高三物理专题复习课件（3）：电磁学综合题.ppt

综合题分析三 1 一边长为a的固定正方体abcd上的a点系一长为4a的细绳 绳所能承受的最大拉力为7mg 绳的另一端系一质量为m的小球 将小球拉开 使细绳处于水平且拉紧状态 给小球一个竖直向下的初速度v0 要使小球绕正方体转一圈后又击中正方体上的a点 且在此过程中线始终拉紧 求v0的范围 4mga mv02 2 mv12 2 3mga mv22 2 mv12 2 2mga mv2 2 mv22 2 mga mv2 2 mv02 2 某同学解 mv12 2 4mga mv02 2 7mg v12 v02 8ag t2 mg mv12 3a t2 mv12 3a mg m v02 8ag 3a mg 某同学解 t4 mv02 a t3 m v02 2ag 2a t2 m v02 8ag 3a mg 4mg 3mg 5mg m v02 8ag 3a mg 7mg mv02 a 7mg m v02 2ag 2a 7mg 2 如图两根不计电阻的弧形裸导线mn pq竖直放置 nq间接入阻值r 1 的电阻 一根质量为m 0 1kg 不计电阻的金属棒ab能在mn pq上滑动 滑动时金属棒保持水平 整个装置处于磁感应强度b 0 5t的匀强磁场中 磁场方向如图 当金属棒处于甲位置时 棒与mn pq相交于a b两点 此时间距l1 0 5m 若给金属棒向上的速度v1 4m s 金属棒无摩擦地做匀减速运动竖直上滑 当运动到乙位置时 速度大小为v2 1m s 方向不变 金属棒与mn pq相交于c d两点 试求 1 金属棒竖直向上运动的加速度大小 mg b2l12v1 r ma a g b2l12v1 mr 10 0 52 0 52 4 0 1 1 m s2 12 5m s2 l12v1 l22v2 1m 2 如图两根不计电阻的弧形裸导线mn pq竖直放置 nq间接入阻值r 1 的电阻 一根质量为m 0 1kg 不计电阻的金属棒ab能在mn pq上滑动 滑动时金属棒保持水平 整个装置处于磁感应强度b 0 5t的匀强磁场中 磁场方向如图 当金属棒处于甲位置时 棒与mn pq相交于a b两点 此时间距l1 0 5m 若给金属棒向上的速度v1 4m s 金属棒无摩擦地做匀减速运动竖直上滑 当运动到乙位置时 速度大小为v2 1m s 方向不变 金属棒与mn pq相交于c d两点 试求 2 c d两点间的距离 3 金属棒从位置甲运动到位置乙过程中 电阻r上放出的热量 v12 v22 2ah h v12 v22 2a 0 6m mgh q mv22 2 mv12 2 得q mv12 2 mv22 2 mgh fa ma mg 0 25n q fah 0 15j h v2 2g v2 62 2a 6m s 0m s v g a h1 h2 n mg ma a 5m s2 v 12m s 3 消防队员为了缩短下楼的时间 往往抱着竖直的杆直接滑下 假设一名质量为60kg 训练有素的消防队员从七楼 即离地面高18m的高度 抱着竖直的杆以最短时间滑下 已知杆的质量为200kg 消防队员着地时的速度不能大于6m s 手和腿对杆的最大压力为1800n 手和腿与杆之间的动摩擦因数为0 5 设当地的重力加速度为10m s2 假设杆是搁在地面上的 杆在水平方向不能移动 试求 1 消防队员下滑过程中的最大速度 3 2 消防队员下滑过程中杆对地面的最大压力 3 消防队员下滑的最短时间 6m s 0m s v g a h1 h2 h v2 2g v2 62 2a n mg ma a 5m s2 v 12m s n地 n mg 2900n t v g v 6 a 1 2 12 6 5 2 4s 4 如图甲所示 两根足够长的光滑平行金属导轨相距为l 0 40m 导轨平面与水平面成 30 角 上端和下端通过导线分别连接阻值r1 r2 1 2 的电阻 质量为m 0 20kg 阻值为r 0 20 的金属棒ab放在两导轨上 棒与导轨垂直且保持良好接触 整个装置处在垂直导轨平面向上的磁场中 取重力加速度g 10m s2 若所加磁场的磁感应强度大小恒为b 通过小电动机对金属棒施加沿导轨且垂直于棒的力 使金属棒沿导轨向上做匀加速直线运动 经过0 5s电动机的输出功率达到10w 此后保持电动机的输出功率不变 金属棒运动的v t图如图乙所示 试求 1 磁感应强度b的大小 b 1t p vm mgsin30 b2l2v r 2 r p at1 mgsin30 b2l2at1 r 2 r ma a 20 3m s2 f mgsin30 b2l2at r 2 r ma f 4t 3 7 3 4 2 在0 0 5s时间内金属棒的加速度a的大小 3 在0 0 5s时间内电动机牵引力f与时间t的关系 wf mgssin30 q mv2 2 q1 q1 1 2i2 s at12 2 5 6m qr 0 2 4i2 2q1 3 q 2q1 qr 0 36j v at1 10 3m s wf mgssin30 q mv2 2 3 97j 4 4 如果在0 0 5s时间内电阻r1产生的热量为0 135j 则这段时间内电动机做的功 5 如图所示 r1 r2 r3三个电阻接入电路 电源内阻为1 6 闭合电键后 电流表a1示数为0 4a a2示数为1a 现将电流表a1 a2分别换成电压表v1 v2 则电压表v1示数为2v v2示数为4v 求 1 电源电动势 2 r1 r2 r3的阻值 r1 r3 2 3 0 6a r1 r2 1 2 e 6 1 6 2 r1 e 0 6r1 1 6 e 6 4v r1 8 r2 16 r3 12 6 有人设计了一种测温装置 其结构如图所示 玻璃泡a内封有一定量气体 与a相连的b管插在水银槽中 管内水银面的高度x即可反映泡内气体的温度 即环境温度 并可由b管上的刻度直接读出 设b管的体积与a泡的体积相比可略去不计 1 在标准大气压下对b管进行温度刻度 标准大气压相当于76cmhg的压强 已知当温度t1 27 c时 管内水银面高度x1 16cm 此高度即为27 c的刻度线 问t 0 c的刻度线在x为多少厘米处 76 16 300 76 x 273 x 21 4cm 6 有人设计了一种测温装置 其结构如图所示 玻璃泡a内封有一定量气体 与a相连的b管插在水银槽中 管内水银面的高度x即可反映泡内气体的温度 即环境温度 并可由b管上的刻度直接读出 设b管的体积与a泡的体积相比可略去不计 2 若大气压已变为相当于75cmhg的压强 利用该测温装置测量温度时所得示数仍为27 c 问此时实际温度为多少 76 16 300 75 16 273 t t 22 c t 5 p 7 如图所示 水平放置的汽缸内壁光滑 活塞厚度不计 在a b两处设有限制装置 使活塞只能在a b之间运动 b左面汽缸的容积为v0 a b之间的容积为0 1v0 开始时活塞在b处 缸内气体的压强为0 9p0 p0为大气压强 温度为297k 现缓慢加热汽缸内气体 直至399 3k 求 1 活塞刚离开b处时的温度tb 先等容 0 9p0 t1 p0 t2 t2 t1 0 9 297 0 9 330k 再等压 v0 t2 1 1v0 t3 t3 1 1t2 363k 再等容 p0 t3 p4 t4 p4 t4p0 t3 1 1p0 7 如图所示 水平放置的汽缸内壁光滑 活塞厚度不计 在a b两处设有限制装置 使活塞只能在a b之间运动 b左面汽缸的容积为v0 a b之间的容积为0 1v0 开始时活塞在b处 缸内气体的压强为0 9p0 p0为大气压强 温度为297k 现缓慢加热汽缸内气体 直至399 3k 求 2 缸内气体最后的压强p 后两过程 p0v0 t2 p4 1 1v0 t4 p4 1 1p0 7 如图所示 水平放置的汽缸内壁光滑 活塞厚度不计 在a b两处设有限制装置 使活塞只能在a b之间运动 b左面汽缸的容积为v0 a b之间的容积为0 1v0 开始时活塞在b处 缸内气体的压强为0 9p0 p0为大气压强 温度为297k 现缓慢加热汽缸内气体 直至399 3k 求 3 在右图中画出整个过程的p v图线 8 如图所示 传送带的两条边是电阻不计的金属丝 两条边的中间用n根阻值为r 长为l的电阻丝焊接起来 每两根电阻丝之间间隔距离也为l 整根传送带的质量为m 蹄形磁铁两极间的匀强磁场部分的宽度恰为l 两极正对区域以外磁场的影响可忽略 磁感应强度为b 传送带紧紧地套在两个轻质绝缘轮轴p z上 在p轮轴的多余部分上绕有不可伸长的细线 细线的自由端挂有一个质量为m的物体c 开始时整个装置静止 现由静止释放物体c c竖直下落带动p轮轴转动 使得整根传送带运动起来 当c下降距离为h时开始匀速运动 设绳足够长 轴的转动摩擦不计 求 1 c匀速运动时轮轴p对传送带的静摩擦力f 对轮轴 tr fr f t mg 8 2 在磁场中运动的电阻丝中的最大感应电流i 对传送带 f mg fa biml im mg bl 8 3 电阻丝运动产生的最大感应电动势e em imr总 im r r n 1 nmgr n 1 bl 8 4 在物体c下降h的过程中 传送带中产生的总热量q em blvm vm nmgr n 1 b2l2 mgh q m m vm2 2 q mgh m m vm2 2 9 如图所示 一个电阻r 0 02 高l1 0 2m 宽l2 0 4m的矩形金属线框 放在xoy平面内 非匀强磁场垂直于xoy平面 磁感应强度b沿y方向没有变化 沿x轴方向均匀增加 每经过1m增加0 01t 线框在拉力f作用下以v 0 2m s速度沿x正方向匀速移动 试求 1 线框中的感应电动势 e b2l1v b1l1v 1 6 10 4v kl2l1v b0 kx2 l1v b0 kx1 l1v k b x 0 01 b b0 kx b2l1v t b1l1v t 1 6 10 4v e t kl2l1v kl2l1v t k b x 0 01 v t b b0 kx 9 如图所示 一个电阻r 0 02 高l1 0 2m 宽l2 0 4m的矩形金属线框 放在xoy平面内 非匀强磁场垂直于xoy平面 磁感应强度b沿y方向没有变化 沿x轴方向均匀增加 每经过1m增加0 01t 线框在拉力f作用下以v 0 2m s速度沿x正方向匀速移动 试求 1 线框中的感应电动势 e 1 6 10 4v p e2 r 1 28 10 6w 9 如图所示 一个电阻r 0 02 高l1 0 2m 宽l2 0 4m的矩形金属线框 放在xoy平面内 非匀强磁场垂直于xoy平面 磁感应强度b沿y方向没有变化 沿x轴方向均匀增加 每经过1m增加0 01t 线框在拉力f作用下以v 0 2m s速度沿x正方向匀速移动 试求 2 线框消耗的电功率 9 如图所示 一个电阻r 0 02 高l1 0 2m 宽l2 0 4m的矩形金属线框 放在xoy平面内 非匀强磁场垂直于xoy平面 磁感应强度b沿y方向没有变化 沿x轴方向均匀增加 每经过1m增加0 01t 线框在拉力f作用下以v 0 2m s速度沿x正方向匀速移动 试求 3 拉力f的大小及对线框的功率 f f2 f1 6 4 10 6n 0 01 0 4 0 8 10 2 0 2n kl2il1 b2il1 b1il1 p fv 1 28 10 6w i e r 0 8 10 2a 10 有两个小灯泡a和b 它们的电流随两端所加电压变化的图线如图所示 另有一个电动势为9v 内阻不计的电源 1 若将两灯泡并联在此电源两端 则两灯泡消耗的功率分别多大 pa 0 343 9w 3 09w pb 0 26 9w 2 34w 10 有两个小灯泡a和b 它们的电流随两端所加电压变化的图线如图所示 另有一个电动势为9v 内阻不计的电源 2 若将此两灯泡串联后接在此电源两端 则此两灯泡的电功率又分别为多大 此时它们的电阻分别为多大 电流为0 22a pa 0 22 3w 0 66w pb 0 22 6w 1 32w ra 3 0 22 13 6 rb 6 0 22 27 2 10 有两个小灯泡a和b 它们的电流随两端所加电压变化的图线如图所示 另有一个电动势为9v 内阻不计的电源 2 若将此两灯泡串联后接在此电源两端 则此两灯泡的电功率又分别为多大 此时它们的电阻分别为多大 若电源内阻为5 将b灯接到该电源上 若电源内阻为5 将b灯与10 电阻串联后接到该电源上 若电源内阻为5 将两个b灯串联后接到该电源上 4 5v2 5 若电源内阻为5 将两灯串联后接到该电源上 若电源内阻为5 将两灯并联后接到该电源上 11 如图所示 光滑斜面的底端a与一块质量均匀 水平放置的平板光滑连接 滑块与平板间的动摩擦因数 0 2 平板长为2l l 1m 其中心c固定在高为r的竖直支架上 r 1m 支架的下端与垂直于纸面的固定转轴o连接 因此平板可绕转轴o沿顺时针方向翻转 问 1 在斜面上离平板高度为h0处放置一滑块a 使其由静止滑下 为使平板不翻转 h0最大为多少 mgr mgx x 0 2m mgh0 mg l x 0 h0 0 16m x 2 如果斜面上的滑块离平板的高度为h1 0 45m 并在h1处先后由静止释放两块质量相同的滑块a b 时间间隔为 t 0 2s 则b滑块滑上平板后多少时间 平板恰好翻转 重力加速度g取10m s2 mgh1 mv02 2 v0 3m s sa v0 t t a t t 2 2 sb v0t at2 2 2 mgr mg 1 sa mg 1 sb mgh1 mv02 2 v0 3m s sa v0 t t a t t 2 2 sb v0t at2 2 2 mgr mg 1 sa mg 1 sb 得t1 2 6s t2 0 2s 不合 2 mgr mg sa 1 mg 1 sb ta v0 a 1 5s 0 2s 解合理 12 如图所示 一水平放置的气缸 由截面积不同的两圆筒联接而成 活塞a b用一长为3l的刚性细杆连接 它们可以在筒内无摩擦地沿水平方向左右滑动 a b的截面积分别为sa 30cm2 sb 15cm2 a b之间封闭着一定质量的理想气体 两活塞外侧 a的左方和b的右方 都是大气 大气压强始终保持为p0 1 0 105pa 活塞b的中心连一不能伸长的细线 细线的另一端固定在墙上 当气缸内气体温度为t1 540k 活塞a b的平衡位置如图所示 此时细线中的张力为f1 30n 1 现使气缸内气体温度由初始的540k缓慢下降 温度降为多少时活塞开始向右移动 p0sa p1sa p1sb p0sb f1 0 p1 p0 f1 sa sb 1 2 105pa 等容降温 使压强降到p0时 细线拉力变为零 再降温时活塞右移 设温度为t2 压强p2 p0 有p1 t1 p0 t2 得t2 450k 12 如图所示 一水平放置的气缸 由截面积不同的两圆筒联接而成 活塞a b用一长为3l的刚性细杆连接 它们可以在筒内无摩