高二物理暑假作业_电磁学经典题(附详解答案).docx

高二暑假物理作业（电磁学部分常考点复习） 班级： 姓名：第一题图1.匝数为、面积为、总电阻为的矩形闭合线圈，在磁感应强度为的匀强磁场中按如图395所示方向（俯视逆时针）以角速度绕轴匀速转动=0时线圈平面与磁感线垂直，规定的方向为电流的正方向求：（1）线圈转动过程中感应电动势瞬时值的表达式（2）线圈从图示位置开始到转过90的过程中的平均电动势（3）线圈转到与图示位置成60角时的瞬时电流（4）线圈转动一周过程中外力做的功2.所示为测量某种离子的荷质比的装置让中性气体分子进入电离室，在那里被电离成离子这些离子从电离室的小孔飘出，从缝进入加速电场被加速，然后让离子从缝垂直进入匀强磁场，最后打在底片上的点已知加速电压为，磁场的磁感应强度为，缝与之间的距离为，离子从缝进入电场时的速度不计，求该离子的荷质比/第二题图3. 在如图397所示，以点为圆心，以为半径的圆与坐标轴交点分别为、，空间有一与轴正方向相同的匀强电场，同时，在点固定一个电量为+的点电荷如果把一个带电量为-的检验电荷放在点，恰好平衡，求：（1）匀强电场的场强大小为多少?（2）、点的合场强大小各为多少?（3）如果把点的正点电荷移走，把点电荷-从点沿轴移到点，求电场力做的功及点、两点间的电势差第三题图4. 如图3105所示，在倾角为的光滑斜面上，存在着两个磁感应强度大小均为的匀强磁场，区域磁场方向垂直斜面向下，区域磁场方向垂直斜面向上，磁场宽度均为，一个质量为、电阻为、边长也为的正方形线框，由静止开始下滑，沿斜面滑行一段距离后边刚越过进入磁场区域时，恰好做匀速直线运动，若当边到达与的中间位置时，线框又恰好做匀速直线运动，求： （1）当边刚越过进入磁场区域时做匀速直线运动的速度；（2）当边刚越过进入磁场区域时，线框的加速度；第四题图（3）线框从边开始进入磁场至边到达与的中间位置的过程产生的热量5. 如图3108甲所示，轴上方为一垂直于平面向里的匀强磁场，磁感应强度为，轴下方为方向平行于轴，但大小一定（假设为）、方向作周期性变化的电场在坐标为（，）的点和第四象限中某点各放置一个质量为，电量为的正点电荷和，、的重力及它们之间的相互作用力均不计，现使在匀强磁场中开始做半径为的匀速圆周运动，同时释放，要使两电荷总是以相同的速度同时通过轴，求：（1）场强0的大小及方向变化的周期；（2）在如图乙所示的图中作出该电场的变化图象（以释放电荷时为初始时刻，轴正方向作为场强的正方向），要求至少画出两个周期的图象第五题图6. 如图所示，理想变压器原线圈中输入电压3300，副线圈两端电压为220，输出端连有完全相同的两个灯泡和，绕过铁芯的导线所接的电压表的示数2，求： 第六题图（1）原线圈等于多少匝?（2）当开关断开时，表的示数5，则表的示数为多少?（3）当开关闭合时，表的示数等于多少? 第七题图7在真空室内，速度为=6.410的电子束连续地沿两平行导体极板的中心线射入，如图3113所示，极板长80102，两极板间的距离=50103，两极板不带电时，电子束将沿中心线射出极板今在两极板间加上50的交变电压100（），发现有时有电子从两极板之间射出，有时则无电子从两极板间射出若有电子射出的时间间隔与无电子射出的时间间隔之比为21，则所加的交变电压的最大值为多大?（已知电子的质量为=9.11031，电量为=161019）8. 一小型发电机内的矩形线圈在匀强磁场中以恒定的角速度绕垂直于磁场方向的固定轴转动，线圈匝数n100，穿过每匝线圈的磁通量随时间按正弦规律变化，如图所示。发电机内阻r5.0，外电路电阻R95，已知感应电动势的最大值mnm，其中m为穿过每匝线圈磁通量的最大值，求串联在外电路中的交流电流表（内阻不计）的读数。QABC9.如图所示，光滑绝缘细杆竖直放置，它与以正点电荷Q为圆心的某一圆周交于B、C两点，质量为m，带电量为q的有孔小球从杆上A点无初速下滑，已知AB=h，小球滑到B点时速度大小为，求：（1）小球从A到B过程中电场力做的功. （2）A、C两点电势差.第九题图Babc10. 如图所示的正方形盒子开有a、b、c三个微孔，盒内有垂直纸面向里的匀强磁场一束速率不同的带电粒子（质量、电量均相同，不计重力）从a孔沿垂直磁感线方向射入盒中，发现从c孔和b孔有粒子射出，试分析下列问题：(1)判断粒子的电性；(2)从b孔和c孔射出的粒子速率之比v1：v2 ；第十题图(3)它们在盒内运动时间之比为t1：t2 第十一题图11. 如图所示，有一带电粒子（不计重力）紧贴A板沿水平方向射入匀强电场，当偏转电压为U1时，带电粒子沿轨迹从两板正中间飞出；当偏转电压为U2时，带电粒子沿轨迹落到B板中间设两次射入电场的水平速度相同，试求：两次的电压之比U1：U2NMOPCDRB12.如图所示，电阻不计的平行金属导轨MN和OP水平放置，MO间接有阻值为R =5 的电阻，导轨相距为L = 0.2 m其间有竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为B = 5 T质量为m = 1 kg的导体棒CD垂直于导轨放置并接触良好，其长度恰好也为L，电阻也为R用平行于MN的恒力F向右拉动CD，CD棒与导轨间的动摩擦因数为0.2已知CD棒运动中能达到的最大速度vm = 10 m/s，重力加速度g取10 m/s2试求：(1)恒力F的大小；第十二题图(2)当CD达到最大速度时，电阻R消耗的电功率13. 如图所示，MN为金属杆，在竖直平面内贴着光滑金属导轨下滑，导轨的间距l=10cm，导轨上端接有电阻R=0.5，导轨与金属杆电阻不计，整个装置处于B=0.5T的水平匀强磁场中若杆稳定下落时，每秒钟有0.02J的重力势能转化为电能，则求MN杆的下落速度第十三题图14. 如图所示，两根足够长的直金属导轨、平行放置。两导轨间距为，、 两点间接有阻值为R的电阻。一根质量为m的均匀直金属杆放在两导轨上，并与导轨垂直。整套装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直斜面向下。导轨和金属杆的电阻可忽略。让杆沿导轨由静止开始下滑，导轨和金属杆接触良好，不计它们之间的摩擦。（1）由向方向看到的装置如图9-14，在此图中画出杆下滑过程中某时刻的受力示意图；（2）在加速下滑时，当杆的速度大小为时，求此时杆中的电流及其加速度的大小；（3）求在下滑过程中，杆可以达到的速度最大值。第十四题图15. 如图所示，在光滑绝缘的水平面上有一个用一根均匀导体围成的正方形线框abcd，其边长为L，总电阻为R，放在磁感应强度为B方向竖直向下的匀强磁场的左边，图中虚线MN为磁场的左边界。线框在大小为F的恒力作用下向右运动，其中ab边保持与MN平行。当线框以速度v0进入磁场区域时，它恰好做匀速运动。在线框进入磁场的过程中， （1）线框的ab边产生的感应电动势的大小为E 为多少？（2）求线框a、b两点的电势差。第十五题图（3）求线框中产生的焦耳热。详解答案1.解：（1） （2）平均2（3）线圈转过60时60（2）（4）电动势的有效值为，转动一周的电功为根据能量守恒定律，线圈匀速转动一周外力做的功等于电功2. 从轨迹可知离子带正电设它进入磁场时速度为，在电场中加速，有（12），在磁场中偏转，有，又2，由这三个式子解得83. 解：（1）点电荷在点受力平衡，则有2，（2）在点的合场强大小为（）（）2点的合场强为点电荷和匀强电场的矢量叠加，有2（3）电场力做功22，224. 解：（1）边刚越过即做匀速直线运动，线框所受合力为零则，解之得（2）当边刚越过时，线框回路中的总感应电动势为2，此时线框的加速度为（）2（）3，（3）设线框再做匀速运动的速度为，则2（2），4（14），由能量守恒定律，得（32）（12）（12）（32）（1532）（）5. 解：（1）因电荷Q只能垂直于轴运动，要使、始终以相同的速度同时通过轴，则一定是做以坐标（0，）为圆心的匀速圆周运动，且通过轴的速度大小为，圆周运动的周期为2因电荷从点出发第一次到达轴所需的时间为4（14）22，那么，在这段时间内，Q必须在电场力的作用下加速至轴且速度大小为，所以4（）2，即222在这段时间内电场的方向向左又再经过2的时间后第二次向右通过轴，速度的大小仍为，则由运动学的特征可知，在第一次过轴后，必须先经4的时间做减速运动至速度为零，然后再经4的时间反向加速至轴速度达到，才能保证第二次与以相同的速度过轴，在这段时间内，电场的方向始终向右此后，电场又必须改变方向，直至再次过轴，依此类推，电场方向改变的周期应与做圆周运动的周期相同，即2（2）图象如图所示6. 解：（1）由电压与变压器匝数的关系可得，1650匝（2）当开关断开时，有，（13）（3）当开关断开时，有44， 当开关闭合时，设副线圈总电阻为，有222， 副线圈中的总电流为，则10， 由可知（23）7. 解：由于电子通过平行极板的时间/125109远比交变电压的周期2102小得多，故在电子通过极板的过程中，两极板间的电压可视为不变，但对不同时刻射入的电子而言，两极板间的电压是不同的射入两平行极板间的电子的运动类似于抛体运动：沿极板方向电子做匀速直线运动，设电子通过平行极板的时间为，则/，沿垂直极板方向电子做匀加速直线运动，加速度为，则电子刚好不能通过平行极板的条件是电子刚好打在极板的端点上即电子受到的加速度的值刚好满足2（12）2，由以上各式得到，若电子刚好不能通过平行极板，则两极板间的电压值91即当两极板间的电压U小于91时，电子能通过平行极板；而当两极板间的电压大于91时，电子就打在极板上，不能通过平行极板由于加在两极板间的电压是交变电压100（），所以在同一个周期内，电子能从平行极板射出的时间就是电压小于91的时间，电子不能从平行极板射出的时间就是电压大于91的时间，而且，这样，根据题给条件/21，得2/3，/3，即在如图31所示的100（）图线上，斜线部分的时间是电子能通过平行极板的时间，可以看出100（6）（）以（150），91代入，解得所加的交变电压的最大值为91（3）1058. 解：由图可知磁通量最大值m为：m1.0102Wb，且则感应电动势的最大值m为：mnm200V则电流表读数I为：IBabc9解：(1)设小球由A到B电场力所做的功为WAB，由动能定理得mgh+WAB= 得WAB(2)由于B、C在以Q为圆心的圆周上，所以UB=UCWAB=WAC WACqUAC UAC=10. 解：依题意可得粒子的运动轨迹，如右图所示结合运动轨迹，根据左手定则 可知 粒子带负电 由 得 又由运动轨迹知 r1=2r2 则v1 ：v2 = 1:2 由 得 又由运动轨迹知 t1=T/2 t2=T/4 则t1 ：t2 = 2 ：1 11解：对轨迹分析 水平方向： 竖直方向： 对轨迹分析 水平方向： 竖直方向： NMOPCDRB综上 U1：U2 = 1 ：8 12解：依题意 CD棒达到最大速度时应处于平衡状态 则 F = f + F安 1 f = mg F安 = BIL 1 I = E/2R E = BLv 1 P = I 2R 综上 F = 3 N 2 P = 5 W 图9-1313 .mg=I2Rt v=2m/s14(1)如图9-13重力