浙江省临海市杜桥中学高二物理下学期 电学计算题补习学业水平考试练习.doc

1 电学计算题补习电学计算题补习 1 如图 真空中 a b 相距 l 2 0 m 将电荷量为 qa 2 0 10 6 c 的点电荷固定在 a 点 将电荷量为 qb 2 0 10 6 c 的点电荷固定在 b 点 已知静电力常量 k 9 109 n m2 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 0 10 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 2 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 rm 0 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 h40kg80kg180w36v 6a 3 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ln 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b 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 i 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 v 10 15 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 45 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 4 10 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 0 2 t 3 在 t 0 到 t t0时间内 导线框中电流做的功 4 13 已知一带正电小球 质量 带电量 如图所示 从光滑0 09mkg 5 2 0 10qc 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1lm 0 55 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 1 1hm 2 0 8hm 撞能量损失和空气阻力 2 10gm s 试求 1 小球落地点离 d 的距离及落地点x 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 5 102n 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 4 10 2c 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 5 1 答案 1 方向由 a 指向 b 2 方向由 c 指向 b n 3 109 mv 4 106 3 3 方向由 c 指向 a n 2 102 7 解析 试题分析 1 根据库仑定律 方向由 a 指向 b n r qq kf ba ba 3 2 109 2 电荷 ab 在 c 点形成的场强等大同向 即 cncn l kq l kq ee aa bcac 108 1 2 10210944 2 4 2 69 2 2 故 方向由 c 指向 b mveee bcacc 4 106 3 3 qc所受静电力 方向由 c 指向 a neqf ccc 2 102 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 2 8kq r 2 kq r 解析 试题分析 1 ab 两点电荷在 o 点产生的电场强度 22 4 2 ab kqkq ee r r 故 o 点的合场强为 方向由 a 指向 b 2 8kq r a b 在 o 点产生的场强 ea eb 2 kq r o 点的合场强 eo ea eb 方向与 ab 的中垂线垂直 即与同向 2 kq r o e o e 考点 考查了电场强度 3 答案 1 略 2 3 cos mg t k mg lq tan sin2 解析 试题分析 1 对小球进行受力分析 如图所示 6 2 设绳子对小球的拉力为 t 得 cos t mg cos mg t 3 设小球受到的库仑力为 f 则 又 r q kf 2 2 sin2lr 解得 k mg lq tan sin2 考点 本题旨在考查库仑定律 物体的平衡 4 答案 1 2 tanmg e q 2 1 cos cos gl v 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 tanmg e q 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 1 2 解得 2 1 cos cos gl v 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 wuit w 2 根据公式 可得 2 分 q 120j 1 分 2 qi rt 7 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 2ewq 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 pq 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 0 2r 8 75 vm s 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175 m pw 36 5180puiww 所以内阻 2 电动自行车效率 2 r pi r r 22 p5 0 2 5 r i 3 当电动自行车达到最大速度时 合外力为零 牵 175 100 97 2 36 5 m p ui 引力 f 等于阻力 即 且 解得行驶的最大速度0 02 fmm g pfv 8 75 vm s 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 s2 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 36 6w 216w p损 p入 p出 36w r 1 22 636wpi rr 损 180 83 3 216 p p 出 入 2 p额 fvm k m m gvm k 180 0 03 4080 10 5 3 p额 fv f k m m g m m a a 0 45 m s2 9 考点 牛顿第二定律 功率 答案 1 方向水平向右 2 fnbil pnbilv 8 解析 1 线圈的右边受到磁场的安培力 共有条边 n 故fn bilnbil 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pf vnbilv 考点定位 考查安培力 功率 10 答案 60t 6n 方向垂直斜面向下2 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t il mg bbilmg60 cos sin cossin 2 在垂直斜面方向上nfbilmg n 26sincos 考点 考查受力平衡的分析 11 答案 1 6 4 10 4 wb 2 3 3 2v0 32a 解析 试题分析 2 1 6 4 10 4 wb 3 分 2 根据公式可得en t 3 2env t 3 根据欧姆定律可得0 32 e ia r 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 0 2 0 rt lb r e i 0 32 0 2rt lb f 0 42 0 0 2 rt lb rtiw 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 0 2 0 t lb t e 通过导线框的感应电流大小 4 分 0 2 0 rt lb r e i 2 ab 边所受磁场作用力大小 4 分 bilf 0 32 0 2rt lb f 3 导线框中电流做的功 4 分 0 42 0 0 2 rt lb rtiw 13 答案 1 2 竖直向下1 2 5 xm vm s 4 5 5 10 en c 解析 9 试题分析 1 小球从 a 到 c 过程中 根据动能定理可得 2 1 1 2 c mghmglmv 从 c 开始平抛运动 设时间为 则 1 t 2 21 1 2 hgt 1c xv t 设落地速度为 v 则 22 2 11 22 c mghmvmv 联立解得 1 2 5 xm vm s 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 2 1 1 2 c mghmv c 到落地点之间做类平抛运动 其加速度为 mgqe a m 要到达原来的落地点 设所花时间为 则 2 t 2 222 1 2 c xv t hat 联立可得 4 5 5 10 en c 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