2019高考物理真題-電磁學(xué)解答題及答案(8道題)

1、2019高考物理真題-電磁學(xué)解答題及答案（8道題）-CAL-FENGHAb(2020YEAR-YICAI)JINGBIAN2019高考物理真題電磁學(xué)綜合題及答案（8道題）1.如圖所示，勻強磁場的磁感應(yīng)強度大小為員 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以必“，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 向相反.質(zhì)量為卬、電荷量為-Q的粒子速度一定，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%且水乙 粒子重力不 計，電荷量保持不變.（1）求粒子運動速度的大小K（2）欲使粒子從磁場右邊界射出，求入射點到時的最大距離

2、公（3）從尸點射入的粒子最終從0點射出磁場，P拒d, Q年*,求粒子從尸 到0的運動時間t.10【來源】江蘇省2019年高考物理試題【答案】y =嚕：心=苧兒”="（1一爭,/,L 3。一4、兀？-、1'時,t = （- + , B. ”|L =，W +（l+t） 4 時, cl 6 2qB2分析：（1）粒子在磁場中做勻速圓周運動由洛倫茲力提供向心力有：qvB = m ,解得：R = RqB由題可得：R = d解得】，=則： m（2）如圖所示，粒子碰撞后的運動軌跡恰好與磁場左邊界相切 由幾何關(guān)系得比=d（l+sin600 ）所得（=檸3（3）粒子的運動周期丁 =妥 qB設(shè)粒子

3、最后一次碰撞到射出磁場的時間為F,則Tt = F tn = 1,3,5,）4A.當2 =加+ ”鄉(xiāng)時，粒子斜向上射出磁場2/ = _1 T解得r = & + 經(jīng)二匕E112d 6 2qBB. L = nd +（1+） d時,粒了斜向下射出磁場2/=上7解得"史班二與口.12d 6 2qB 2.空間存在一方向豎直向下的勻強電場，0、尸是電場中的兩點.從。點沿 水平方向以不同速度先后發(fā)射兩個質(zhì)量均為勿的小球爾B.月不帶電，6的 電荷量為q（q>0）.月從0點發(fā)射時的速度大小為,到達尸點所用時間為機5從。點到達尸點所用時間為重力加速度為g,求（1）電場強度的大?。唬?） &#

4、163;運動到尸點時的動能.【來源】2019年全國統(tǒng)一高考物理試卷（新課標山）【答案】（1）七=辿；（2）線=2公屋產(chǎn)） q分析：（1）設(shè)電場強度的大小為色小球方運動的加速度為a.根據(jù)牛頓定律、 運動學(xué)公式和題給條件，有m貧）甘少乙 J L解得E =運q（2）設(shè)6從。點發(fā)射時的速度為匕，到達產(chǎn)點時的動能為瓦，0、尸兩點的 高度差為方，根據(jù)動能定理有Ek - 5，*； = mgh + qEh 且有h = 8r®聯(lián)立式得 耳=2，八;；+履產(chǎn)）3.如圖所示，勻強磁場中有一個用軟導(dǎo)線制成的單匝閉合線圈，線圈平面 與磁場垂直.已知線圈的面積品0.3m電阻后0.6Q,磁場的磁感應(yīng)強度 斤0.2

5、T.現(xiàn)同時向兩側(cè)拉動線圈，線圈的兩邊在 t=0. 5s時間內(nèi)合到一 起.求線圈在上述過程中（1）感應(yīng)電動勢的平均值A(chǔ)（2）感應(yīng)電流的平均值1,并在圖中標出電流方向；（3）通過導(dǎo)線橫截面的電荷量【來源】江蘇省2019年高考物理試題【答案】（1）F0.12V； （2）上0.2A （電流方向見圖）(3) <2=0. 1C分析：（1）由法拉第電磁感應(yīng)定律有： 感應(yīng)電動勢的平均值£ = 丁磁通量的變化= 8AS解得：e = WAz代入數(shù)據(jù)得：斤0. 12V；（2）由閉合電路歐姆定律可得：F平均電流/=方K代入數(shù)據(jù)得F0.2A由楞次定律可得，感應(yīng)電流方向如圖:（3）由電流的定義式/=幺可得

6、：電荷量y加代入數(shù)據(jù)得yO.lC。4.如圖所示，垂直于紙面的勻強磁場磁感應(yīng)強度為區(qū)紙面內(nèi)有一正方形 均勻金屬線框,“，其邊長為£，總電阻為尼ad邊與磁場邊界平行.從 ad邊剛進入磁場直至A邊剛要進入的過程中，線框在向左的拉力作用下以 速度。勻速運動，求：(1)感應(yīng)電動勢的大小A(2)拉力做功的功率只(3)數(shù)邊產(chǎn)生的焦耳熱Q.【來源】2019年北京市高考物理試卷【答案】(1) E=BLv； (2)尸="勺二；(3)。=竺0R4R分析：山導(dǎo)體棒切割磁感線產(chǎn)生電動勢綜合閉合電路歐姆定律和。=八放解題.從ad邊剛進入磁場到6c邊剛要進入的過程中，只有ad邊切割磁感 紋，所以產(chǎn)生的感

7、應(yīng)電動勢為：E = BLv；F線框進入過程中線框中的電流為：/ = -Rad邊安培力為：Fa = BIL由于線框勻速運動，所以有拉力與安培力大小相等，方向相反，即尸=吊所以拉力的功率為：P = Fv = Favr2 t2 2聯(lián)立以上各式解得：P =RF(3)線框進入過程中線框中的電流為：/ = -R進入所用的時間為：，=上VRad邊的電阻為：心=已焦耳熱為：Q = I況/聯(lián)立解得：。="旦.4R5.如圖所示，固定在水平面上間距為/的兩條平行光滑金屬導(dǎo)軌，垂直于 導(dǎo)軌放置的兩根金屬棒MN和尸。長度也為/、電阻均為R,兩棒與導(dǎo)軌始 終接觸良好.MN兩端通過開關(guān)S與電阻為R的單匝金屬線圈相

8、連，線圈內(nèi) 存在豎直向下均勻增加的磁場，磁通量變化率為常量k.圖中虛線右側(cè)有垂 直于導(dǎo)軌平面向下的勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小為8. P。的質(zhì)量為加，金 屬導(dǎo)軌足夠長，電阻忽略不計.（1）閉合S,若使P。保持靜止，需在其上加多大的水平恒力尸，并指出 其方向；（2）斷開S,在上述恒力作用下，山靜止開始到速度大小為u的加速過程中流過的電荷量為4,求該過程安培力做的功W.【來源】2019年天津市高考物理試卷【答案】（1）F=R,方向水平向右；（2）卬=?山2-3句 3a23分析：（1）設(shè)線圈中的感應(yīng)電動勢為七，山法拉第電磁感應(yīng)定律后=金竺，則ArE = k設(shè)尸。與MN并聯(lián)的電阻為R并，有R 并=T &#

9、39;閉合s時，設(shè)線圈中的電流為/,根據(jù)閉合電路歐姆定律得r EFT? 設(shè)尸。中的電流為4°,有設(shè)p。受到的安培力為”,有F安=BIpqI保持PQ靜止，由受力平衡,W I II III IVF = F安聯(lián)立式得F必3R方向水平向右.（2）設(shè)尸。山靜止開始到速度大小為的加速過程中，P。運動的位移為 x,所用時間為&,回路中的磁通量變化為，平均感應(yīng)電動勢為后，Ae = K其中0 = Blx設(shè)P。中的平均電流為7,有/= 2R根據(jù)電流的定義得r 由動能定理，有rx + W=mu2-0聯(lián)立©§）式得1 、 2_W = mu1 - kq6.如圖，兩金屬板只0水平放置

10、，間距為d兩金屬板正中間有一水平放 置的金屬網(wǎng)G, PQG的尺寸相同.G接地，PQ的電勢均為9 （90）.質(zhì)量 為m,電荷量為q（qO）的粒子自G的左端上方距離G為h的位置，以速 度外平行于紙面水平射入電場，重力忽略不計.E2T.Q（l）求粒子第一次穿過G時的動能，以及她從射入電場至此時在水平方向 上的位移大??；（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(yīng)為多少？【來源】2019年全國統(tǒng)一高考物理試卷（新課標II）【答案】紇弓*彳川；。再修=2%傍分析：解：（1） %、QG間場強大小相等，均為E,粒子在房間所受電場力尸的 方向豎直向下，設(shè)粒子的加速度大小為a,有

11、E哼代步23設(shè)粒子第一次到達G時動能為瓦，山動能定理有4班=紇一 J叫）設(shè)粒子第一次到達G時所用時間為t,粒子在水平方向的位移為7,則有h = -ar（$）2聯(lián)立式解得嗚說吟必V，卬（2）設(shè)粒子穿過G一次就從電場的右側(cè)飛出，則金屬板的長度最短，由對 稱性知，此時金屬板的長度L為&2/ = 2%廖V q（p7 . 2018年，人類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、4之間的勻強電場（初速度忽略不 計），A、4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

12、推力.單位時間內(nèi)飄入的正離子數(shù)目為定值，離子質(zhì)量為加， 電荷量為左，其中Z是正整數(shù)，C是元電荷.（1）若引擎獲得的推力為"，求單位時間內(nèi)飄入A、3間的正離子數(shù)目N 為多少；（2）加速正離子束所消耗的功率夕不同時，引擎獲得的推力/也不同，試 推導(dǎo)/的表達式；FF（3）為提高能量的轉(zhuǎn)換效率，要使/盡量大，請?zhí)岢鲈龃罅说娜龡l建議.【來源】2019年天津市高考物理試卷【答案】（1）N= :（2） 士 =、匡（3）用質(zhì)量大的離子；yJIZemU p ZeU用帶電量少的離子；減小加速電壓.分析：（1）設(shè)正離子經(jīng)過電極3時的速度為以根據(jù)動能定理，有ZeU = -mu2-02設(shè)正離子束所受的電場力為

13、耳，根據(jù)牛頓第三定律，有斤=白 設(shè)引擎在時間內(nèi)飄入電極間的正離子個數(shù)為&V,山牛頓第二定律，有/? 0F；=ghn（3）Ar聯(lián)立式，且=起得N= 1 ".yJIZemU（2）設(shè)正離子束所受的電場力為尸，由正離子束在電場中做勻加速直線運 動，有慮到牛.：定律得到F' = F，聯(lián)立式得合愚 （3）為使/盡量大，分析式得到三條建議：用質(zhì)量大的離子；用帶電量少的離子；減小加速電壓.8 .如圖，在直角三角形0/對區(qū)域內(nèi)存在勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小為5、 方向垂直于紙面向外.一帶正電的粒子從靜止開始經(jīng)電壓少加速后，沿平 行于x軸的方向射入磁場；一段時間后，該粒子在0尸邊上某點以垂直于x 軸的方向射出.已知。點為坐標原點，N點在y軸上，8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.【來源】2019年全國統(tǒng)一高考物理試卷（新課標I）4U【答案】禧(2)7 0 d2BBd2( 7r F 或18 2 U 4U 23 J分析:（1）粒子從靜止被加速的過程，根據(jù)動能定理得