高三物理计算题专项训练

1、高三物理计算题专项训练高三物理计算题专项训练(电与磁)班级姓名座号1.如图所示，一质量为 m = 1.0 10 2 ,带电量为q = 1.0 >W6C的小球，用绝缘细线悬挂在水平向右的匀强电场中，假设电场足够大，静止时悬线向左与竖直方向成60o角.小球在运动过程电量保持不变，重力加速度g = 10 m2.结果保留2位有效数字.(1)画出小球受力图并判断小球带何种电荷(2)求电场强度E(3)若在某时刻将细线突然剪断，求经过1s时小球的速度v2、如图所示，水平放置长为L的平行金属板 A和B的距离为d,它们的右端安放着垂直于金属板的靶，现在 A、B板上加上如图所示的方波电压，电压的正向值为Uo

2、,反向电压值为Uo/2,且每隔2换向一次，现有质量为 m、带正电且电量为 q的粒子束从 A、B的中点O 沿平行于金属板 OO方向源源不断的射入，设粒子能全部打在靶上而且所有粒子在A、B间的飞行时间均为To不计重力的影响，则：(1)在靶上距其中心 0点有粒子击中的范围是多少 ？(2)要使粒子能全部打在靶上，电压Uo的数值应满足的条件是什么 ？Uo ；14 / 8O-Uo/2T2T3.如图（a）所示，在以直角坐标系的坐标原点O为圆心、半径为r的圆形区域内，存在磁感应强度大小为 B、方向垂直所在平面的匀强磁场。一带电粒子由磁场边界与x轴的交点A处，以速度vo沿x轴负方向射入磁场，粒子恰好能从磁场边界

3、与y轴的交点C处，沿y轴正方向飞出磁场，不计带电粒子所受重力。（1）求粒子的荷质比 9。m（2）若磁场的方向和所在空间的范围不变，而磁感应强度的大小变为B',该粒子仍从 A处以相同的速度射入磁场， 粒子飞出磁场时速度的方向相对于入射方向改变了。角，如图（b）所示，求磁感应强度 B的大小。y，1V0C/XXX x，x XXX XvNa*W f .：X X O X X X： B/x x x xZ图（a）m yv0 次 X X X、 X；X X，爻 X XvoXA-iOxX X XXX XJX X x/图（b）4.如图所示，半径为r的绝缘细圆环的环面固定在竖直平面上,为水平直径的两个端点。水

4、平向右、场强大小为 E的匀强电场与环面平行。一电量为、质量为m的小球穿在环上（不计摩擦）。若小球经A点时，速度（大小未知）的方向恰与电场垂直，且圆环与小球间无力的作用。已知此小球可沿圆环作完整的圆周运动，试计算:（1）速度的大小。（2）小球运动到与 A点对称的B点时，对环的作用力。（3）小球运动经过圆周最低点时，对环的作用力。5.如图所示，一个质量为m =2.0X 10-11kg,电荷量q = +1.0 x 105C的带电微粒(重力忽略不计)，从静止开始经Ui=l00V电压加速后，水平进入两平行金属板间的偏转电场中。金属 板长20,两板间距d 10/3 .求：(1)微粒进入偏转电场时的速度vo

5、是多大？(2)若微粒射出偏转电场时的偏转角为0 =30。，并接着进入一个方向垂直于纸面向里的匀强磁场区，则两金属板间的电压6是多大？(3)若该匀强磁场的宽度为D =10 73 cm,为使微粒不会由磁场右边射出，该匀强磁场的磁感应强度B至少多大？6.如图所示，质量为m、电阻为r,边长为L的正方形导线框，其下边距匀强磁场上边界 的距离为ho磁感应强度大小为 B,方向垂直于纸面向里，现使线框从静止开始自由下落，下 落过程中边始终水平，不计空气阻力，重力加速度为go(1)如果线框进入磁场时先做加速运动，那么线框刚进入磁场里加速度大小是多少；(2)如果边进入磁场前线框速度已达到稳定，那么线框在进入磁场的

6、过程中产生的热量 是多少。7 .如图，固定在同一水平面内的两根长直金属导轨的间距为L,其右端接有阻值为 R的电阻，整个装置处在竖直向上、磁感应强度大小为 B的匀强磁场中，一质量为 m (质量分布均 匀)的导体杆垂直于导轨放置，且与两导轨保持良好接触，杆与导轨之间的动摩擦因数为所现杆在水平向左、垂直于杆的恒力 F作用下从静止开始沿导轨运动，当杆运动的距离为 d时,。设杆接入电路的电阻为 r,导轨电速度恰好达到最大(运动过程中杆始终与导轨保持垂直)阻不计，重力加速度为 go求此过程中：(1)杆的速度的最大值；(2)通过电阻R上的电量；(3)电阻R上的发热量,8 .如图所示，两足够长平行光1t的金属

7、导轨、相距为 L,导轨平面与水平面夹角 a= 30。， 导轨上端跨接一定值电阻 R,导轨电阻不计.整个装置处于方向竖直向上的匀强磁场中，长为L的金属棒垂直于、放置在导轨上，且与导轨保持电接触良好，金属棒的质量为m、电阻为r,重力加速度为 g,现将金属棒由静止释放，当金属棒沿导轨下滑距离为s时，速度达到最大值.求：(1)金属棒开始运动时的加速度大小；(2)匀强磁场的磁感应强度大小；(3)金属棒沿导轨下滑距离为 s的过程中，电阻 R上产 生的电热.高三物理计算题专项训练(电与磁)1.如图所示，一质量为 m = 1.0 10 2 ,带电量为q = 1.0 >1C6C的小球，用绝缘细线悬挂在水平

8、向右的匀强电场中，假设电场足够大，静止时悬线向左与竖直方向成6。角.小球在运动过程电量保持不变，重力加速度g = 10 m2.结果保留2位有效数字.(1)画出小球受力图并判断小球带何种电荷(2)求电场强度E(3)若在某时刻将细线突然剪断，求经过1s时小球的速度v解：(1)受力如图，小球带负电(2)(3)小球的电场力 F F 0剪断细线后小球做初速度为小球所受合外力 F合。小球的速度V 20mE=1.7 1。5q。的匀加速直线运动，经过1s时小球的速度为 V .由牛顿第二定律有 F合速度方向为与竖直方向夹角为600斜向下2、如图所示，水平放置长为L的平行金属板 A和B的距离为d,它们的右端安放着

9、垂直于金属板的靶，现在 A、B板上加上如图所示的方波电压，电压的正向值为u。,为Uc/2,且每隔2换向一次，现有质量为 m、带正电且电量为 q的粒子束从 A、 沿平行于金属板 OO方向源源不断的射入，设粒子能全部打在靶上而且所有粒子在 的飞行时间均为To不计重力的影响，则：(1)在靶上距其中心 0点有粒子击中的范围是多少 ？(2)要使粒子能全部打在靶上，电压U。的数值应满足的条件是什么 ？反向电压值B的中点OA、B间UcUo/2(1)当粒子在。，T,2时刻进入电场中时，在前2时间内，粒子在竖直向下:在后2时间内，粒子在竖直向下:1一 a22_ 21 T 2 qU°TS1-a1(一)2

10、2 8mdT付 a1, a22 2mdqU。代入上式得:2mdS2- 23qU°T16md故粒子打在距点正下方的最大位移为：sSiS25qU°T216md当粒子在2, 32,(21) 2时刻进入电场时,2时间内,粒子在 竖直向上:/Si1 /21 qU。T 22a1(T/2)2 荷(2)qU°T2 16md在后粒子在竖直向上：/S2/ T 1 / T 2v a2()其中,2 22/T91 2qU°T 14md 'qU。代入上式得：S20,md故粒子打在距点正上方的最大位移为:/sSiS2qUoT2o16md(2)要使粒子能全部打在靶上，须有:_

11、225qU 0Td8md一,即 U 0216md25qT3.如图(a)所示，在以直角坐标系的坐标原点O为圆心、半径为r的圆形区域内，存在磁感应强度大小为 B、方向垂直所在平面的匀强磁场。一带电粒子由磁场边界与x轴的交点A处，以速度vo沿x轴负方向射入磁场，粒子恰好能从磁场边界与y轴的交点C处，沿y轴正方向飞出磁场，不计带电粒子所受重力。(1)求粒子的荷质比 9。m(2)若磁场的方向和所在空间的范围不变，而磁感应强度的大小变为B',该粒子仍从A处以相同的速度射入磁场，粒子飞出磁场时速度的方向相对于入射方向改变了(角,如图(b)所示，求磁感应强度 B的大小。解析：(1)粒子的运动轨迹如图，

12、其半径,2wqvoqVoBm得RmBr(2)粒子的运动轨迹如图，设其半径为2洛伦兹力提供向心力，即 qv0B' 必R'r又 tan 斛仔 B' B tan 2 R'2R；:X X O X XX： B1/X X X/4.如图所示，半径为r的绝缘细圆环的环面固定在竖直平面上，为水平直径的两个端点。水平向右、场强大小为 E的匀强电场与环面平行。一电量为、质量为m的小球穿在环上(不计摩擦)。若小球经A点时，速度(大小未知)的方向恰与电场垂直，且圆环与小球间无力的作用。已知此小球可沿圆环作完整的圆周运动，试计算:(1)速度的大小。(2)小球运动到与 A点对称的B点时，对环

13、的作用力。(3)小球运动经过圆周最低点时，对环的作用力。(1)在A点qE2vA 一，mA所以小球在a点的速度vArqEr :m(2)在小球从A到B的过程中，电场力做的正功等于小球动能的增加量，即1212 ，一 ，2qEr mvB mvA,小球在b点时, 22在水平方向有 Nb qE2VB m一r解以上两式，小球在 B点对环的水平作用力为：N b 6qE(3) 335.如图所示，一个质量为m =2.0x 10-11kg,电荷量q = +1.0 x 10-5C的带电微粒(重力忽略不计)，从静止开始经U1=100V电压加速后，水平进入两平行金属板间的偏转电场中。金属 板长20,两板间距d 10d3

14、.求：(1)微粒进入偏转电场时的速度V0是多大？(2)若微粒射出偏转电场时的偏转角为e =30。，并接着进入一个方向垂直于纸面向里的匀强磁场区，则两金属板间的电压U2是多大？(3)若该匀强磁场的宽度为 D =10、/3cm,为使微粒不会由磁场右边射出，该匀强磁场的磁感应强度B至少多大？15. (1)微粒在加速电场：qU1 -mv2vo=l.0xi04m2(2)做类平抛运动a 处 vy at a飞出电场时，速度偏转角的正切为:tanvy U2L 1V 2U7. 3解得 U 2=100V(3)进入磁场时微粒的速度是：vcos轨迹如图， D r rsin 洛伦兹力提供向心力:Bqv2mvrmv

15、76;(1 sin )由联立得：B 代入数据解得：B = 0.20TqD cos所以，为使微粒不会由磁场右边射出，该匀强磁场的磁感应强度 B至少为0.20T6.如图所示，质量为m、电阻为r,边长为L的正方形导线框，其下边距匀强磁场上边界 的距离为ho磁感应强度大小为 B,方向垂直于纸面向里，现使线框从静止开始自由下落，下 落过程中边始终水平，不计空气阻力，重力加速度为go(1)如果线框进入磁场时先做加速运动，那么线框刚进入磁场里加速度大小是多少;(2)如果边进入磁场前线框速度已达到稳定，那么线框在进入磁场的过程中产生的热量是多少。12(1)线框边进入磁场时速度 vi.机械能守恒 mgh mv；

16、 一 2感应电动势Emg F maBLv1感应电流I由上述各式解得E安培力F BIL rB2L2，2gh a gmr(2)匀速时速度V2, mg BLv2L得v2 粤2rB L根据能量转化与守恒有:12 .Q mg(h L)mv?解得 Q232 2m g r mg(h L) 4 12B L7.如图，固定在同一水平面内的两根长直金属导轨的间距为L,其右端接有阻值为R的电阻，整个装置处在竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场中，一质量为 m (质量分布均mdv0心。匀)的导体杆垂直于导轨放置，且与两导轨保持良好接触，杆与导轨之间的动摩擦因数为当杆运动的距离为d时,现杆在水平向左、垂直于杆的恒力 F

17、作用下从静止开始沿导轨运动, 速度恰好达到最大(运动过程中杆始终与导轨保持垂直) 。设杆接 入电路的电阻为r,导轨电阻不计，重力加速度为g。求此过程中：(1)杆的速度的最大值；(2)通过电阻R上的电量；(3)电阻R上的发热量口解析：(1)设杆的速度的最大值为 V,BLVV (F mg)(R r)对应的电流为.I 杆处于平衡状态.F mg BILB2l2 BLdR r R r12 ,Fd mgd mV 电阻R的发热重.RQ总rR r(2)通过电阻R上的电量.Q(3)电路中总发热量为.Q总区 士RRm(F mg)2(R r)2 / 八、由.有.q q (Fd mgd 二字二(2分)R r R r2B L8.如图所示，两足够长平行光1t的金属导轨、相距为 L,导轨平面与水平面夹角8= 30。，导轨上端跨接一定值电阻 R,导轨电阻不计.整个装置处于方向竖直向上的匀强磁场中，长为L的金属棒垂直于、放置在导轨上，且与导轨保持电接触良好，金属棒的质量为m、电阻为r,重力加速度为 g,现将金属棒由静止释放，当金属棒沿导轨下滑距离为s时，速度达到最大值.求：(1)金属棒开始运动时的加速度大小；(2)匀强磁场的磁感应强度大小；(3)