2019年高三物理一輪復(fù)習(xí) 二模、三模試題分項(xiàng)解析 專(zhuān)題30 力電綜合問(wèn)題(第01期)(含解析).doc
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力電綜合問(wèn)題 一.選擇題 1(2019高考大綱模擬14).如圖所示,有豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)穿過(guò)水平放置的光滑平行金屬導(dǎo)軌,導(dǎo)軌左端連有電阻R.質(zhì)量相等、長(zhǎng)度相同的鐵棒和鋁棒靜止在軌道上.現(xiàn)給兩棒一個(gè)瞬時(shí)沖量,使它們以相同速度v0向右運(yùn)動(dòng),兩棒滑行一段距離后靜止,已知兩棒始終與導(dǎo)軌垂直,在此過(guò)程中( ) A.在速度為v0時(shí),兩棒的端電壓Uab=Ucd B.鐵棒在中間時(shí)刻的加速度是速度為v0時(shí)加速度的一半 C.鋁棒運(yùn)動(dòng)的時(shí)間小于鐵棒運(yùn)動(dòng)的時(shí)間 D.兩回路中磁通量的改變量相等 【參考答案】C 【名師解析】?jī)砂舻某跛俣染鶠関0,根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律,棒中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E=BLv0,由閉合電路歐姆定律知回路中電流為I=,而電阻R兩端電壓為U=IR=,由于鐵棒和鋁棒接入電路的電阻r不同,故兩棒的端電壓Uab≠Ucd,故A錯(cuò)誤; 根據(jù)牛頓第二定律可知a=,鐵棒做加速度減小的減速運(yùn)動(dòng),鐵棒在中間時(shí)刻的速度小于,鐵棒在中間時(shí)刻的加速度小于速度為v0時(shí)加速度的一半,故B錯(cuò)誤; 由于鋁棒的電阻小于鐵棒的電阻,根據(jù)安=可知鋁棒受到的平均安培力大于鐵棒受到的平均安培力,根據(jù)動(dòng)量定理-安Δt=-mv0可知,鋁棒運(yùn)動(dòng)的時(shí)間小于鐵棒運(yùn)動(dòng)的時(shí)間,故C正確; 根據(jù)動(dòng)量定理可知-安Δt=-mv0, 而安Δt===, 解得ΔΦ=, 兩回路中磁通量的改變量不相等,故D錯(cuò)誤. 2.(2019安徽江南十校聯(lián)考)空間存在水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng),方向與x軸平行,一個(gè)質(zhì)量為m,帶負(fù)電的小球,電荷量為-q,從坐標(biāo)原點(diǎn)以v0=10m/s的初速度斜向上拋出,且初速度v0與x軸正方向夾角θ=37,如圖所示。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后到達(dá)最高點(diǎn),此時(shí)速度大小也是10m/s,該小球在最高點(diǎn)的位置坐標(biāo)是(sin37=0.6,cos37=0.8,g取10m/s2) A.0.6m,1.8m B. -0.6m,1.8m C.5.4m,1.8m D.0.6m,1.08m 【參考答案】B 【名師解析】 3.(2019安徽江南十校聯(lián)考)某實(shí)驗(yàn)小組制作一個(gè)金屬安檢儀原理可簡(jiǎn)化為圖示模型。正方形金屬線圈abcd平放在粗糙水平傳送帶上,被電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)一起以速度v勻速運(yùn)動(dòng),線圈邊長(zhǎng)為L(zhǎng),電阻為R,質(zhì)量為m,有一邊界寬度也為L(zhǎng)的矩形磁場(chǎng)垂直于傳送帶,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,且邊界與線圈bc邊平行。已知線圈穿過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域的過(guò)程中速度不變,下列說(shuō)法中正確的是 A.線圈進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)回路中感應(yīng)電流的方向與穿出時(shí)相反 B.線圈進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)所受靜摩擦力的方向與穿出時(shí)相反 C.線進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域的過(guò)程中通過(guò)導(dǎo)線某一橫截面的電荷量 D線圈經(jīng)過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域的過(guò)程中電動(dòng)機(jī)多消耗的電功率為 【參考答案】AC 【名師解析】 4. (2019安徽江南十校聯(lián)考)如圖所示,半徑為R的絕緣閉合球殼,O為球殼的球心,球殼上均勻分布著正電荷,已知均勻帶電的球殼在其內(nèi)部激發(fā)的場(chǎng)強(qiáng)處處為零?,F(xiàn)在球殼表面A處取下一面積足夠小、帶電量為q的曲面將其沿OA連線延長(zhǎng)線向上移動(dòng)至B點(diǎn),且AB=R,若球殼的其他部分的帶電量與電荷分布保持不變,下列說(shuō)法中正確的是 A.把另一帶正電的試探電荷從A點(diǎn)處移動(dòng)到O點(diǎn)過(guò)程中系統(tǒng)電勢(shì)能減少 B.球殼剩余部分的電荷在球殼內(nèi)部激發(fā)的電場(chǎng)的電場(chǎng)線由A點(diǎn)的對(duì)稱(chēng)點(diǎn)C點(diǎn)沿直線指向球殼內(nèi)表面各點(diǎn) C球殼內(nèi)部電場(chǎng)的電場(chǎng)線由球殼各點(diǎn)沿曲線指向A點(diǎn) D球心O點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)的大小為k 【參考答案】CD 【名師解析】 二.計(jì)算題 1.(2019高考大綱模擬卷14)如圖所示,在平面直角坐標(biāo)系中,第三象限里有一加速電場(chǎng),一個(gè)電荷量為q、質(zhì)量為m的帶正電粒子(不計(jì)重力),從靜止開(kāi)始經(jīng)加速電場(chǎng)加速后,垂直x軸從A(-4L,0)點(diǎn)進(jìn)入第二象限,在第二象限的區(qū)域內(nèi),存在著指向O點(diǎn)的均勻輻射狀電場(chǎng),距O點(diǎn)4L處的電場(chǎng)強(qiáng)度大小均為E=,粒子恰好能垂直y軸從C(0,4L)點(diǎn)進(jìn)入第一象限,如圖所示,在第一象限中有兩個(gè)全等的直角三角形區(qū)域Ⅰ和Ⅱ,均充滿(mǎn)了方向垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng),區(qū)域Ⅰ的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0,區(qū)域Ⅱ的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小可調(diào),D點(diǎn)坐標(biāo)為(3L,4L),M點(diǎn)為CP的中點(diǎn).粒子運(yùn)動(dòng)軌跡與磁場(chǎng)區(qū)域相切時(shí)認(rèn)為粒子能再次進(jìn)入磁場(chǎng).從磁場(chǎng)區(qū)域Ⅰ進(jìn)入第二象限的粒子可以被吸收掉.求: (1)加速電場(chǎng)的電壓U; (2)若粒子恰好不能從OC邊射出,求區(qū)域Ⅱ磁感應(yīng)強(qiáng)度大小; (3)若粒子能到達(dá)M點(diǎn),求區(qū)域Ⅱ磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小的所有可能值. 【參考答案】(1)v=,U=(4分) (2)B=(6分)(3)見(jiàn)解析(10分) 【名師解析】(1)粒子在加速電場(chǎng)中加速,根據(jù)動(dòng)能定理有: qU=mv2粒子在第二象限輻射狀電場(chǎng)中做半徑為R的勻速圓周運(yùn)動(dòng),則:qE=m 聯(lián)立解得:v=,U= (2)粒子在區(qū)域Ⅰ中運(yùn)動(dòng)的速度大小v=, 根據(jù)洛倫茲力提供粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力,有qB0v=m,得半徑r==, 若粒子在區(qū)域Ⅱ中的運(yùn)動(dòng)半徑R較小,則粒子會(huì)從OC邊射出磁場(chǎng).恰好不從OC邊射出時(shí),作出對(duì)應(yīng)的運(yùn)動(dòng)軌跡,如圖.滿(mǎn)足∠O2O1Q=2θ, sin 2θ=2sin θcos θ=, 又sin 2θ=解得:R=r=L 又R=,代入v= 可得:B= (3)①若粒子由區(qū)域Ⅰ達(dá)到M點(diǎn) 每次前進(jìn)=2(R-r)cos θ=(R-r) 由周期性得:=n(n=1,2,3……), 即L=n(R-r) R=r+L≥L,解得n≤3 n=1時(shí)R=L,B=B0 n=2時(shí)R=L,B=B0 n=3時(shí)R=L,B=B0 ②若粒子由區(qū)域Ⅱ達(dá)到M點(diǎn) 由周期性:=+n(n=0,1,2,3……) 即L=R+n(R-r) 解得:R=L≥L 解得:n≤ n=0時(shí)R=L,B=B0 n=1時(shí)R=L,B=B0. 2.(2019高考沖刺模擬).(12分)如圖所示,光滑平行軌道abcd的水平部分處于豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,bc段軌道寬度是cd段軌道寬度的2倍,bc段軌道和cd段軌道都足夠長(zhǎng),將質(zhì)量相等的金屬棒P和Q分別置于軌道上的ab段和cd段,且與軌道垂直。Q棒靜止,讓P棒從距水平軌道高為h的地方由靜止釋放,求: (1)P棒滑至水平軌道瞬間的速度大??; (2)P棒和Q棒最終的速度。 【名師解析】(1)設(shè)P棒滑到b點(diǎn)的速度為v0,由機(jī)械能守恒定律: 得:。 (2)最終兩棒的電動(dòng)勢(shì)相等,即:2BLvP=BLvQ 得2vP=vQ(此時(shí)兩棒與軌道組成的回路的磁通量不變) 這個(gè)過(guò)程中的任意一時(shí)刻兩棒的電流都相等,但由于軌道寬度兩倍的關(guān)系,使得P棒受的安培力總是Q棒的兩倍,所以同樣的時(shí)間內(nèi)P棒受的安培力的沖量是Q棒的兩倍,以水平向右為正方向,對(duì)P棒: -2I=mvP-mv0 對(duì)Q棒:I=mvQ 聯(lián)立兩式解得:,。 3.(2019安徽江南十校聯(lián)考)如圖所示,在y>0的空間中存在著垂直xoy平面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng),在y<0的空間中存在著平行于xoy平面的勻強(qiáng)電場(chǎng),場(chǎng)強(qiáng)方向與x軸負(fù)方向成45角斜向上。一質(zhì)量為m,帶電量為q的帶正電粒子從坐標(biāo)原點(diǎn)以初速度進(jìn)入磁場(chǎng),方向與x軸負(fù)方向成45角斜向上,然后經(jīng)過(guò)M點(diǎn)進(jìn)人電場(chǎng),并與y軸負(fù)半軸相交于N點(diǎn)。已知M點(diǎn)坐標(biāo)為(L,0),N點(diǎn)坐標(biāo)為(0,-)(不考慮粒子所受的重力)求: (1)勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度; (2)勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度。 【名師解析】- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來(lái)的問(wèn)題本站不予受理。
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