《2015年高考物理复习解答题专练卷(电磁学综合)》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2015年高考物理复习解答题专练卷(电磁学综合)（9页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、-欢迎登陆明师在线浏览更多的学习资讯！-2015 年高考物理复习解答题专练卷（电磁学综合）1如图 1 所示，质量 m2.010 4 kg、电荷量 q1.010 6 C 的带正电微粒静止在空间范围足够大的电场强度为 E1的匀强电场中。取 g10 m/s 2。图 1(1)求匀强电场的电场强度 E1的大小和方向；(2)在 t0 时刻，匀强电场强度大小突然变为 E24.010 3 N/C，且方向不变。求在 t0.20 s 时间内电场力做的功；(3)在 t0.20 s 时刻突然撤掉电场，求带电微粒回到出发点时的动能。2如图 2 所示，水平放置的平行金属板之间电压大小为 U，距离为 d，其间还有垂直纸面向
2、里的匀强磁场。质量为 m、带电量为 q 的带电粒子，以水平速度 v0从平行金属板的正中间射入并做匀速直线运动，然后又垂直射入场强大小为 E2，方向竖直向上的匀强电场，其边界 a、 b 间的宽度为L(该电场竖直方向足够长)。电场和磁场都有理想边界，且粒子所受重力不计，求图 2(1)该带电粒子在 a、 b 间运动的加速度大小 a；(2)匀强磁场对该带电粒子作用力的大小 F；(3)该带电粒子到达边界 b 时的速度大小 v。-欢迎登陆明师在线浏览更多的学习资讯！-3如图 3 是磁流体发电工作原理示意图。发电通道是个长方体，其中空部分的长、高、宽分别为 l、 a、 b，前后两个侧面是绝缘体，上下两个侧面
3、是电阻可略的导体电极，这两个电极与负载电阻 R 相连。发电通道处于匀强磁场里，磁感应强度为 B，方向如图。发电通道内有电阻率为 的高温等离子电离气体沿导管高速向右流动(单位体积内离子数为 n)，运动的电离气体受到磁场作用，产生了电动势。发电通道两端必须保持一定压强差，使得电离气体以不变的流速 v 通过发电通道。不计电离气体所受的摩擦阻力。根据提供的信息完成下列问题：图 3(1)判断发电机导体电极的正负极，求发电机的电动势 E；(2)发电通道两端的压强差 p；(3)若负载电阻 R 阻值可以改变，当 R 减小时，电路中的电流会增大；但当 R 减小到 R0时，电流达到最大值(饱和值) Im；当 R
4、继续减小时，电流就不再增大，而保持不变。设变化过程中，发电通道内电离气体的电阻率保持不变。求 R0和 Im。4如图 4 所示，真空中直角坐标系 xOy，在第一象限内有垂直纸面向外的匀强磁场，在第四象限内有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度的大小均为 B，在第二象限内有沿 x 轴正方向的匀强电场，第三象限内有一对平行金属板 M、 N，两板间距为 d，所加电压为 U，两板间有垂直纸面向里、磁感应强度为 B0的匀强磁场。一个正离子沿平行于金属板的轴线射入两板间并做直线运动，从 A 点( L,0)垂直于 x 轴进入第二象限，从 P 点(0,2 L)进入第一象限，然后离子垂直于 x 轴离开第一象限，不计
5、离子的重力，求：-欢迎登陆明师在线浏览更多的学习资讯！-图 4(1)离子在金属板间运动速度 v0的大小；(2)离子的比荷 q/m；(3)从离子进入第一象限开始计时，离子穿越 x 轴的时刻。5如图 5 为实验室筛选带电粒子的装置示意图，竖直金属板 MN 之间加有电压， M 板有一电子源，可不断产生速度可忽略不计的电子，电子电荷量为 e，质量为 m， N 板有一与电子源正对的小孔O。金属板的右侧是一个半径为 R 的圆筒，可以围绕竖直中心轴逆时针转动，圆筒直径两端的筒壁上有两个正对的小孔 O1、 O2，电子通过两孔所需要的时间是 t0.2 s。现圆筒内部有竖直向下的磁场，匀速转动以后，凡是能进入圆筒
6、的电子都能从圆筒中射出来。试求：103m3e图 5(1)金属板 MN 上所加电压 U 的大小；(2)圆筒转动的最小角速度；(3)若要求电子从一个孔进入圆筒后必须从另一个孔射出来，圆筒转动的角速度多大？-欢迎登陆明师在线浏览更多的学习资讯！-6静电喷漆技术具有效率高、浪费少、质量好、有益于健康等优点，其装置可简化如图 6 甲所示。 A、 B 为水平放置的间距 d1.6 m 的两块足够大的平行金属板，两板间有方向由 B 指向 A 的匀强电场，场强为 E0.1 V/m。在 A 板的中央放置一个安全接地的静电油漆喷枪 P，油漆喷枪可向各个方向均匀地喷出初速度大小均为 v06 m/s 的油漆微粒，已知油
7、漆微粒的质量均为 m1.010 5 kg、电荷量均为 q1.010 3 C，不计油漆微粒间的相互作用、油漆微粒带电对板间电场和磁场的影响及空气阻力，重力加速度 g10 m/s 2。求：(1)油漆微粒落在 B 板上所形成的图形面积；(2)若让 A、 B 两板间的电场反向，并在两板间加垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度B0.06 T，调节喷枪使油漆微粒只能在纸面内沿各个方向喷出，其它条件不变。 B 板被油漆微粒打中的区域的长度；(3)在满足(2)的情况下，打中 B 板的油漆微粒中，在磁场中运动的最短时间。图 6答 案1解析：(1)根据微粒受力平衡，则E1q mgE1 N/C2.010 3 N/C
8、，方向竖直向上mgq 2.010 4101.010 6(2)在 t0 时刻，电场强度突然变化为 E24.010 3 N/C，设微粒的加速度为 a1，在 t0.20 s 时间内上升高度为 h，电场力做功为 W，则qE2 mg ma1，解得： a110 m/s 2h a1t2，解得： h0.20 m12W qE2h-欢迎登陆明师在线浏览更多的学习资讯！-解得： W8.010 4 J(3)设在 t0.20 s 时刻突然撤掉电场时粒子的速度大小为 v，回到出发点时的动能为 Ek，则v a1tEk mgh mv212解得： Ek8.010 4 J答案：(1)2.010 3 N/C方向竖直向上(2)8.0
9、10 4 J(3)8.010 4 J2解析：(1)电场力 F2 qE2根据牛顿第二定律： aF2maqE2m(2)该粒子受力如图所示：电场强度： E1Ud电场力： F1 qE1根据平衡条件： F F1解得： FqUd(3)粒子在 a、 b 间运动时间： tLv0粒子到达边界 b 时电场方向的速度： vy at粒子到达边界 b 时的速度： v v20 v2yvv20 (qE2Lmv0)2答案：(1)qE2m(2) (3) qUd v20 (qE2Lmv0)23解析：(1)发电机上面导体电极为正极、下面导体电极为负极。发电机的电动势 E Bav (2)外电路闭合后： I ER r BavR r-欢
10、迎登陆明师在线浏览更多的学习资讯！-发电通道内电离气体的等效电阻为 r abl等离子电离气体等效电流受到的安培力为 F BIa 等离子电离气体水平方向由平衡条件得ab p BIa0 联立解得 p BIb B2alvblR a(3)当所有进入发电机的等离子全都偏转到导体电极上形成电流时，电流达到最大值 Im，Im nqabv Qt nqabvtt联立解得 R0 Bnqb abl答案：(1)上面导体电极为正极、下面导体电极为负极 Bav(2)B2alvblR a(3) nqabvBnqb abl4解析：(1)离子在板间做直线运动，电场力与洛伦兹力平衡qE qv0B0EUdv0UB0d(2)离子在第
11、二象限内做类平抛运动，离子在 P 点时沿 y 轴方向的分速度为 v0，设沿 x 方向的分速度为 vx，则2L v0tL vxt12可得 vx v0离子在 P 点时的速度与 y 轴正方向成 45角此时 v v02由几何关系可以确定离子在第一象限的轨道半径为r2 L2-欢迎登陆明师在线浏览更多的学习资讯！-根据 qvB mv2r可得 qm vBr U2BB0dL(3)离子在第一、第四象限内的轨迹如图所示离子的周期 T2 rv 4 B0dLU离子第一次在第一象限内运动的时间 t T38 3 B0dL2U离子穿过 x 轴的时刻为 t n t n(0,1,2)T2 (n2 38)4 B0dLU答案：(1
12、) (2)UB0d U2BB0dL(3) n(0,1,2)(n2 38)4 B0dLU5.解析：(1)电子通过圆筒时速度为 v， 则2R vt 电子通过电场时，根据动能定理得eU mv2 12由式得 U 50 mR2e(2)电子通过磁场时半径为 r，则 qvB m v2r俯视图如图所示，电子在通过圆筒时转动的圆心角为 ，由几何关系知tan 2 Rr-欢迎登陆明师在线浏览更多的学习资讯！-由式得 3T 2 mqB电子在圆筒中运动的时间：t T 2 2 2 mqB则圆筒转过的最小角度： t 由式得： rad/s 2033(3)由前面几何关系知，粒子从另一孔飞出时，圆筒转过的角度： 12 n 53由
13、式得： 1 rad/s(n0、1、2) 1t 103 6n 53答案：(1) (2) rad/s50 mR2e 2033(3) rad/s( n0、1、2)103 6n 536解析：(1)油漆微粒的加速度 a Eq mgm根据运动学公式 d at2 12运动的半径 x v0t 落在 B 板上所形成圆形面积S x2 由式并代入数据得S18.1 m 2 (2)当电场反向Eq mg 油漆微粒做匀速圆周运动，洛伦兹力充当向心力-欢迎登陆明师在线浏览更多的学习资讯！-Bqv m v2R水平向右射出的油漆微粒打在 B 板的右端，根据 几何关系R Rcos d ac 的长度ac Rsin 打在 B 板左端的油漆微粒为和板相切的微粒，同 理求得bc ac油漆微粒打在极板上的长度 ab ac bc 由式并代入数据得 ab1.6 m (3)打在 B 板上的微粒中， pc 最短的弦长对应的时 间最短有几何关系sin d2R运动的最短时间 tmin T 22微粒在磁场中运动的周期 T 2 mBq由式代入数据解得tmin0.31 s 答案：(1)18.1 m 2(2)1.6 m(3)0.31 s=*以上是由明师教育编辑整理=
