高考电和磁理念真题总汇含答案超全

1/165.如图所示，有两根和水平方向成。角的光滑平行的金属轨道，上端接有可变电阻R，下端足够长，空间有垂直于轨道平面的匀强磁场，磁感强度为及一根质量为m的金属杆从轨道上由静止滑下。经过足够长的时间后，金属杆的速度会趋近于一个最大速度几，则（bc）（A）如果B增大，vm将变大（B）如果α变大，vm将变大（C）如果R变大，vm将变大（D）如果m变小，vm将变大22．（3分）半径为a的圆形区域内有均匀磁场，磁感强度为B＝0.2T，磁场方向垂直纸面向里，半径为b的金属圆环与磁场同心地放置，磁场与环面垂直，其中a＝0.4m，b＝0.6m，金属环上分别接有灯L1、L2，两灯的电阻均为R0＝2Ω，一金属棒MN与金属环接触良好，棒与环的电阻均忽略不计（1）若棒以v0＝5m/s的速率在环上向右匀速滑动，求棒滑过圆环直径OO’的瞬时（如图所示）MN中的电动势和流过灯L1的电流。（2）撤去中间的金属棒MN将右面的半圆环OL2O’以OO’为轴向上翻转90º，若此时磁场随时间均匀变化，其变化率为ΔB/Δt＝（4/Ω）T/s，求L1的功率。解析：22解：（1）ε1＝B2av＝0.2×0.8×5＝0.8V①I1＝ε1/R＝0.8/2＝0.4A②（2）ε2＝ΔФ/Δt＝0.5×πa2×ΔB/Δt＝0.32V③P1＝(ε2/2)2/R＝1.28×102W④评分标准：全题13分．第（1小题6分，第（2）小题7分。其中（1）正确得出①式得3分，得出②式得3分；（2）得出③式4分，得出④式得3分。20.（12分）两根足够长的固定的平行金属导轨位于同一水平面内，两导轨间的距离为l。导轨上面横放着两根导体棒ab和cd，构成矩形回路，如图所示．两根导体棒的质量皆为m，电阻皆为R，回路中其余部分的电阻可不计．在整个导轨平面内都有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度为B．设两导体棒均可沿导轨无摩擦地滑行．开始时，棒cd静止，棒ab有指向棒cd的初速度v0（见图）．若两导体棒在运动中始终不接触，求：（1）在运动中产生的焦耳热最多是多少．2/16（2）当ab棒的速度变为初速度的43时，cd棒的加速度是多少？解析：20.参考解答：ab棒向cd棒运动时，两棒和导轨构成的回路面积变小，磁通量发生变化，于是产生感应电流．ab棒受到与运动方向相反的安培力作用作减速运动，cd棒则在安培力作用下作加速运动．在ab棒的速度大于cd棒的速度时，回路总有感应电流，ab棒继续减速，cd棒继续加速．两棒速度达到相同后，回路面积保持不变，磁通量不变化，不产生感应电流，两棒以相同的速度v作匀速运动．（1）从初始至两棒达到速度相同的过程中，两棒总动量守恒，有：mv0＝2mv①根据能量守恒，整个过程中产生的总热量：2022041)2(2121mvvmmvQ②（2）设ab棒的速度变为初速度的43时，cd棒的速度为'v，则由动量守恒可知：'4300mvvmmv③此时回路中的感应电动势和感应电流分别为Blvv)'43(0④RI2⑤此时cd棒所受的安培力：IBlF⑥cd棒的加速度：mFa⑦3/16由以上各式，可得：mRvlBa4022⑧评分标准：本题12分．第（1）问6分，其中①、②各3分．第（2）问6分，其中③式1分，④式2分，⑤式1分,⑧式2分.11.图中EF、GH为平行的金属导轨，其电阻可不计，R为电阻器，C为电容器，AB为可在EF和GH上滑动的导体横杆。有均匀磁场垂直于导轨平面。若用I1和I2分别表示图中该处导线中的电流，则当横杆AB[D]A.匀速滑动时，I1＝0，I2＝0B.匀速滑动时，I1≠0，I2≠0C.加速滑动时，I1＝0，I2＝0D.加速滑动时，I1≠0，I2≠012.质点所受的力F随时间变化的规律如图所示，力的方向始终在一条直线上。已知t=0时质点的速度为零。在图示的t1、t2、t3和t4各时刻中，哪一时刻质点的动能最大？[B]A.t1B.t2C.t3D.t414.在如图所示的电路中，R1、R2、R3和R4皆为定值电阻，R5为可变电阻，电源的电动势为ε，内阻为r，设电流表A的读数为I，电压表V的读数为U，当R5的滑动触点向图中a端移动时，[D]A.I变大，U变小B.I变大，U变大C.I变小，U变大D.I变小，U变小17.(20分)电视机的显像管中，电子束的偏转是用磁偏转技术实现的。电子束经过电压为U的加速电场后，进入一圆形匀强磁场区，如图所示。磁场方向垂直于圆面。磁场区的中心为O，半径为r。当不加磁场时，电子束将通过O点而打在屏幕的中心点M。为了让电子4/16束射到屏幕边缘P，需要加磁场，使电子束偏转一已知角度θ，此时磁场的磁感强度B应为多大？解：电子在磁场中沿圆弧ab运动，圆心为C，半径为R。以v表示电子进入磁场时的速度，m、e分别表示电子的质量和电量，则221mveURmvevB2又有tgRr2由以上各式解得：221tgemUrR18．图中所示为一简谐横波在某一时刻的波形图，已知此时质点A正向上运动，如图中箭头所示，由此可断定此横波（c）A向右传播，且此时质点B正向上运动B向右传播，且此时质点C正向下运动C向左传播，且此时质点D正向上运动D向左传播，且此时质点E正向下运动23．质量为m的三角形木楔A置于倾角为的固定斜面上，它与斜面间的动摩擦因数为，一水平力F作用在木楔A的竖直平面上，在力F的推动下，木楔A沿斜面以恒定的加速度a向上滑动，则F的大小为：（c）Acos)]cos(sin[gam5/16B)sin(cos)sin(gamC)sin(cos)]cos(sin[gamD)sin(cos)]cos(sin[gam3．在如图所示电路中，当变阻器R3的滑动头p向b端移动时（b）A．电压表示数变大，电流表示数变小B．电压表示数变小，电流表示数变大C．电压表示数变大，电流表示数变大D．电压表示数变小，电流表示数变小22．（13分）如图所示，两条互相平行的光滑导轨位于水平面内，距离为l=0.2m，在导轨的一端接有阻值为R=0.5Ω的电阻，在x≥0处有一与水平面垂直的均匀磁场，磁感强度B=0.5T。一质量为m=0.1Kg的金属直杆垂直放置在在导轨上，并以v0=2m/s的初速度进入磁场，在安培力和一垂直于杆的水平外力F的作用下作匀变速直线运动，加速度大小为a=2m/s2、方向与初速度方向相反。设导轨和金属杆的电阻都可以忽略，且接触良好。求：（1）电流为零时金属杆所处的位置；（2）电流为最大值的一半时施加在金属杆上外力F的大小和方向；（3）保持其他条件不变。而初速度v0取不同值，求开始时F的方向与初速度v0取值的关系。解析：22．（1）感应电动势ε＝BLV,I＝ε/R∴I＝0时，v＝0∴x＝av2/20=1m，①（2）最大电流RBLvImRBLvIIm22'6/16安培力f=NRvLBBlI02.02022/②向右运动时F＋f＝ma，F＝ma－f＝0.18N，方向与X轴相反③向左运动时F－f＝ma，F＝ma＋f＝0.22N,方向与X轴相反④(3)开始时，v＝v0，f＝ImBL=RvLB022F＋f＝ma，F＋ma－f＝ma－RvLB022⑤当v022LBmaR=10m/s时，F＞0，方向与X轴相反⑥当v022LBmaR=10m/s时，F＜0，方向与X轴相同⑦16.（13分）在如图所示的电路中，电源的电动势E=3.0V，内阻r=1.0Ω；电阻R1=10Ω，R2=10Ω，R3=30Ω，R4=35Ω；电容器的电容C=100μF。电容器原来不带电。求接通电键K后流过R4=的总电量。16．（13分）解：由电阻的串联公式，得闭合电路的总电阻为R＝rRRRRRR321321)(由欧姆定律得，通过电源的电流I＝RE电源的端电压U＝E－Ir电阻R3两端的电压U↑＝URRR323通过R4的总电量就是电容器的电量Q＝CU↑由以上各式并代入数据得Q＝2.0×10－4C18.（13分）如图所示，两根平行金属导轨固定在水平桌面上，每根导轨每米的电阻为r0=0.10Ω/m，导轨的端点P、Q用电阻可以忽略的导线相连，两导轨间的距离l=0.20m。有随时间变化的匀强磁场垂直于桌面，已知磁感应强度B与时间t的关系为B=kt，比例系数k=0.020T/s。一电阻不计的金属杆可在导轨上无摩擦低滑动，在滑动过程中保持与导轨垂直。在t=0时刻，金属杆紧靠在P、Q端，在外力作用下，杆以恒定的加速度从静止开始向导轨的另一端滑动，求在t=6.0s时金属杆所受的安培力。R1R2R3R4CKE，rPQ127/1618.（13分）解：以a表示金属杆的加速度，在t时刻，金属杆与初始位置的距离为L＝221at此时杆的速度v=at这时，杆与导轨构成的回路的面积S＝LI回路中的感应电动势E＝StB＋Blv而B＝kttB＝tBtttB)(＝k回路中的总电阻R＝2Lr0回路中的感应电流i=RE作用于的安培力F＝Bli解得F＝trlk02223代入数据为F＝1.44×10－3N4.一个质量为0.3kg的弹性小球，在光滑水平面上以6m/s的速度垂直撞到墙上，碰撞后小球沿相反方向运动，反弹后的速度大小与碰撞前相同。则碰撞前后小球速度变化量的大小Δv和碰撞过程中墙对小球做功的大小W为（BC）A.Δv=0B.Δv=12m/sC.W=0D.W=10.8J5.一负电荷仅受电场力作用，从电场中的A点运动到B点。在此过程中该电荷做初速度为零的匀加速直线运动，则A、B两点电场强度EA、EB及该电荷在A、B两点的电势能εA、εB之间的关系为（AD）A.EA=EBB.EAEBC.εA=εBD.εAεB21.图中虚线所示为静电场的等势面1、2、3、4，相邻的等势面之间的电势差相等，其中等势面3的电势为0。一带正电的点电荷在静电力的作用下运动，经过a、b点的动能分别为26eV和5eV。当这一点电荷运动到某一位置，其电势能变为－8eV时，它的动能应为[C]A.8eVB.13eVC.20eVD.34eV25.(18分)两根平行的金属导轨，固定在同一水平面上，磁感强度B＝0.50T的匀强磁场与导轨所在平面垂直，导轨的电阻很小，可忽略不计。导轨间的距离1234ba乙甲F8/16l=0.20m。两根质量均为m=0.10kg的平行金属杆甲、乙可在导轨上无摩擦地滑动，滑动过程中与导轨保持垂直，每根金属杆的电阻为R＝0.50Ω。在t=0时刻，两金属杆都处于静止状态。现有一与导轨平行、大小为0.20N的恒力F作用于金属杆上，使两金属杆在导轨上滑动。经过t=5.0s，金属杆甲的加速度为a=1.37m/s2，问此时两金属杆的速度各是多少？解：设任一时刻t两金属杆甲、乙之间的距离为x，速度分别为v1和v2经过很短的时间△t，杆甲移动距离v1△t，杆乙移动距离v2△t，回路面积改变△S＝[（x－v2△t）+v1△t]l－lx=（v1－v2）l△t由法拉第电磁感应定律，回路中的感应电动势ε＝BtS回路中的感应电流i=R2杆的运动方程F－Bli=ma由于作用于杆甲和乙和安培力总是大小相等，方向相反，所以两杆的动量（t＝0时为0）等于外力F的冲量Ft=mv1+mv2联立以上各式解得v1=)](2[2122maFlBRmFtv2=)](2[2122maFlBRmFt代入数据得：v1=8.15m/s，v2=1.85m/s15．(15分)如图，在水平面上有两条平行导电导轨MN、PQ，导轨间距离为l，匀强磁场垂直于导轨所在的平面（纸面）向里，磁感应强度的大小为B，两根金属杆1、2摆在导轨上，与导轨垂直，它们的质量和电阻分别为m1、m2和R1、R2,两杆与导轨接触良好，与导轨间的动摩擦因数为μ，已知：杆1被外力拖动，以恒定的速度v0沿导轨运动；达到稳定状态时，杆2也以恒定速度沿导轨运动，导轨的电阻可忽略，求此时杆2克服摩擦力做功的功率。9/1615．解法一：设杆2的运动速度为v，由于两杆运动时，两杆间和导轨构成的回路中的磁通量发生变化，产生感应电动势)(0vvBl