2022屆高考物理一輪復(fù)習(xí)計算：電磁學(xué)

2022屆高考物理一輪復(fù)習(xí)計算專題:電磁學(xué)計算

班級：姓名：學(xué)號：

1.如圖甲所示，絕緣的水平桌面上鋪有兩根不計電阻的足夠長光滑金屬軌道AB、CD,軌

道間距為d,其左端接一阻值為R的電阻.一長為L且與導(dǎo)軌垂直的金屬棒置于兩導(dǎo)軌上，

單位長度的電阻為r.在電阻、導(dǎo)軌和金屬棒中間有一邊長為a的正方形區(qū)域，區(qū)域中存在

垂直于水平桌面向下的均勻磁場，磁感應(yīng)強度的大小隨時間的變化規(guī)律如圖乙所示，其中坐

標(biāo)值已知.在金屬棒右側(cè)還有一勻強磁場區(qū)域，區(qū)域左邊界M(虛線)與導(dǎo)軌垂直，磁場的磁

感應(yīng)強度大小為Bi,方向垂直于水平桌面向上.某時刻，金屬棒在電動機的水平恒定牽引

力作用下從靜止開始向右運動，在tt時刻恰好以速度vi越過MN,此后向右做勻速運動.金

屬棒與導(dǎo)軌始終相互垂直并接觸良好.求：

(1)在t=0到t=ti時間間隔內(nèi)，電阻R產(chǎn)生的焦耳熱；

(2)在時刻流過電阻R的電流方向、大小和電動機的輸出功率.

2.洛倫茲力演示儀是由勵磁線圈、洛倫茲力管和電源控制部分組成.勵磁線圈是一對彼此

平行的共軸串聯(lián)的圓形線圈，它能夠在兩線圈之間產(chǎn)生勻強磁場；洛倫茲力管的圓球形玻璃

泡內(nèi)有電子槍，能夠連續(xù)發(fā)射出電子，電子在玻璃泡內(nèi)運動時，可以顯示出電子運動的徑

跡.其結(jié)構(gòu)如圖所示。

(1)給勵磁線圈通電，電子槍垂直磁場方向向左發(fā)射電子，恰好形成如“結(jié)構(gòu)示意圖”所示

的圓形徑跡，則勵磁線圈中的電流方向是順時針方向還是逆時針方向；

(2)某次實驗中兩個勵磁線圈在玻璃泡的區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生的勻強磁場,其磁感應(yīng)強度B=9X1(?4T,

燈絲發(fā)出的電子由靜止開始經(jīng)過電壓為1/-125V的電場加速后，垂直磁場方向進入此勻強磁

場區(qū)域，通過標(biāo)尺測得圓形徑跡的直徑為。=80.0mm,請估算電子的比荷；(結(jié)果保留兩位

有效數(shù)字)

(3)已知兩勵磁線圈產(chǎn)生的勻強磁場磁感應(yīng)強度大小與勵磁線圈中的電流大小成正比即

B=KI(K為比例系數(shù)).為了使電子流的圓形徑跡的半徑增大，寫出可行的措施。

3.如圖甲所示，足夠長的光滑平行金屬導(dǎo)軌MN、P。的間距L=0.3m。導(dǎo)軌電阻忽略不計，

與水平面的夾角為37。，其間連接有阻值R=0.8C的固定電阻。開始時，導(dǎo)軌上固定著一質(zhì)

量〃?=0.01kg、電阻尸0.4C的金屬桿必，整個裝置處在磁感應(yīng)強度大小B=0.5T的勻強磁場

中，磁場的方向垂直于導(dǎo)軌平面向上。解除固定，同時用一平行于導(dǎo)軌的外力尸拉金屬桿而，

使之由靜止開始運動。通過電壓表采集器即時采集電壓。并輸入電腦，獲得的電壓。隨時

間，變化的關(guān)系如圖乙所示。求:

(1)金屬桿必在3.0s內(nèi)通過的位移;

(2)3.0s末拉力尸的瞬時功率。

4.如圖所示電路，電源電動勢E=12.0V,內(nèi)電阻r=2.0Q,R/=40C,/?2=20Q,Rj=12C,8=10C。

電壓表和電流表都是理想電表。求:

(1)圖中兩電表示數(shù)各是多大？

(2)電阻R/、叢消耗的電功率各是多大？

5.如圖所示，兩塊豎直相對的平行金屬板A3,中心處留有小孔，兩金屬板之間的距離為

LU,高度為4.AB右側(cè)有一水平相對的平行金屬板EF,其長度為L,豎直距離為4.EF右

側(cè)距離為L處，正對有一擋板，其中心P與A8、￡尸的中心在同一水平直線上.金屬板的厚

度均不計，兩對金屬板之間都有勻強電場，其中AB之間電勢差為一電子質(zhì)量為〃?，帶

電量為小從A板小孔處，以初速度w水平射入，最后落在尸板上的。點，PQ之間的距離

為力2.題中g(shù)、L、d、機、q、vo、",為已知量，不計電子重力，求：

(1)電子從8板飛出時，速度盯為多少？

(2)電子飛出EF區(qū)域時豎直方向的位移y有多大？

(3)—質(zhì)量為0.2kg,帶電量為2xl(y4c的帶電粒子從A板中心處水平向右射入，初速度為

2m/s.若"=40cm,L=lm,g取10N/kg,要使帶電粒子從AB區(qū)域下方直接射出，貝IJAB兩

板的電壓”的取值范圍是多少？

6.如圖所示，兩根足夠長的直金屬導(dǎo)軌MM平行放置在傾角為。的絕緣斜面上，兩導(dǎo)

軌間距為LM、尸兩點間接有阻值為R的電阻。一根質(zhì)量為根的均勻直金屬桿"放在兩

導(dǎo)軌上，并與導(dǎo)軌垂直。整套裝置處于磁感應(yīng)強度為8的勻強磁場中，磁場方向垂直導(dǎo)軌

向下。導(dǎo)軌和金屬桿的電阻可忽略。讓桿外沿導(dǎo)軌由靜止開始下滑，導(dǎo)軌和金屬桿接觸良

好，不計它們之間的摩擦，導(dǎo)軌足夠長。求：

⑴請說出通過電阻R的感應(yīng)電流的方向；

(2)在下滑過程中，必桿可以達到的速度最大值.；

(3)已知經(jīng)時間f,必桿下滑的長度為x,獲得的速度為V(X%,)，若在同一時間內(nèi)，回路中

產(chǎn)生的熱量與一恒定電流/。在該時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量相同，求此恒定電流的表達式。

7.如圖所示，某水電站發(fā)電機的輸出功率為lOOkW,發(fā)電機的電壓為25OV,通過升壓變

壓器升高電壓后向遠處輸電，輸電線總電阻為8C,在用戶端用降壓變壓器把電壓降為220V。

若輸電線上損失的功率為5kW,不計變壓器的損耗。求：

(1)升壓變壓器的匝數(shù)比；

(2)降壓變壓器的匝數(shù)比；

(3)若要將輸電線上損失的功率降低到原來的荒，在其他條件不變的情況下，應(yīng)將升壓

變壓器的匝數(shù)比改為多少？此時降壓變壓器的匝數(shù)比應(yīng)為多少？

8.如圖，在xoy坐標(biāo)中存在一方向垂直于紙面、磁感應(yīng)強度為B的有界磁場磁場寬度x=1.有

一質(zhì)量為m的帶電粒子q無初速地從A點處進入加速電場，經(jīng)加速度后垂直y軸且從y=2

處進入磁場，再經(jīng)磁場偏轉(zhuǎn)后從邊界C點射出，最后打在x軸的P點上，CP與x軸的夾角

為60。.不計粒子的重力，求：

(1)加速電場的電壓U

(2)帶電粒子在磁場中的運動時間t

(3)P點在x軸上的坐標(biāo)xp.

9.如圖所示，三邊長均為L=0.6m的光滑U形導(dǎo)軌I固定放置，與水平面成60。角；另一

足夠長的光滑u形導(dǎo)軌n固定放置在比導(dǎo)軌I高的水平面內(nèi)，導(dǎo)軌n內(nèi)始終存在著水平向

右作勻加速運動的勻強磁場，磁感應(yīng)強度B'=1.0T,方向豎直向上，質(zhì)量為m=0.1kg,阻

值為R=2.0Q的導(dǎo)體棒ab垂直導(dǎo)軌放置在導(dǎo)軌I的開口處(有兩柱擋著ab),現(xiàn)突然在導(dǎo)軌

I內(nèi)加一垂直于導(dǎo)軌I平面向上的、以8=8。-10t變化的磁場，經(jīng)(Ms后，ab棒離開導(dǎo)軌

1斜向上飛出(在該0.1s內(nèi)，導(dǎo)體棒ab所受的安培力大于其重力沿導(dǎo)軌I所在平面的分力),

恰好能到達最高點時落在導(dǎo)軌H的開口a，b，處，此后，ab棒及勻強磁場B'運動的v-t

圖象分別為圖乙中的平行線①②.若ab棒始終與導(dǎo)軌接觸良好，導(dǎo)軌的電阻和空氣阻力均不

計.gIX10m/s2,求：

(1)ab棒飛起的高度h；

(2)磁場B的初始值Bo；

(3)磁場B，向右運動的加速度a.

10.如圖所示,兩根足夠長的光滑平行金屬導(dǎo)軌固定在傾角為必30。的斜面上，間距為仁0.5m,

上端接有定值電阻R=0.4C,勻強磁場垂直導(dǎo)軌平面向上，磁感應(yīng)強度大小為8=0.4。將質(zhì)

量為m=0.1kg的導(dǎo)體棒而跨在導(dǎo)軌上，由靜止釋放、當(dāng)下滑距離為L=4.8m時開始勻速運

動，運動中導(dǎo)體棒始終與導(dǎo)軌垂直且兩端與導(dǎo)軌保持良好接觸，導(dǎo)體棒和導(dǎo)軌的電阻均不計，

2

重力加速度g取10m/so求:

(D導(dǎo)體棒在勻速運動中，每秒通過其橫截面的電荷量；

(2)導(dǎo)體棒從釋放至開始勻速運動過程，回路中產(chǎn)生的焦耳熱。

11.豎直放置的兩塊足夠長的平行金屬板間有勻強電場。其電場強度為E,在該勻強電場中，

用絲線懸掛質(zhì)量為根的帶電小球，絲線跟豎直方向成。角時，小球恰好平衡且距負極板距

離為b,如圖所示。請問：

(1)小球帶何種電荷？電荷量是多少？

(2)若剪斷絲線，小球碰到金屬板需多長時間？

12.如圖是示波器工作原理的示意圖，電子經(jīng)電壓⑦從靜止加速后垂直進入偏轉(zhuǎn)電場，偏

轉(zhuǎn)電場的電壓為S,兩極板間距為"，極板長度為L,電子的質(zhì)量為〃?，電荷量為e,求：

I一

(1)電子經(jīng)電壓S加速后的速度；

(2)電子離開偏轉(zhuǎn)電場S時沿垂直極板方向偏移的距離y；

13.如圖所示，兩根不計電阻的光滑傾斜平行導(dǎo)軌與水平面的夾角Q37。,底端接電阻7?=1.2Q,

在兩根導(dǎo)軌所在的平面內(nèi)建立x。)，的坐標(biāo)系，在x方向0-12m的范圍內(nèi)的曲線方程為

y=si哈xm,12m到36m的范圍內(nèi)的曲線方程為％—sin笞曲線與x軸所圍

空間區(qū)域存在著勻強磁場，磁感應(yīng)強度8=0.5T,方向垂直與導(dǎo)軌平面向上.金屬棒"的質(zhì)

量為祖=0.2kg,電阻尸0.8C,垂直擱在導(dǎo)軌上，在平行于x軸方向的外力尸作用下以u=4m/s

的速度沿斜面勻速下滑,(取g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)求：

(1)當(dāng)金屬棒他通過46m位置時的外力尸的瞬時功率；

(2)金屬棒外通過磁場的過程中電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱；

(3)金屬棒外通過磁場的過程中外力產(chǎn)所做的功。

14.如圖所示，KLMN