2019高考 电磁

发布 2021-12-16 11:11:28 阅读 7687

亲临高考——电磁。

15.(16分)某种加速器的理想模型如题15-1图所示:两块相距很近的平行小极板中间各开有一小孔a、b,两极板间电压uab的变化图象如图15-2图所示,电压的最大值为u0、周期为t0,在两极板外有垂直纸面向里的匀强磁场。若将一质量为m0、电荷量为q的带正电的粒子从板内a孔处静止释放,经电场加速后进入磁场,在磁场中运动时间t0后恰能再次从a 孔进入电场加速。

现该粒子的质量增加了。(粒子在两极板间的运动时间不计,两极板外无电场,不考虑粒子所受的重力)

1)若在t=0时刻将该粒子从板内a孔处静止释放,求其第二次加速后从b孔射出时的动能;

2)现在利用一根长为l的磁屏蔽管(磁屏蔽管置于磁场中时管内无磁场,忽略其对管外磁场的影响),使题15-1图中实线轨迹(圆心为o)上运动的粒子从a孔正下方相距l处的c孔水平射出,请在答题卡图上的相应位置处画出磁屏蔽管;

3)若将电压uab的频率提高为原来的2倍,该粒子应何时由板内a孔处静止开始加速,才能经多次加速后获得最大动能?最大动能是多少?

18.如图,质量为、长为的直导线用两绝缘细线悬挂于,并处于匀强磁场中。当导线中通以沿正方向的电流,且导线保持静止时,悬线与竖直方向夹角为。则磁感应强度方向和大小可能为。

a) 正向, (b) 正向,

c) 负向, (d)沿悬线向上,

20.如图,磁场垂直于纸面,磁感应强度在竖直方向均匀分布,水平方向非均匀分布。一铜制圆环用丝线悬挂于点,将圆环拉至位置后无初速释放,在圆环从摆向的过程中。

a)感应电流方向先逆时针后顺时针再逆时针。

b)感应电流方向一直是逆时针。

c)安培力方向始终与速度方向相反。

d)安培力方向始终沿水平方向。

32.(14 分)电阻可忽略的光滑平行金属导轨长s=1.15m,两导轨间距l=0.75 m,导轨倾角为30°,导轨上端ab接一阻值r=1.

5ω的电阻,磁感应强度b=0.8t的匀强磁场垂直轨道平面向上。阻值r=0.

5ω,质量m=0.2kg的金属棒与轨道垂直且接触良好,从轨道上端ab处由静止开始下滑至底端,在此过程中金属棒产生的焦耳热。(取)求:

1)金属棒在此过程中克服安培力的功;

2)金属棒下滑速度时的加速度.

3)为求金属棒下滑的最大速度,有同学解答如下:由动能定理,……由此所得结果是否正确?若正确,说明理由并完成本小题;若不正确,给出正确的解答。

19.如图所示的区域内有垂直于纸面的匀强磁场,磁感应强度为b。电阻为r、半径为l、圆心角为45°的扇形闭合导线框绕垂直于纸面的o轴以角速度匀速转动(o轴位于磁场边界)。则线框内产生的感应电流的有效值为。

a. b.c. d.

23.(16分)如图所示,在以坐标原点o为圆心,半径为r的半圆行区域内,有相互垂直的匀强电场和匀强磁场,磁感应强度为b,磁场方向垂直于xoy平面向里。一带正电的粒子(不计重力)从o点沿y轴正方向以某一速度射人,带电粒子恰好做匀速直线运动,经t0时间从p点射出。

1)电场强度的大小和方向。

2)若仅撤去磁场,带电粒子仍从o点以相同的速度射人,经时间恰从半圆形区域的边界射出,求粒子运动加速大小。

3)若仅撤去电场,带电粒子仍从o点射入但速度为原来的4倍,求粒子在磁场中运动的时间。

19.某同学为了验证断电自感现象,自己找来带铁心的线圈l,小灯泡a、开关s和电池组e,用导线将它们连接成如图。

所示的电路。检查电路后,闭合开关s,小灯泡发光;再。

断开开关s,小灯泡仅有不显著的延时熄灭现象。虽经多。

次重复,仍未见老师演示时出现的小灯泡闪亮现象,他冥。

思苦想找不出原因。你认为最有可能造成小灯泡未闪亮的。

原因是 a.电源的内阻较大 b.小灯泡电阻偏大。

c.线圈电阻偏大 d.线圈的自然系数较大。

23.(18分)利用电场和磁场,可以将比荷不同的离子分开,这种方法在化学分析和原子核技术等领域有重要的应用。如图所示的矩形区域acdg(ac边足够长)中存在垂直于纸面的匀强磁场,a处有一狭缝。离子源产生的离子,经静电场加速后穿过狭缝沿垂直于ga边且垂于磁场的方向射入磁场,运动到ga边,被相应的收集器收集,整个装置内部为真空。

已知被加速度的两种正离子的质量分别是和,电荷量均为。加速电场的电势差为u,离子进入电场时的初速度可以忽略,不计重力,也不考虑离子间的相互作用。

(1)求质量为的离子进入磁场时的速率;

(2)当磁感应强度的大小为b时,求两种离子在ga边落点的间距s;

(3)在前面的讨论中忽略了狭缝宽度的影响,实际装置中狭缝具有一定宽度。若狭缝过宽,可能使两束离子在ga边上的落点区域交叠,导致两种离子无法完全分离。

设磁感应强度大小可调,ga边长为定值l,狭缝宽度为d,狭缝右边缘在a处;离子可以从狭缝各处射入磁场,入射方向仍垂直于ga边且垂直于磁场。为保证上述两种离子能落在ga边上并被完全分离,求狭缝的最大宽度。

17. 如图,足够长的u型光滑金属导轨平面与水平面成角(0<<90°),其中mn平行且间距为l,导轨平面与磁感应强度为b的匀强磁场垂直,导轨电阻不计。金属棒由静止开始沿导轨下滑,并与两导轨始终保持垂直且良好接触,棒接入电路的电阻为r,当流过棒某一横截面的电量为q时,帮的速度大小为,则金属棒在这一过程中。

运动的平均速度大小为

b.平滑位移大小为。

c.产生的焦二热为。

d.受到的最大安培力大小为。

15.将闭合多匝线圈置于仅随时间变化的磁场中,线圈平面与磁场方向垂直,关于线圈中产生的感应电动势和感应电流,下列表述正确的是。

a.感应电动势的大小与线圈的匝数无关 b.穿过线圈的磁通量越大,感应电动势越大。

c.穿过线圈的磁通量变化越快,感应电动势越大。

d.感应电流产生的磁场方向与原磁场方向始终相同。

35、(18分)如图19(a)所示,在以o为圆心,内外半径分别为和的圆环区域内,存在辐射状电场和垂直纸面的匀强磁场,内外圆间的电势差u为常量,,一电荷量为+q,质量为m的粒子从内圆上的a点进入该区域,不计重力。

1) 已知粒子从外圆上以速度射出,求粒子在a点的初速度的大小。

2) 若撤去电场,如图19(b),已知粒子从oa延长线与外圆的交点c以速度射出,方向与oa延长线成45°角,求磁感应强度的大小及粒子在磁场中运动的时间。

3) 在图19(b)中,若粒子从a点进入磁场,速度大小为,方向不确定,要使粒子一定能够从外圆射出,磁感应强度应小于多少?

24.(15分) 如图,两根足够长的金属导轨ab、cd竖直放置,导轨间距离为l,电阻不计。在导轨上端并接两个额定功率均为p、电阻均为r的小灯泡。整个系统置于匀强磁场中,磁感应强度方向与导轨所在平面垂直。

现将一质量为m、电阻可以忽略的金属棒mn从图示位置由静止开始释放。金属棒下落过程中保持水平,且与导轨接触良好。已知某时刻后两灯泡保持正常发光。

重力加速度为g。求:

(1)磁感应强度的大小:(2)灯泡正常发光时导体棒的运动速率。

25.(19分)如图,与水平面成45°角的平面mn将空间分成i和ii两个区域。一质量为m、电荷量为q(q>0)的粒子以速度从平面mn上的点水平向右射入i区。粒子在i区运动时,只受到大小不变、方向竖直向下的电场作用,电场强度大小为e;在ii区运动时,只受到匀强磁场的作用,磁感应强度大小为b,方向垂直于纸面向里。

求粒子首次从ii区离开时到出发点的距离。粒子的重力可以忽略。

22.如图甲所示,两固定的竖直光滑金属导轨足够长且电阻不计。两质量、长度均相同的导体棒、,置于边界水平的匀强磁场上方同一高度处。磁场宽为3,方向与导轨平面垂直。

先由静止释放,刚进入磁场即匀速运动,此时再由静止释放,两导体棒与导轨始终保持良好接触。用表示的加速度,表示的动能,、分别表示、相对释放点的位移。图乙中正确的是。

25.(18分)扭摆器是同步辐射装置中的插入件,能使粒子的运动轨迹发生扭摆。其简化模型如图ⅰ、ⅱ两处的条形均强磁场区边界竖直,相距为l,磁场方向相反且垂直纸面。一质量为m、电量为-q、重力不计的粒子,从靠近平行板电容器mn板处由静止释放,极板间电压为u,粒子经电场加速后平行于纸面射入ⅰ区,射入时速度与水平方向夹角。

1)当ⅰ区宽度l1=l、磁感应强度大小b1=b0时,粒子从ⅰ区右边界射出时速度与水平方向夹角也为,求b0及粒子在ⅰ区运动的时间t0

2)若ⅱ区宽度l2=l1=l磁感应强度大小b2=b1=b0,求粒子在ⅰ区的最高点与ⅱ区的最低点之间的高度差h

3)若l2=l1=l、b1=b0,为使粒子能返回ⅰ区,求b2应满足的条件。

4)若,且已保证了粒子能从ⅱ区右边界射出。为使粒子从ⅱ区右边界射出的方向与从ⅰ区左边界射出的方向总相同,求b1、b2、l1、、l2、之间应满足的关系式。

20.如图所示,在匀强磁场中匀速转动的矩形线圈的周期为t,转轴o1o2垂直于磁场方向,线圈电阻为2。从线圈平面与磁场方向平行时开始计时,线圈转过60°时的感应电流为1a。

那么。a.线圈消耗的电功率为4w b.线圈中感应电流的有效值为2a

c.任意时刻线圈中的感应电动势为e = 4cos

d. 任意时刻穿过线圈的磁通量为=sin

24.(19分)如图所示,间距l=0.3m的平行金属导轨a1b1c1和a2b2c2分别固定在两个竖直面内,在水平面a1b1b2a2区域内和倾角=的斜面c1b1b2c2区域内分别有磁感应强度b1=0.

4t、方向竖直向上和b2=1t、方向垂直于斜面向上的匀强磁场。电阻r=0.3、质量m1=0.

1kg、长为的相同导体杆k、s、q分别放置在导轨上,s杆的两端固定在b1、b2点,k、q杆可沿导轨无摩擦滑动且始终接触良好。一端系于k杆中点的轻绳平行于导轨绕过轻质滑轮自然下垂,绳上穿有质量m2=0.05kg的小环。

已知小环以a=6 m/s2的加速度沿绳下滑,k杆保持静止,q杆在垂直于杆且沿斜面向下的拉力f作用下匀速运动。不计导轨电阻和滑轮摩擦,绳不可伸长。取g=10 m/s2,sin=0.

6,cos=0.8。求。

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