1、專題21電學計算題1 . (2019新課標全國I卷)如圖，在直角三角形 OPN區域內存在勻強磁場，磁感應強度大小為B、方向垂直于紙面向外。一帶正電的粒子從靜止開始經電壓U加速后，沿平彳T于x軸的方向射入磁場；一段時間后，該粒子在OP邊上某點以垂直于 x軸的方向射出。已知 。點為坐標原點，N點在y軸上，OP與x軸的夾角為 30。，粒子進入磁場的入射點與離開磁場的出射點之間的距離為d,不計重力。求(1)帶電粒子的比荷；(2)帶電粒子從射入磁場到運動至 x軸的時間。y2. (2019新課標全國n卷)如圖，兩金屬板P、Q水平放置，間距為do兩金屬板正中間有一水平放置的金 屬網G, P、Q、G的尺寸相同

2、。G接地，P、Q的電勢均為(>0)。質量為m,電荷量為q (q>0)的粒子自G的左端上方距離G為h的位置，以速度V0平行于紙面水平射入電場，重力忽略不計。(1)求粒子第一次穿過 G時的動能，以及它從射入電場至此時在水平方向上的位移大小；(2)若粒子恰好從 G的下方距離G也為h的位置離開電場，則金屬板的長度最短應為多少？PkJ芻Q3. (2019新課標全國出卷)空間存在一方向豎直向下的勻強電場，0、P是電場中的兩點。從 。點沿水平方向以不同速度先后發射兩個質量均為 m的小球A、B。A不帶電，B的電荷量為q (q>0)。A從。點發射時 的速度大小為V0,到達P點所用時間為t; B

3、從0點到達P點所用時間為| 。重力加速度為g,求(1)電場強度的大小；(2) B運動到P點時的動能。4. (2019北京卷)如圖所示，垂直于紙面的勻強磁場磁感應強度為B。紙面內有一正方形均勻金屬線框 abcd,其邊長為L,總電阻為R, ad邊與磁場邊界平行。從 ad邊剛進入磁場直至bc邊剛要進入的過程中，線框在向左的拉力作用下以速度 v勻速運動，求：XXK(1)感應電動勢的大小 E;(2)拉力做功的功率 P;(3) ab邊產生的焦耳熱 Q。5. (2019北京卷)電容器作為儲能器件，在生產生活中有廣泛的應用。對給定電容值為C的電容器充電，無論采用何種充電方式，其兩極間的電勢差u隨電荷量q的變化

4、圖像都相同。(1)請在圖1中畫出上述up圖像。類比直線運動中由vd圖像求位移的方法，求兩極間電壓為U時電容器所儲存的電能 Ep。oq圖l(2)在如圖2所示的充電電路中， R表示電阻，E表示電源(忽略內阻)。通過改變電路中元件的參數對同一電容器進行兩次充電，對應的q4曲線如圖3中所示。a.兩條曲線不同是 (選填E或R)的改變造成的；b.電容器有時需要快速充電，有時需要均勻充電。依據a中的結論，說明實現這兩種充電方式的途徑。請思考使用 恒流源”和(2)中電源對電容器的充電過程，填寫下表(選填增大"、減小“或 不變”)。恒流源”(2)中電源電源兩端電壓通過電源的電流6. (2019天津卷)

5、如圖所示，固定在水平面上間距為l的兩條平行光滑金屬導軌，垂直于導軌放置的兩根金屬棒MN和PQ長度也為1、電阻均為R,兩棒與導軌始終接觸良好。MN兩端通過開關S與電阻為R的單匝金屬線圈相連，線圈內存在豎直向下均勻增加的磁場，磁通量變化率為常量k o圖中虛線右側有垂直于導軌平面向下的勻強磁場，磁感應強度大小為B。PQ的質量為m ,金屬導軌足夠長，電阻忽略不計。(1)閉合S,若使PQ保持靜止，需在其上加多大的水平恒力F ,并指出其方向;(2)斷開S , PQ在上述恒力作用下，由靜止開始到速度大小為v的加速過程中流過 PQ的電荷量為q ,求該過程安培力做的功Wo7. (2019天津卷)2018年，人類

6、歷史上第一架由離子引擎推動的飛機誕生，這種引擎不需要燃料，也無污染物排放。引擎獲得推力的原理如圖所示，進入電離室的氣體被電離成正離子，而后飄入電極A、B之間的勻強電場(初速度忽略不計)，A、B間電壓為U ,使正離子加速形成離子束，在加速過程中引擎獲得恒定的推力。單位時間內飄入的正離子數目為定值，離子質量為m ,電荷量為Ze,其中Z是正整數，e是元電荷。(1)若引擎獲得的推力為 F1，求單位時間內飄入 A、B間的正離子數目N為多少；(2)加速正離子束所消耗的功率 P不同時，引擎獲得的推力 F也不同，試推導 二的表達式;P(3)為提高能量的轉換效率，要使 F盡量大，請提出增大 F的三條建議。PP8

7、. (2019江蘇卷)如圖所示，勻強磁場中有一個用軟導線制成的單匝閉合線圈，線圈平面與磁場垂直.已知線圈的面積S=0.3 m2、電阻R=0.6 ，磁場的磁感應強度 B=0.2 T.現同時向兩側拉動線圈，線圈的兩邊在At=0.5 s時間內合到一起.求線圈在上述過程中(1)感應電動勢的平均值E;(2)感應電流的平均值I,并在圖中標出電流方向;(3)通過導線橫截面的電荷量q.9. (2019江蘇卷)如圖所示，勻強磁場的磁感應強度大小為B.磁場中的水平絕緣薄板與磁場的左、右邊界分別垂直相交于 M、N, MN = L,粒子打到板上時會被反彈(碰撞時間極短)，反彈前后水平分速度不變，豎直分速度大小不變、方

8、向相反.質量為m、電荷量為-q的粒子速度定，可以從左邊界的不同位置水平射入磁場，在磁場中做圓周運動的半徑為d,且d<L,粒子重力不計,電荷量保持不變。(1)求粒子運動速度的大小V；(2)欲使粒子從磁場右邊界射出，求入射點到M的最大距離dm；(3)從P點射入的粒子最終從 Q點射出磁場,P到Q的運動時間t.PM=d, QN=d ,求粒子從10. (2019浙江選考)如圖所示，在間距L=0.2m的兩光滑平行水平金屬導軌間存在方向垂直于紙面(向內為正)的磁場，磁感應強度為分布沿y方向不變，沿x方向如下:1Tx 0.2mB 5 xT 0.2m x 0.2m1Tx 0.2m導軌間通過單刀雙擲開關 S

9、連接恒流源和電容 C=1F的未充電的電容器，恒流源可為電路提供恒定電流I=2A,電流方向如圖所示。有一質量m=0.1kg的金屬棒ab垂直導軌靜止放置于 x0=0.7m處。開關S擲向1,棒ab從靜止開始運動，到達 x3= 0.2m處時，開關S擲向2。已知棒ab在運動過程中始終與導軌垂直。求: 7 ,'.X X X -Ar UXXXXXX(提示：可以用F x圖象下的 面積”代表力F所做的功)(1)棒ab運動到xi=0.2m時的速度vi；(2)棒ab運動到X2= 0.1m時的速度V2；(3)電容器最終所帶的電荷量Q。11. (2019浙江選考)小明受回旋加速器的啟發，設計了如圖1所示的 回旋

10、變速裝置”。兩相距為d的平行金屬柵極板 M、N,板M位于x軸上，板N在它的正下方。兩板間加上如圖2所示的巾M值為 U0的交變電壓，周期To 。板M上方和板N下方有磁感應強度大小均為 B、方向相反的勻強磁場。粒 qB子探測器位于y軸處，僅能探測到垂直射入的帶電粒子。有一沿 x軸可移動、粒子出射初動能可調節的 粒子發射源，沿y軸正方向射出質量為 m、電荷量為q (q>0)的粒子。t=0時刻，發射源在(x, 0) 位置發射一帶電粒子。忽略粒子的重力和其它阻力，粒子在電場中運動的時間不計。12.(2019湖北省武昌實驗中學高三模擬軌，處在磁感應強度為B的勻強磁場中，磁場方向垂直導軌所在的平面(紙

11、面)向里。導軌的ab1 段(1)若粒子只經磁場偏轉并在y=y。處被探測到，求發射源的位置和粒子的初動能；(2)若粒子兩次進出電場區域后被探測到，求粒子發射源的位置x與被探測到的位置 y之間的關系)如圖所示中a1b1Gdi和a2b2c2d2為在同一豎直平面內的金屬導與a2b2段是豎直的，距離為 5 f (x) 2根用不可伸長的絕緣輕線相連的金屬細桿,5； c1d1段與c2d2段也是豎直的，距離為12。為乂和*2丫2為兩 質量分別為m1和m2,它們都垂直于導軌并與導軌保持光滑接觸。兩桿與導軌構成的回路的總電阻為Ro F為作用于金屬桿x1y1上的豎直向上的恒力。已知兩桿運動到圖示位置時，已勻速向上運

12、動，求此時作用于兩桿的重力的功率的大小和回路上的熱功率。%13. (2019廣東省汕尾市高三教學質量監測)如圖所示，直角坐標系第一象限存在勻強電場，電場方向指x坐標軸，磁場方向垂直于 xOy向y軸負方向。第四象限內某矩形區域存在勻強磁場，磁場上邊界為平面向外。一質量為 m、帶電量為q的正電粒子以初速度 vo從坐標為M (0, 1)點沿x軸正方向射入,途經x軸上N (21, 0)點進入磁場，穿越磁場后，經 y軸上P (0, -61)點、與y軸負方向夾角為45。射入第三象限，求:(1)勻強電場的場強大小；(2)粒子途徑N點時的速度大小和方向；(3)矩形區域磁場的磁感應強度B的大小和矩形區域的最小面

13、積。14. (2019江蘇省揚州中學高三模擬 )如圖所示，左側正方形區域 ABCD有豎直方向的勻強電場和垂直紙面方向的磁場，右側正方形區域 CEFG有電場，一質量為 m,帶電量為+q的小球，從距 A點正上方高 為L的。點靜止釋放進入左側正方形區域后做勻速圓周運動， 從C點水平進入右側正方形區域 CEFG 已知正方形區域的邊長均為 L ,重力加速度為g,求：OnG'(1)左側正方形區域的電場強度Ei和磁場的磁感應強度B;F點飛出，求該電場場強E2的kmg , 士 ，,-(k為正整數)，試求小 q(2)若在右側正方形區域內加豎直向下的勻強電場，能使小球恰好從大小;(3)若在右側正方形區域內

14、加水平向左的勻強電場，場強大小為球飛出該區域的位置到 G點的距離。15. (2019寧夏銀川市高三質量檢測)如圖所示，水平放置的 U形導軌足夠長，置于方向豎直向上的勻強磁場中，磁感應強度大小為B=5導軌寬度L=0.4 m,左側與R=0.5 的定值電阻連接。右側有導體棒ab跨放在導軌上，導體棒 ab質量m=2.0 kg,電阻r=0.5 Q,與導軌的動摩擦因數 后0.2 ,其 余電阻可忽略不計。導體棒 ab在大小為10 N的水平外力F作用下，由靜止開始運動了 x=40 cm后， 速度達到最大，取 g=10 m/s2。求：(1)導體棒ab運動的最大速度是多少 ？(2)當導體棒ab的速度v=1 m/s時，導體棒ab的加速度是多少？(3)導體棒ab由靜止達到最大速度的過程中，電阻R上產生的熱量是多少 ？16. (2019陜西省西安市高三三模 )如圖所示，熒光屏 MN與x軸垂直放置，熒光屏所在位置的橫坐標x0=60 cm,在第一象限y軸和MN之間存在沿y軸負方向的勻強電場，電場強度 E=1.6 M03 N/C ,在第