下開始水平向右運動（cd棒始終在水平導(dǎo)軌上運動），ab棒受到F0.60.2t（N）沿斜面向上的力作用，處于靜止狀態(tài)

26、。不計導(dǎo)軌的電阻，試求：37RabcdlB1B2F（1）流過ab棒的電流強度Iab隨時間t變化的函數(shù)關(guān)系；（2）分析并說明cd棒在磁場B2中做何種運動；（3）t=0時刻起，1s內(nèi)通過cd棒的電量q；（4）若t=0時刻起，1.2s內(nèi)作用在cd棒上外力做功為W=16J，則這段時間內(nèi)電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱QR多大？5如圖甲所示，兩根足夠長的光滑平行金屬導(dǎo)軌相距l(xiāng)=0.4m，導(dǎo)軌平面與水平面成=30角，下端通過導(dǎo)線連接阻值R=0.5的電阻。金屬棒ab阻值r=0.3，質(zhì)量m=0.2kg，放在兩導(dǎo)軌上，與導(dǎo)軌垂直并保持良好接觸。其余部分電阻不計，整個裝置處于垂直導(dǎo)軌平面向上的勻強磁場中。取g=10m/s2。

27、（1）若磁場是均勻增大的勻強磁場，在開始計時即t=0時刻磁感應(yīng)強度B0=2.0T，為保持金屬棒靜止，作用在金屬棒上平行斜面向上的外力F隨時間t變化的規(guī)律如圖乙所示，求磁感應(yīng)強度B隨時間t變化的關(guān)系。（2）若磁場是磁感應(yīng)強度大小恒為B1的勻強磁場，通過額定功率P =10W的小電動機對金屬棒施加平行斜面向上的牽引力，使其從靜止開始沿導(dǎo)軌做勻加速度直線運動，經(jīng)過s電動機達到額定功率，此后電動機功率保持不變，金屬棒運動的vt圖象如圖丙所示。試求磁感應(yīng)強度B1的大小和小電動機剛達到額定功率時金屬棒的速度v1的大小? BRFba甲2 Ot/sF/N31.0乙Ot/sv/ms-158/7丙v16如圖（甲）所

28、示，“U”型金屬導(dǎo)軌水平放置，右端固定，導(dǎo)體棒ab與導(dǎo)軌的兩臂垂直放置，ab與導(dǎo)軌構(gòu)成邊長l1.0 m的正方形，整個回路的電阻R2。質(zhì)量m1kg的物體A置于水平地面上，通過輕繩繞過定滑輪與導(dǎo)體棒ab相連，當(dāng)垂直于導(dǎo)軌平面向上的磁場按Bkt（k為恒量）均勻增大時，物體A對地面的壓力F隨時間t變化的圖象如圖（乙）所示。不考慮一切阻力，取g10 m/s2。求：（1）k值；（2）導(dǎo)體棒ab中感應(yīng)電流的大小和方向；F/Nt/s10052.5BAabl（甲）（乙）（3）在05s時間內(nèi)回路中產(chǎn)生的焦耳熱。7如圖所示，兩根不計電阻的足夠長的平行導(dǎo)軌固定在同一水平面上，兩導(dǎo)軌之間的距離為.現(xiàn)有兩根質(zhì)量分別為、，

29、電阻分別為、的導(dǎo)體棒、分別以、的初速度在導(dǎo)軌上沿導(dǎo)軌向右運動，運動中導(dǎo)體棒、始終與導(dǎo)軌垂直，并接觸良好，在整個空間有豎直向下的勻強磁場.不計一切摩擦及空氣阻力，求：a B b 5m/s 2m/s （1）兩導(dǎo)體棒的最終速度大小.（2）全過程中導(dǎo)體棒產(chǎn)生的焦耳熱.8、如圖所示，兩根足夠長的平行光滑金屬導(dǎo)軌MN、PQ間距為d,其電阻不計，兩導(dǎo)軌所在的平面與水平面成角。質(zhì)量分別為m和3m，電阻均為R的兩金屬棒ab、cd分別垂直導(dǎo)軌放置，每棒兩端都與導(dǎo)軌始終有良好接觸，兩棒之間用一絕緣的細線相連，整個裝置處在垂$于導(dǎo)軌平面向上的勻強磁場中，磁感應(yīng)強度為B，給棒ab施加一平行于導(dǎo)軌向上的拉力作用，使兩枠均

30、保持靜止。若在t=0時刻將細線燒斷，此后保持拉力不變，重力加速度為g。(1)細線燒斷后，當(dāng)ab棒加速度為a1時，求cd棒的加速度大小a2 (用a1表示)；(2 )求ab棒最終所能達到的最大速度。QNcMabPd3xx9.如圖所示，兩根足夠長的平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ與水平面的夾角為=30，導(dǎo)軌光滑且電阻不計，導(dǎo)軌處在垂直導(dǎo)軌平面向上的有界勻強磁場中. 兩根電阻都為R=2、質(zhì)量都為m=0.2kg的完全相同的細金屬棒ab和cd垂直導(dǎo)軌并排靠緊的放置在導(dǎo)軌上，與磁場上邊界距離為x=1.6m，有界勻強磁場寬度為3x=4.8m先將金屬棒ab由靜止釋放，金屬棒ab剛進入磁場就恰好做勻速運動，此時立即由靜止釋

31、放金屬棒cd，金屬棒cd在出磁場前已做勻速運動.兩金屬棒在下滑過程中與導(dǎo)軌接觸始終良好(取重力加速度g=10m/s2).求：（1）金屬棒ab剛進入磁場時棒中電流I；（2）金屬棒cd在磁場中運動的過程中通過回路某一截面的電量q；（3）兩根金屬棒全部通過磁場的過程中回路產(chǎn)生的焦耳熱Q10、（改編）如圖所示，半徑為r、圓心為O1的虛線所圍的圓形區(qū)域內(nèi)存在垂直紙面向外的勻強磁場，在磁場右側(cè)有一豎直放置的平行金屬板M和N，兩板間距離為L，在MN板中央各有一個小孔O2、O3、O1、O2、O3在同一水平直線上，與平行金屬板相接的是兩條豎直放置間距為L的足夠長的光滑金屬導(dǎo)軌，導(dǎo)體棒PQ與導(dǎo)軌接觸良好，與阻值為

32、R的電阻形成閉合回路（導(dǎo)軌與導(dǎo)體棒的電阻不計），該回路處在磁感應(yīng)強度大小為B，方向垂直紙面向里的勻強磁場中，整個裝置處在真空室中，有一束電荷量為+q、質(zhì)量為m的粒子流（重力不計），以速率v0從圓形磁場邊界上的最低點E沿半徑方向射入圓形磁場區(qū)域，最后從小孔O3射出?，F(xiàn)釋放導(dǎo)體棒PQ，其下滑h后開始勻速運動，此后粒子恰好不能從O3射出，而從圓形磁場的最高點F射出。求： （1）圓形磁場的磁感應(yīng)強度B。 （2）導(dǎo)體棒的質(zhì)量M。 （3）棒下落h的整個過程中，電阻上產(chǎn)生的電熱。 （4）粒子從E點到F點所用的時間。11如圖所示（俯視），MN和PQ是兩根固定在同一水平面上的足夠長且電阻不計的平行金屬導(dǎo)軌.兩導(dǎo)

33、軌間距為L=0.2m，其間有一個方向垂直水平面豎直向下的勻強磁場B1=5.0T.導(dǎo)軌上NQ之間接一電阻R1=0.40，阻值為R2=0.10的金屬桿垂直導(dǎo)軌放置并與導(dǎo)軌始終保持良好接觸.兩導(dǎo)軌右端通過金屬導(dǎo)線分別與電容器C的兩極相連.電容器C緊靠準直裝置b，b緊挨著帶小孔a（只能容一個粒子通過）的固定絕緣彈性圓筒.圓筒壁光滑，筒內(nèi)有垂直水平面豎直向下的勻強磁場B2，O是圓筒的圓心，圓筒的內(nèi)半徑r=0.40m.（1）用一個方向平行于MN水平向左且功率恒定為P=80W的外力F拉金屬桿，使桿從靜止開始向左運動.已知桿受到的摩擦阻力大小恒為Ff=6N，求：當(dāng)金屬桿最終勻速運動時桿的速度大小及電阻R1消耗

34、的電功率？DPQMNrR1bCaB2OR2FB1（2）當(dāng)金屬桿處于（1）問中的勻速運動狀態(tài)時，電容器C內(nèi)緊靠極板的D處的一個帶正電的粒子經(jīng)C加速、b準直后從a孔垂直磁場B2并正對著圓心O進入筒中，該帶電粒子與圓筒壁碰撞四次后恰好又從小孔a射出圓筒.已知該帶電粒子每次與筒壁發(fā)生碰撞時電量和能量都不損失，不計粒子的初速度、重力和空氣阻力，粒子的荷質(zhì)比q/m=5107(C/kg)，則磁感應(yīng)強度B2 多大（結(jié)果允許含有三角函數(shù)式）？12如圖所示，邊長為a=0.1m，匝數(shù)n=1000匝的正方形線圈與一加速電場U1相連，現(xiàn)有垂直于線圈平面均勻減小的磁場，磁感應(yīng)強度變化率為，一個質(zhì)量為m =2.010-11

35、kg，電荷量q = +1.010-5C的帶電微粒（重力忽略不計），從靜止開始經(jīng)加速電場U1加速度后，水平進入兩平行金屬板間的偏轉(zhuǎn)電場，偏轉(zhuǎn)電場的電壓U2=100V。金屬板長L=20cm，兩板間距d =cm。求：（1）微粒進入偏轉(zhuǎn)電場時的速度v0大??；（2）微粒射出偏轉(zhuǎn)電場時的偏轉(zhuǎn)角；（3）若該勻強磁場的寬度為D=10cm，為使微粒不會由磁場右邊射出，該勻強磁場的磁感應(yīng)強度B至少多大？13福建省泉州市四校2010屆高三上學(xué)期期末聯(lián)考如圖為某一裝置的俯視圖，PQ、MN為豎直放置的很長的平行金屬薄板，兩板間有勻強磁場，它的磁感應(yīng)強度大小為B，方向豎直向下。金屬棒AB擱置在兩板上緣，與兩板垂直且接觸良

36、好，當(dāng)AB棒在兩板上運動時，有一個質(zhì)量為m、帶電量為+q、重力不計的粒子，從兩板中間（到兩板距離相等）以初速度v0平行MN板射入，并恰好做勻速直線運動。問：(1)金屬棒AB的速度大小與方向如何？(2)若金屬棒運動突然停止（電場立即消失），帶電粒子在磁場中運動一段時間，然后撞在MN上，且撞擊MN時速度方向與MN板平面的夾角為450。則PQ與MN板間的距離大小可能是多少？從金屬棒AB停止運動到粒子撞擊MN板的時間可能是多長？14一單匝矩形線圈豎直放置，電阻R=l，質(zhì)量m=04kg,寬LI（未知），長L2=02m；磁感應(yīng)強度為B（大小未知）的水平有界勻強磁場，方向垂直線圈平面（紙面）向里，如左圖所示

37、。線圈離磁場上邊界高為h1=005m處由靜止釋放（此時作為t=0），它運動的v-t圖象如右圖所示，t-=04s時線圈的下邊剛好到達磁場的下邊界，t4時刻線圈穿出磁場。取g=10ms2求（1）線圈的寬Ll和磁場的寬h2（2）磁感應(yīng)強度的大小B=?（3）線圈離開磁場時的加速度a=?（4）整個過程中線圈電阻的發(fā)熱量Q=?帶電粒子在電磁場中的運動1、（1）210-2m （2）1.0510-5S （3）1.28104N/C2(18分)解：(1)由洛侖茲力充當(dāng)向心力：eBv=m (2分) 電子在磁場中運動的周期：T= (2分) 解得;T= (1分) (直接寫出該式給3分) 能從PQ邊進入電場(如圖)粒子在

38、勻強磁場中運動時間為t，由圖知 t=T (2分) 解得：t=(1分) (2)當(dāng)電子軌跡與Pb邊相切時，有滿足條件的最大速度v，由幾何關(guān)系知其軌道半徑r滿足 r+rsin300= （2分） r= 洛侖茲力充當(dāng)向心力：eBv=m 解得v=(2分) 因此，當(dāng)v時，電子有磁場運動有最長時間(2分)(結(jié)果表示為v,0v，0mg 滑塊已離開小車（2分）滑塊離開小車時速度v2 ，則BQ v2=mg（2分）小車此時速度v3，滑塊與小車動量守恒 Mv1=M v3m0v2 = mv0（2分） v3=1.3m/s（2分）小車此后保持1.3m/s速度勻速運動（2分）碰撞后，對小車由動能定理有： 解得Wf=0.14J電

39、磁感應(yīng)1、(1)由右手定則，棒中感應(yīng)電流方向由b指向a(2)棒做加速度逐漸減小的變加速運動，棒到達底端時速度最大，由能量守恒定律得 解得 m/s (3)當(dāng)棒的速度為v時，感應(yīng)電動勢 E=Bdv 感應(yīng)電流 棒所受安培力F=BId 當(dāng)棒的速度為v=2 ms時，F(xiàn)=1 N 由牛頓第二定律得 解得棒的加速度 m/s2 2(1)0.7 W(2)0.26 J(3)0.1 T3（1）設(shè)ab棒離開磁場邊界前做勻速運動的速度為v，產(chǎn)生的電動勢為E = BLv（1分）電路中電流 I = （1分）對ab棒，由平衡條件得 mgBIL = 0（2分）解得 v = （1分）(2) 由能量守恒定律：mg(d0 + d) =

40、 E電 + mv2（1分)解得 （1分） （1分）（3）設(shè)棒剛進入磁場時的速度為v0，由mgd0 = mv02，得v0 = （1分）棒在磁場中勻速時速度為v = ，則 eq oac(,1) 當(dāng)v0=v，即d0 = 時，棒進入磁場后做勻速直線運 （1分） eq oac(,2) 當(dāng)v0 v，即d0 時，棒進入磁場后做先加速后勻速直線運動（1分） eq oac(,3) 當(dāng)v0v，即d0時，棒進入磁場后做先減速后勻速直線運動（1分）4解：（1）ab棒平衡，則FFAmgsin37 （2分） 0.60.2t0.5Iab10.1100.6 得Iab0.4t（A） （1分） （2）cd棒上電流Icd2Iab0

41、.8t（A），則回路中電源電動勢EIcd R總 （1分） cd棒切割磁感線，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為EBLv （1分） 聯(lián)立得，cd棒的速度v9.6t （1分） 所以，cd棒做初速為零的勻加速直線運動。 （1分） （3）cd棒的加速度為a9.6m/s2，1s內(nèi)的位移為S EQ F(1,2)at2 EQ F(1,2)9.6124.8m （1分）根據(jù)， 得q EQ O(I,Sup6()t0.4C （4）t1.2s時，cd棒的速度vat11.52m/s 根據(jù)動能定理WW安 EQ F(1,2)mv20 （2分） 得1.2s內(nèi)克服安培力做功W安16 EQ F(1,2)0.111.5229.36J （1分）回路

42、中產(chǎn)生的焦耳熱QW安9.36J 電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱QRQ/61.56J （1分）5.解：（1）由于磁場均勻增大，所以金屬棒中的電流I大小保持不變，安培力F安方向沿斜面向下，設(shè)任意時刻t磁感應(yīng)強度為B，金屬棒靜止，合外力為零，則(3分)由圖乙可知在任意時刻t外力F = (2+t) N(1分)在t=0時刻有(2分) F0 =2 N (1分)B=(2+2t) T(2分)（2）由圖丙可知，金屬棒運動的最大速度vm=5m/s，此時金屬棒所受合力為零，設(shè)金屬棒此時所受拉力大小為Fm，流過棒中的電流為Im，則P=Fmvm(1分)FmmgsinB1Iml =0(2分)Em= B1lvm (1分)(1分)即m

43、gsin=0( 或5分)解得 B1=1T(1分)小電動機剛達到額定功率時，設(shè)金屬棒所受拉力大小為F1，加速度大小為a，運動的速度大小為v1，流過金屬棒的電流為I1，根據(jù)牛頓第二定律得P=F1v1(1分)v2=at(1分)F1mgsinB1I1l =ma (2分)E1= B1lv1 (1分) (1分)即mgsin =(或6分)解得v1= 4m/s(1分)6（1）設(shè)回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為E，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律有：E其中 EQ BSBl2根據(jù)題意有：k設(shè)回路中的感應(yīng)電流為I，根據(jù)閉合電路歐姆定律有：I設(shè)導(dǎo)體棒ab所受的安培力為F，根據(jù)安培力公式有：FIlB聯(lián)立解得：F由圖象可知，t5s時，安培

44、力大小等于A的重力10 N，即10代入數(shù)值解得：k2T/s。 （2）回路中的感應(yīng)電流大小為I1A根據(jù)楞次定律知，感應(yīng)電流方向由b指向a。 （3）根據(jù)焦耳定律，在05s時間內(nèi)回路中產(chǎn)生的焦耳熱為：QI2Rt10J。7解：（1）全過程中導(dǎo)體棒a、b的系統(tǒng)動量守恒有： （4分）來源:Zxxk.Com （4分）兩導(dǎo)體棒的最終速度4m/s，方向向右（2）由能量守恒，全過程產(chǎn)生的焦耳熱為：（4分）導(dǎo)體棒a產(chǎn)生的焦耳熱為： （4分）8（16分）解：（1）燒斷細線前拉力設(shè)為 ，則 （1分）燒斷細線后，對ab棒，設(shè)此時ab棒所受安培力的大小為,由牛頓第二定律得：（2分）同時，設(shè)cd棒此時所受安培力的大小為，由牛

45、頓第二定律得： （2分）且（1分） 由以上各式解得：（1分）（2）當(dāng)ab棒和cd棒加速度為零時，速度均達最大, 設(shè)此時ab棒和cd棒的速度大小分別為由cd棒受力平衡： （2分）此時回路中總的電動勢： （2分）電路中電流：（1分）由動量守恒定律：（2分）由以上各式解得： （2分）9.(16分) 解：（1）方法一：， （1分） （1分） （1分） （1分） （1分）方法二：， （1分） （1分）， （2分） （1分）（2）方法一：通過金屬棒ab進入磁場時以速度v先做勻速運動，設(shè)經(jīng)過時間t1，當(dāng)金屬棒cd也進入磁場，速度也為v，金屬棒cd：x= v/2 t1，此時金屬棒ab在磁場中的運動距離為：X=v t1=2x 兩棒都在磁場中時速度相同，無電流，金屬棒cd在磁場中而金屬棒ab已在磁場外時，cd棒中才有電流，運動距離為2x (得到cd棒單獨在磁場中運動距離為2x