高三毕业班一轮复习50题之电磁学综合计算

1、17/172019年高三毕业班一轮复习50题之电磁学综合计算一、填空题如下图 ,金属圆盘可绕O轴转动 ,电阻R用电刷接于圆盘中心和边缘之间.当圆盘做顺时针方向的转动时(从上向下看) ,通过R的电流方向是_ 如下图 ,A、B是电场中的两点 ,由图可知 ,电场强度EA _ EB(填“或“或“；3. Fq；F4. 4V；2.4V5. 36. 1；4；27. 0.1A；0.01C8. 等于；整数9. 0.04 4.4 6010. 1：2；1：411. 512. a；b；自感13. 500；50014. Q；P；向左15. 1；0；216. 2：(1)：(1)17. 正；kQ9r18. 1：4；1：21

2、9. 0.16；1.01020. 9F21. 0.2；5322. 1223. 负；正24. a；24025. 会；不会26. 9727. 正；带负电28. 4；229. 314V；220V；200；157330. 8.641011；31. 2：1；4：132. 有；无；有；有33. 30；6034. B；150；50；41035. 向下；左手定那么36. 4；8037. 增大；扩张38. 1.44105；39. mv0qB40. 立即；逐渐41. 10；50；100042. 9.61043. 0.2；5；102；1044. 收缩；增大45. 增加；3105；346. 0.1；5；2.447.

3、负；正48. A；5049. 12Br50. 左【解析】1. 解：将圆盘看成由很多根从圆心到边缘的导线组成 ,这些导线就像自行车的辐条.圆盘转动时 ,这些辐条切割磁感线.由右手定那么知：辐条中感应电流从O流向圆盘边缘 ,然后通过电刷沿导线从b通过电阻R到a.所以 ,通过R的电流方向是ba故答案为：ba将金属圆盘看成由无数金属幅条组成 ,根据右手定那么判断感应电流的方向该题的关键是要对金属圆盘的转动切割磁感线有明确认识 ,圆盘可以当做是由无数金属幅条组成 ,这点很重要2. 解：由图可知 ,电场中A点处电场线较密 ,所以在A点的电场强度要比B点的电场强度大 ,即EAEB；由于EAEB ,并且是同一

4、个电荷 ,电荷的电荷量大小相同 ,由F=qE可知 ,电荷在A点时受到的电场力要大于在B点时受到的电场力 ,即FAFB；故答案为：； 电场线是从正电荷或者无穷远发出 ,到负电荷或无穷远处为止 ,电场线密的地方电场的强度大 ,电场线疏的地方电场的强度小.电场力与场强的关系为F=qE此题就是考查学生根底知识的掌握 ,加强3. 解：电荷量为q的正电荷在电场中受到的电场力为F ,那么该点的电场强度为E=Fq 电场强度由电场本身决定的 ,与试探电荷无关 ,所以在这点引入电荷量为2q的负电荷时 ,电场强度不变 ,仍为E=Fq故答案为：Fq ,Fq试探电荷所受的电场力F和电荷量q ,根据电场强度的定义式E=F

5、q求电场强度的大小.电场强度反映电场本身的性质 ,与放入电场中的试探电荷无关 ,4. 【分析】线圈平面垂直处于匀强磁场中 ,当磁感应强度随着时间均匀变化时 ,线圈中的磁通量发生变化 ,从而导致出现感应电动势 ,产生感应电流。由楞次定律可确定感应电流方向 ,由法拉第电磁感应定律可求出感应电动势大小。考查楞次定律来判定感应电流方向 ,由法拉第电磁感应定律来求出感应电动势大小 ,当然此题还可求出电路的电流大小 ,及电阻消耗的功率 ,同时磁通量变化的线圈相当于电源。【解答】磁感应强度随时间变化的规律为B=(2+0.2t)T ,所以Bt=0.2T/s=0.2T/s那么：E=nE=nBtS=1000.20

6、.2V=4VS=1000.20.2V=4V电路的总电流为I ,那么有：I=ER1+R2=46+45. 解：三个电量相同的正电荷Q ,放在等边三角形ABC的三个顶点上 ,O点为三角形中心 ,设三角形边长为L ,由几何关系知：r=|AO|=L2cos300=33L ,A球受力平衡 ,有：F2=kQqr2=F1=2Fcos30 其中F=kQ2r2 ,所以联立解得：q=3Q3 ,由F2的方向知q带负电答：在三角形的中心应放置的负电荷 ,才能使作用于每个电荷上的合力为零根据几何关系解出中心O点到三角形顶点的距离 ,每一个带电小球都处于静止状态 ,不妨研究A6. 解：(1)甲对乙的作用力和乙对甲的作用是一

7、对作用力和反作用力 ,一定等大的(2)由库仑定律F=kq1q2r2 ,假设把每个电荷的电量都增加为原来的2倍 ,那么它们之间的相互作用力变为F=k2q12q2r2=4kq1q2r2=4F ,是原来的4倍(3)保持其中一电荷的电量不变 ,另一个电荷的电量变为原来的4倍 ,为保持相互作用力不变 ,由库仑定律：F=kq14q2r7. 解：由b图得：Bt=0.20.2T/s=1T/s 由法拉第电磁感应定律可得：感应电动势：E=t=BtS=1100104V=0.01V；感应电流：I=ER=0.010.1A=0.1A ,通过圆环横截面的电荷量：q=It=0.1(0.20.1)C=0.01C；故答案为：0.

8、1A8. 解：人们把最小电荷叫做元电荷 ,所带电荷量大小为：e=1.601019C ,任何带电体所带电荷都是e的整数倍 ,或等于e故答案为：等于；整数各种带电微粒中 ,电子电荷量的大小是最小的 ,人们把最小电荷叫做元电荷 ,所带电荷量大小为：e=1.601019C ,任何带电体所带电荷都是e的整数倍此题考查了元电荷、电子、质子带电量等9. 【分析】先根据理想变压器变压比公式U1U2=n1n2列式求解L2两端的电压；再根据输入功率等于输出功率列式求解电流I1 ,【解答】根据电压与匝数成正比 ,有U1U2=n1n2代入数据110U2=60015解得：U2=114V根据输入功率等于输出功率 ,有U1

9、I1=U2I2+10. 解：设线圈宽为L ,长为L.线圈所受的安培力为：FA=BIL=BBLvRL=B2L2vRv ,由于匀速运动 ,拉力为：F=FA 那么F1：F2=v：2v=1：2；做功 故为W1：W2=1：2 拉力的功率为：P=Fv=v2 ,那么P1：P2=1：4；故答案为：1：2 ,1：4在恒力作用下 ,11. 解：由图示可知 ,根据顺着电场线方向电势降低 ,可知B的电势高于A的电势 ,那么UAB0AB方向与电场线方向间的夹角=60 ,BA两点沿电场方向的距离d=Lcos ,BA两点间的电势差UAB=Ed=ELcos=100V/m0.1mcos60=5V ,故答案为：5匀强电场的场强为

10、E ,A、B两点间的距离为L及AB连线与电场方向的夹角为 ,根据公式U=Ed ,求出两点沿电场方向的距离d ,再求解电势差U.根据顺着电场线方向电势降低 ,判断12. 解：在K断开前 ,自感线圈L中有向左的电流 ,断开K后瞬间 ,L的电流要减小 ,于是L中产生自感电动势 ,阻碍自身电流的减小 ,但电流还是逐渐减小为零.原来跟L并联的灯泡A ,由于电源的断开 ,向左的电流会立即消失.但此时它却与L形成了串联的回路 ,L中维持的正在减弱的电流恰好从灯泡A中流过 ,方向由a到b.因此 ,灯泡不会立即熄灭 ,而是渐渐熄灭 ,将这称为自感现象故答案为：a；b；自感线圈的特点是闭合时阻碍电流的增大 ,断开

11、时产生一自感电动势相当于电源 ,与A组成闭合回路 ,L的右端电势高做好本类题目的关键是弄清线圈与哪种电器相配 ,结合线圈特点分析新组成的闭合回路的电流流向13. 解：A点的电场强度为E=Fq=11032106N/C=500N/C 电场强度反映电场本身的特性 ,与试探电荷无关 ,所以将正试探电荷的电荷量减为1106C ,A点的电场强度仍为500N/C故答案为：500 ,500 电场强度的方向与正电荷在该点所受的电场力方向相同 ,14. 解：当把软铁迅速靠近A线圈的过程中 ,根据楞次定律 ,增反减同 ,那么感应电流方向由Q到P ,由楞次定律的相对运动表述：近那么斥、离那么吸 ,可知：线圈A将向左移

12、动故答案为：Q ,P；向左当磁铁迅速靠近A线圈的过程中 ,因磁通量的变化 ,根据楞次定律 ,即可求解通过电阻R的感应电流的方向；由楞次定律的另一种表述：近那么斥、离那么吸 ,即可解答考查理解楞次定律的应用 ,注意楞次定律的总结性规律：近那么斥、离那么吸；增那么缩 ,减那么扩；增那么反 ,减那么同15. 解：根据法拉第电磁感应定律 ,05s线圈中产生的感应电动势大小为：E=Nt=15050=1V 根据法拉第电磁感应定律 ,510s线圈中产生的感应电动势大小为：E=Nt=10=0 根据法拉第电磁感应定律 ,68s线圈中产生的感应电动势大小为：E=Nt=5(5)1510=2V 故答案为：1 ,0 ,

13、216. 解：假设A带电量为Q ,B带电量为Q ,第三个不带电的金属小球C与A接触后 ,A和C的电量都为Q2 ,C与B接触时先中和再平分 ,那么C、B分开后电量均为Q4 ,所以A、B、C三者电荷量之比为2：(1)：(1)故答案为：2：(1)：(1)知道带电体相互接触后移开 ,同种电荷电量平分 ,异种电荷电量先中和再平分解决该题关键要清楚带电体相互接触后移开 ,17. 解：金属球在点电荷附近 ,出现静电感应现象 ,导致电荷重新分布 ,金属球上的电子受到吸引 ,所以金属球在静电平衡后左侧带电性质为正电荷 ,右侧为负电荷；金属球内部合电场为零 ,电荷+Q与感应电荷在金属球内任意位置激发的电场场强都是

14、等大且反向 ,所以金属球上感应电荷在球心激发的电场强度不为0感应电荷在金属球球心处激发的电场场强与点电荷在球心处产生的电场强度大小 ,方向相反 ,即为kQ(3r)2=kQ9r2 ,方向两球心连线向右故答案为：正；kQ9r2；沿两球心连线向右金属球在点电荷附近 ,出现静电感应现象 ,导致电荷重新分布 ,整个导体是一个等势体.在金属球内部出现感应电荷的电场 ,正好与点电荷的电场叠加 ,只有叠加后电场为零时 ,电荷才不会移动.当点电荷移走后 ,电荷恢复原状18. 【分析】将闭合线框a和b匀速拉出磁场 ,根据功能关系可知 ,外力对环做的功等于线框产生的焦耳热。根据感应电动势公式、焦耳定律、电阻定律研究

15、功的关系.由法拉第电磁感应定律求出感应电动势 ,由欧姆定律求出电流 ,由电流定义式求出电荷量 ,然后求出电荷量之比.此题综合了感应电动势、焦耳定律、电阻定律 ,关键根据功能关系得到外力对环做的功的表达式 ,运用比例法进行分析。【解答】设线框导线截面积为S ,总长度为L ,根据电阻定律可得 ,所以R1:R2=1:2；设波长为L正方形线框拉出过程中产生的感应电动势E=BLv ,外力对环做的功：W=BILL=B2L3vR ,所以WaWb=L3(2L)3R19. 解：根据闭合电路欧姆定律得 ,I=ER=1.5150A=0.01A 通过的电量q=It=160.01C=0.16C 相当于电子的数目n=qe

16、=0.161.61019=11018 故答案为：0.16 ,1.01018根据闭合电路欧姆定律I=ER20. 解：距离改变之前：F=kQqr2 当电荷量都变为原来的3倍时：F1=k3Qqr2 联立可得：F1=9F ,故答案为：9F 21. 解：由图象可知周期T=0.2s；设电阻为R ,在前半周期内电阻产生的热量Q1=I2RT2=(102)2R0.1 ,在后半周期产生的热量Q2=(10)2R0.1；设电流的有效值为I ,那么在一个周期内产生的热量应满足I2RT=Q1+Q2 ,22. 解：经过分析知平衡点在6cm右侧 ,根据平衡条件有：kk4qqx2=kqq(x6)2 解得：x=0.12m=12c

17、m 故答案为：12取一个电荷量为q的试探电荷 ,在合场强为零处不受电场力；在0点左侧 ,排斥力一定大于吸引力 ,不可能平衡；在06cm间 ,两个电场力同向 ,也不可能平衡；故平衡点一定在6cm右侧 ,根据平衡条件列式求解即可23. 解：静电感应不是创造电荷 ,而是使导体上的正负电荷分开 ,当一个带正电荷的物体靠近原来不带电的导体时 ,由于静电感应 ,导体两端就会带等量异号电荷 ,其中导体靠近带电物体的一端带负电 ,远离带电物体的一端带正电故答案为：负 ,正静电感应现象是金属导体在外电场的作用下自由电子定向移动 ,电荷在导体内发生重新分布 ,当感应电荷的电场与外电场大小相等时方向相反时到达静电平

18、衡 ,导体为等势体考查了静电感应现象 ,导体靠近带电物体的一端带上与点电荷相反电性的电荷 ,远离带电物体的一端带上与点电荷电性相同的电荷24. 解：由图知 ,a处电场线比b处电场线密 ,那么a处的电场强度较大；a、b两点间的电势差为：Uab=Wabq=2.41061108V=240V故答案为：a；240 根据电场线的疏密表示场强的相对大小 ,比拟场强的大小 ,电场线越密 ,场强越大；根据电势差公式U=Wq25. 解：当开关闭合和断开的瞬间 ,线圈A中电流大小发生变化 ,那么线圈A产生的磁场强弱发生变化 ,通过闭合回路的磁通量发生变化 ,就会产生感应电流 ,电流表指针发生偏转；当开关总是闭合的

19、,滑动变阻器也不动 ,通过闭合回路的磁通量不发生变化 ,就不会产生感应电流 ,电流表的指针不会偏转；故答案为：会 ,不会当通过闭合回路的磁通量发生变化 ,就会产生感应电流 ,电流表指针发生偏转；根据感应电流产生的条件结合题意分析答题此题考查了感应电流产生的条件；解决此题的关键掌握感应电流的产生条件 ,知道当通过闭合回路的磁通量发生变化 ,就会产生感应电流26. 解：由库仑定律可得：F=kQ1Q2R2 ,两相同金属小球带异种电荷时 ,两者相互接触后再放回原来的位置上 ,它们的电荷量变为3：3 ,所以库仑力是原来的9：7故答案为：97 两电荷间存在库仑力 ,其大小可由库仑定律求出.当两电荷相互接触

20、后再放回原处 ,电荷量相互中和后平分 ,所以库仑力的变化是由电荷量变化导致的此题考查库仑定律的同时 ,利用了控制变量法.当控制距离不变时 ,去改变电荷量 ,27. 解：根据对电荷的定义可知 ,丝绸摩擦过的玻璃板带正电；用丝绸摩擦过的玻璃板靠近验电器 ,由于静电感应 ,验电器的小球一端带上负电荷 ,锡箔一端上会带正电荷；用手摸一下验电器金属球时 ,人体与验电器组成新的导体 ,近端(小球)带上与玻璃棒相反的负电荷 ,而金属箔此时不带电；再移走玻璃板 ,锡箔将带上负电荷故答案为：正 ,带负电丝绸摩擦过的玻璃板带正电 ,然后结合感应带电的特点分析即可该题考查正负电荷以及静电感应 ,要求知道自然界中存在

21、两种电荷 ,以及电荷之间相互作用的规律即可28. 解：由图象可知 ,L2正常发光的电流为1A ,L1的正常发光电流为0.5A ,所以 ,两灯串联在电路中 ,只有一灯正常发光 ,那么一定是L1 ,此时电路中的电流为0.5A ,由图可知：L2的电压为U2=2V ,此时电压表测L2两端的电压 ,即电压表的示数为2V；此时电源的输出电压为U=U1+U2=2V+6V=8V ,电源的输出功率P=UI=8V0.5A=4W电源的内阻r=EUI=980.5=2 故答案为：4 ,2由图可知A的电流大于29. 解：线圈在图示位置时电动势最大 ,最大值为Em=NBS=1000.50.10.2314=314V 有效值为

22、E=3112=220V；在转过90过程中的平均值为E平均=Nt=NBST4=1000.50.20.1142314=200V；交流电的瞬时表达式e=314cos314t；转化30度时感应电动势的瞬时值E=314cos30. 解：(1)根据库仑定律 ,静电力为：F=kQ1Q2r2=9109(41011)(61011)0.52N=8.641011N (2)把两球接触 ,电量是先中和后均分 ,为：Q=(41011)+(61011)2C=11031. 解：设每只灯的额定电流为I ,额定电压为U ,因并联在副线圈两端的两只小灯泡正常发光 ,所以副线圈中的总电流为2I ,原副线圈电流之比为1：2 ,所以原、

23、副线圈的匝数之比为2：1 ,所以原线圈两端电压为2U ,所以电源的电压为4U ,而副线圈电压为U ,所以交流电源两端的电压与灯泡两端的电压之比为4：1故答案为：2：1 ,4：1 设每只灯的额定电流为I ,因并联在副线圈两端的小灯泡正常发光 ,所以副线圈中的总电流为2I ,由电流关系求出匝数比；由匝数比求电压关系此题解题的突破口在原副线圈的电流关系 ,难度不大 ,属于根底题32. 解：由图所示电路可知：闭合电健K的瞬时 ,穿过线圈的磁通量变化 ,有感应电流产生 ,根据楞次定律 ,那么有：R中感应电流方向向右；保持电键K闭合的时 ,穿过线圈的磁通量不变 ,没有感应电流产生；断开电键K的瞬时 ,穿过

24、线圈的磁通量发生变化 ,有感应电流产生 ,根据楞次定律 ,那么有：R中感应电流方向向左；电键K闭合将变阻器RO的滑动端向左滑动时 ,穿过线圈的磁通量发生变化 ,有感应电流产生 ,根据楞次定律 ,那么有：R中感应电流方向向右故答案为：有无有有根据感应电流产生的条件分析答题 ,感应电流产生条件：穿过闭合回路的磁通量发生变化 ,并由右手螺旋定那么与楞次定律 ,即可确定感应电流的方向知道感应电流产生的条件 ,根据题意判断磁通量是否发生变化 ,是正确解题的关键；同时掌握右手螺旋定那么与楞次定律的应用 ,注意因通电产生磁场方向 ,再明确磁通量增大还是减小.此题难度不大 ,是一道根底题33. 解：由题意可知

25、 ,正电荷从零电势点移到M点电场力做功W=9109J ,根据公式W=qU可知 ,零电势点与M点间的电势差为：U0M=WOMq=910931010V=30V ,又UOM=0M=30V ,故M=30V；将该点电荷从M点再移至N点电场力做功1.8108J ,根据公式W=qU可知 ,UMN=WMNq=1.810831010V=60V；故答案为：34. 解：A、B间电势差：UAB=WABq=11072109=50V ,可知A的电势比B的低B、C间电势差：UBC=WBCq=41072109=200V ,B的电势比C的高A、C间电势差：UAC=WACq=WAB+WBCq=150V ,A的电势比C的高 ,那么

26、B点的电势最高.规定B点电势为零 ,由UAB=AB ,B=0 ,那么得A=UAB+B=50V 由UAC35. 解：电子从阴极射向阳极 ,电子在磁场中受力情况可以根据左手定那么 ,磁感线穿入手心 ,四指指向电子运动的反方向 ,洛伦兹力的方向向下 ,那么电子束向下偏转故答案为：向下；左手定那么阴极射线管电子从阴极射向阳极 ,运用左手定那么判断电子束受到的洛伦兹力的方向 ,来判断电子束偏转的方向此题考查左手定那么的应用 ,要注意在运用左手定那么判断洛伦兹力的方向时 ,四指要指向负电荷运动的相反方向36. 解：在远距离输电中 ,输送电压为220伏 ,使用原副线圈匝数比为1：10的升压变压器升压 ,故升

27、压变压器的输出电压为2200V ,根据P=UI ,输出电流为：I=441000W2200V=20A 故电压损失为：U=Ir=20A0.2=4V 电功率损失为：P=I2r=2020.2=80W 故答案为：4 ,80根据变压比公式求解升压变压器的输出电压U ,根据P=UI求解传输电流 ,根据U=Ir求解电压损失 ,根据P=I37. 解：当线圈A中通有不断增大的顺时针方向的电流时 ,知穿过线圈B的磁通量垂直向里 ,且增大 ,根据楞次定律 ,线圈B产生逆时针方向的电流；根据磁感线的特点可知 ,A环以内的范围内的磁感线的方向向里 ,而A环以外的磁感线的方向向外 ,由于穿过线圈B的向里的磁通量增大 ,根据

28、楞次定律的另一种表述 ,线圈B有扩张的趋势 ,阻碍磁通量的增加故答案为：增大 ,扩张当线圈A中通有不断增大的顺时针方向的电流时 ,周围的磁场发生变化 ,即通过线圈B的磁通量发生变化 ,根据楞次定律结合右手螺旋定那么判断出B线圈中感应电流的方向.根据楞次定律的另一种表述 ,引起的机械效果阻碍磁通量的变化 ,确定线圈B有扩张还是收缩趋势解决此题的关键掌握楞次定律判断感应电流的方向 ,以及掌握楞次定律的另一种表述 ,感应电流引起的机械效果阻碍磁通量的变化该题中A环环内的磁场的方向与环外的磁场的方向不同 ,A环以内的范围内的磁感线的方向向里 ,而A环以外的磁感线的方向向外 ,穿过B环的磁通量是二者的矢

29、量和 ,这是学生容易出现错误的地方38. 解：两个等量异种点电荷在中点产生的电场强度大小相等 ,方向相同.大小为E1=E2=kQr2=910981080.12=7.2104N/C 那么合场强E=2E1=1.44105N/C等量异种点电荷在与这两个点电荷距离都为20cm处产生的电场强度大小相等 ,39. 解：电荷在磁场中做圆周运动 ,洛伦兹力提供向心力 ,由牛顿第二定律得：qv0B=mv02r ,解得：r=mv0qB ,由几何知识可知 ,电荷出射点距离入射点距离：d=2rsin30=r=mv0qB ,电荷在磁场中做圆周运动的周期：T=2mqB ,电荷在磁场中的运动时间：t=36040. 【解答】

30、由于线圈对电流的变化有阻碍作用 ,所以在S接通瞬间 ,线圈中电流缓慢增加 ,故Q逐渐亮起来 ,而另一个P会立即发光故答案为：立即 ,逐渐【分析】电感总是阻碍电流的变化.线圈中的电流增大时 ,产生自感电流的方向与原电流的方向相反 ,抑制增大线圈中电流变化时 ,线圈中产生感应电动势；线圈电流增加 ,相当于一个瞬间电源接入电路 ,线圈左端是电源正极.当电流减小时 ,相当于一个瞬间电源 ,线圈右端是电源正极41. 解：由图可知 ,该交流电的最大值为Im=102A ,周期为T=0.02s ,所以有：有效值I=1022=10A；频率f=1T=10.02Hz=50Hz；根据焦耳定律得一周期内产生的热量Q=I

31、2Rt=102101J=1000J；故答案为：10 ,50 ,100042. 解：根据F=qvB得 ,F=3.2101931061N=9.61013N. 故答案为：9.61013N.根据洛伦兹力的大小公式F=qvB求出洛伦兹力的大小 ,根据左手定43. 解：由图象可知 ,周期为T=0.2s ,频率f=1T=10.2=5Hz ,电流的最大值为102A ,电流的有效值为I=Im2=1022=10A 故答案为：0.2；544. 解：根据楞次定律可知：当条形磁铁沿轴线竖直向下迅速移动时 ,闭合导体环内的磁通量增大 ,因此线圈做出的反响是面积有收缩的趋势 ,同时将远离磁铁 ,故增大了和桌面的挤压程度 ,从而使导体环对桌面压力增大 ,故答案为：收缩 ,增大解此题时应该掌握：楞次定律的理解、应用.在楞次定律中线圈所做出的所有反响都是阻碍其磁通量的变化.如：感应电流