《高三物理二模三模试题分项解析专题30力电综合问题第01期含解析45》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高三物理二模三模试题分项解析专题30力电综合问题第01期含解析45（8页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、力电综合问题 一选择题 1（2019 高考大纲模拟14）. 如图所示，有竖直向上的匀强磁场穿过水平放置的光滑平行金属导轨，导轨左 端连有电阻R.质量相等、长度相同的铁棒和铝棒静止在轨道上现给两棒一个瞬时冲量，使它们以相同速 度 v0向右运动，两棒滑行一段距离后静止，已知两棒始终与导轨垂直，在此过程中( ) A在速度为v0时，两棒的端电压UabUcd B铁棒在中间时刻的加速度是速度为v0时加速度的一半 C铝棒运动的时间小于铁棒运动的时间 D两回路中磁通量的改变量相等 【参考答案】C 【名师解析】两棒的初速度均为v0，根据法拉第电磁感应定律，棒中感应电动势为EBLv0，由闭合电路欧 姆定律知回路中
2、电流为I E Rr ，而电阻R两端电压为UIR BLvR Rr ，由于铁棒和铝棒接入电路的电阻r不 同，故两棒的端电压UabUcd，故 A错误； 根据牛顿第二定律可知a B 2L2v m Rr ，铁棒做加速度减小的减速运动，铁棒在中间时刻的速度小于 v0 2 ，铁 棒在中间时刻的加速度小于速度为v0时加速度的一半，故B错误； 由于铝棒的电阻小于铁棒的电阻，根据F安 B 2L2 v Rr 可知铝棒受到的平均安培力大于铁棒受到的平均安培 力，根据动量定理F安tmv0可知，铝棒运动的时间小于铁棒运动的时间，故C正确； 根据动量定理可知F安tmv0， 而F安t B 2L2 vt Rr B 2L2x R
3、r BL Rr ， 解得 mv0Rr BL ， 两回路中磁通量的改变量不相等，故D错误 2（ 2019 安徽江南十校联考）空间存在水平向右的匀强电场，方向与x 轴平行，一个质量为m ，带负电的 小球， 电荷量为 q，从坐标原点以v0=10m/s 的初速度斜向上抛出，且初速度v0与 x 轴正方向夹角 =37， 如图所示。经过一段时间后到达最高点，此时速度大小也是10m/s ，该小球在最高点的位置坐标是 (si n37=0.6， cos37=0.8， g 取 10m/s 2) A.0.6m ，1.8m B. 0.6m，1.8m C.5.4m ，1.8m D.0.6m，1.08m 【参考答案】B 【
4、名师解析】 3.（2019 安徽江南十校联考） 某实验小组制作一个金属安检仪原理可简化为图示模型。正方形金属线圈abcd 平放在粗糙水平传送带上，被电动机带动一起以速度v 匀速运动，线圈边长为L，电阻为R，质量为m ，有 一边界宽度也为L 的矩形磁场垂直于传送带，磁感应强度为B，且边界与线圈bc 边平行。已知线圈穿过磁 场区域的过程中速度不变，下列说法中正确的是 A.线圈进入磁场时回路中感应电流的方向与穿出时相反 B.线圈进入磁场时所受静摩擦力的方向与穿出时相反 C.线进入磁场区域的过程中通过导线某一横截面的电荷量 R BL 2 D线圈经过磁场区域的过程中电动机多消耗的电功率为 R vLB 2
5、22 2 【参考答案】AC 【名师解析】 4. （2019 安徽江南十校联考）如图所示，半径为R的绝缘闭合球壳，O为球壳的球心，球壳上均匀分布着 正电荷，已知均匀带电的球壳在其内部激发的场强处处为零。现在球壳表面A 处取下一面积足够小、带电 量为 q 的曲面将其沿OA连线延长线向上移动至B点，且 AB=R ，若球壳的其他部分的带电量与电荷分布保持 不变，下列说法中正确的是 A.把另一带正电的试探电荷从A点处移动到O点过程中系统电势能减少 B.球壳剩余部分的电荷在球壳内部激发的电场的电场线由A点的对称点C点沿直线指向球壳内表面各点 C球壳内部电场的电场线由球壳各点沿曲线指向A点 D球心 O点场强
6、的大小为k 2 4 3 R q 【参考答案】CD 【名师解析】 二计算题 1. （ 2019 高考大纲模拟卷14）如图所示，在平面直角坐标系中，第三象限里有一加速电场，一个电荷量为 q、质量为m的带正电粒子( 不计重力 ) ，从静止开始经加速电场加速后，垂直x轴从A( 4L,0)点进入第二 象限，在第二象限的区域内， 存在着指向O点的均匀辐射状电场， 距O点 4L处的电场强度大小均为E qLB0 2 16m， 粒子恰好能垂直y轴从C(0,4L) 点进入第一象限，如图所示， 在第一象限中有两个全等的直角三角形区域 和，均充满了方向垂直纸面向外的匀强磁场，区域的磁感应强度大小为B0，区域的磁感应强
7、度大小 可调，D点坐标为 (3L,4L) ，M点为CP的中点 粒子运动轨迹与磁场区域相切时认为粒子能再次进入磁场从 磁场区域进入第二象限的粒子可以被吸收掉求： (1) 加速电场的电压U； (2) 若粒子恰好不能从OC边射出，求区域磁感应强度大小； (3) 若粒子能到达M点，求区域磁场的磁感应强度大小的所有可能值 【参考答案】(1)vqB 0L 2m ，U qL 2B 0 2 8m （4 分） (2)B 24B0 49 （6 分） (3) 见解析（ 10 分） 【名师解析】(1) 粒子在加速电场中加速，根据动能定理有： qU 1 2mv 2 粒子在第二象限辐射状电场中做半径为R的匀速圆周运动，则
8、：qEm v 2 4L 联立解得：v qB0L 2m， U qL 2B 0 2 8m (2) 粒子在区域中运动的速度大小v qB0L 2m ， 根据洛伦兹力提供粒子在磁场中做匀速圆周运动的向心力，有qB0vm v 2 r ，得半径r mv qB0 L 2， 若粒子在区域中的运动半径R较小，则粒子会从OC边射出磁场恰好不从OC边射出时，作出对应的运 动轨迹，如图满足O2O1Q2， sin 22sin cos 24 25， 又 sin 2 r Rr 解得：R49 24r 49 48L 又R mv qB ，代入vqB 0L 2m 可得：B 24B0 49 (3) 若粒子由区域达到M点 每次前进CP2
9、2(Rr)cos 8 5( Rr) 由周期性得：CMn CP2(n1,2,3 ) ， 即 5 2L 8 5n( Rr) Rr 25 16n L 49 48L，解得 n3 n1 时R33 16L， B 8 33B 0 n2 时R41 32L， B16 41B 0 n3 时R49 48L， B24 49B 0 若粒子由区域达到M点 由周期性：CMCP1n CP2(n0,1,2,3 ) 即 5 2L 8 5R 8 5n( Rr) 解得：R 5 2 4 5n 8 5 1n L 49 48L 解得：n26 25 n0 时R25 16L， B 8 25B 0 n1 时R33 32L， B16 33B 0.
10、 2.（ 2019 高考冲刺模拟） (12 分) 如图所示，光滑平行轨道abcd的水平部分处于竖直向上的匀强磁场中， bc段轨道宽度是cd段轨道宽度的2 倍，bc段轨道和cd段轨道都足够长，将质量相等的金属棒P和Q分别 置于轨道上的ab段和cd段，且与轨道垂直 。Q棒静止 ，让P棒从距水平轨道高为h的地方由静止释放，求： (1)P棒滑 至水平轨道瞬间的速度大小； (2)P棒和Q棒最终的速度。 【名师解析】(1) 设P棒滑到b点的速度为v0，由机械能守恒定律： 2 0 1 2 mghmv 得： 0 2vgh 。 (2) 最终两棒的电动势相等，即：2BLvPBLvQ 得 2vPvQ（此时两棒与轨道
11、组成的回路的磁通量不变） 这个过程中的任意一时刻两棒的电流都相等，但由于轨道宽度两倍的关系，使得P棒受的安培力总是Q棒的两 倍，所以同样的时间内P棒受的安培力的冲量是Q棒的两倍，以水平向右为正方向，对P棒： 2Imv Pmv0 对Q棒：ImvQ 联立两式解得： 2 5 P gh v， 2 2 5 Q gh v。 3. （ 2019 安徽江南十校联考）如图所示，在y0 的空间中存在着垂直xoy 平面向外的匀强磁场，在y0 的 空间中存在着平行于xoy 平面的匀强电场，场强方向与x 轴负方向成45角斜向上。一质量为m ，带电量 为 q 的带正电粒子从坐标原点以初速度进入磁场，方向与x 轴负方向成45角斜向上，然后经过M点进人 电场，并与y 轴负半轴相交于N 点。已知M点坐标为 (L ，0) ，N 点坐标为 (0， 2 L )( 不考虑粒子所受的重 力) 求： (1) 匀强磁场的磁感应强度； (2) 匀强电场的电场强度。 【名师解析】
