高二暑假物理作业(电磁学部分常考点复习)-班级-姓名

高二暑假物理作业 电磁学部分常考点复习 高二暑假物理作业 电磁学部分常考点复习 班级 姓名 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 3 95 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 3 在如图 3 97 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 4 如图 3 105 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 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 3 108 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 第一题图 第二题图 第三题图 第四题图 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 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 7 在真空室内 速度为 6 4 10 的电子束连续地沿两平行导体极板的中心线射入 如图 3 113 所示 极板长 8 0 10 2 两极板间的距离 5 0 10 3 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 2 1 则所 加的交变电压的最大值 为多大 已知电子的质量为 9 1 10 31 电量为 1 6 10 19 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 n 100 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 r 5 0 外电路电阻 R 95 已知感应电动势的最大值 m n m 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 9 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 gh3 1 小球从 A 到 B 过程中电场力做的功 2 A C 两点电势差 10 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 3 它们在盒内运动时间之比为t1 t2 第五题图 第六题图 第七题图 Q A B C 第九题图 Ba b c 第十题图 N M OP C D R B 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 U2 12 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 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 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MNPQ 0 LMP 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ab 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 ab 1 由向方向看到的装置如图 9 14 在此图中画出杆下baab 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abvab 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 ab 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 3 求线框中产生的焦耳热 第十四题图 第十三题图 第十二题图 第十一题图 第十五题图 详解答案详解答案 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 1 2 在磁场中偏转 有 又 2 由这三个式子解得 8 3 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 2 2 2 2 4 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 1 4 由能量守恒定律 得 3 2 1 2 1 2 3 2 15 32 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 1 4 2 2 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 2 2 2 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 1 3 3 当开关 断开时 有 44 当开关 闭合时 设副线圈总电阻为 有 2 22 副线圈中的总电流为 则 10 由 可知 2 3 7 解 由于电子通过平行极板的时间 1 25 10 9 远比交变电压的周期 2 10 2 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 1 2 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 2 1 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 1 50 91 代入 解得所加的交变电压的最大值 为 91 3 105 8 解 由图可知磁通量最大值 m为 m 1 0 10 2Wb 且 T 2 则感应电动势的最大值 m为 m n m 200V 则电流表读数 I 为 I A4 1 5952 200 2 总 R m 9 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 0 2 1 2 B mvmgh 2 1 q mgh 2 2 由于B C在以Q为圆心的圆周上 所以UB UC WAB WAC WAC qUAC UAC q mgh 2 1 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 r v mBqv 2 Bq mv r 由 得 又由运动轨迹知 t1 T 2 t2 T 4 则t1 t2 2 1 v r T 2 Bq m T 2 B a b c N M OP C D R B 11 解 对轨迹 分析 水平方向 10 tvL 竖直方向 2 11 2 1 2 ta d mqEa 11 dUE 11 对轨迹 分析 水平方向 20 2 tvL 竖直方向 2 22 2 1 tad mqEa 22 dUE 22 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 2 R 综上 F 3 N 2 P 5 W 13 mg I2Rt v 2m s R BLv R E I 14 1 如图 9 13 重力 竖直下mg 支撑力 垂直斜面向上N 安培力 沿斜面向上F 2 当杆速度为时 感应电动势 此时电路中电流abvBLvE 杆受到安培力 R BLv R E I ab R vLB BILF 22 根据牛顿运动定律 有 R vLB mgFmgma 22 sin mR vLB gaina 22