高三物理计算题专项训练.docx

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班级姓名座号
,一质量为m=×kg,带电量为q=×C小球,用绝缘细线悬挂在水平向右匀强电场中,假设电场足够大,静止时悬线向左与竖直方向成60º,重力加速度g=10m/.
E
q
θ
〔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〕假设在某时刻将细线突然剪断,求经过1s时小球速度v
2、如下图,水平放置长为L平行金属板A和B距离为d,它们右端安放着垂直于金属板靶MN,现在A、B板上加上如下图方波电压,电压正向值为U0,反向电压值为U0/2,且每隔T/2换向一次,现有质量为m、带正电且电量为q粒子束从A、B中点O沿平行于金属板方向源源不断射入,设粒子能全部打在靶上而且所有粒子在A、B间飞行时间均为T。不计重力影响,那么:
〔1〕在靶MN上距其中心点有粒子击中范围是多少
〔2〕要使粒子能全部打在靶MN上,电压U0数值应满足条件是什么
A
B
O
O/
M
N
d
t
2T
T
O
U0
-U0/2
uAB
〔a〕所示,在以直角坐标系xOy坐标原点O为圆心、半径为r圆形区域内,存在磁感应强度大小为B、方向垂直xOy所在平面匀强磁场。一带电粒子由磁场边界与x轴交点A处,以速度v0沿x轴负方向射入磁场,粒子恰好能从磁场边界与y轴交点C处,沿y轴正方向飞出磁场,不计带电粒子所受重力。〔1〕求粒子荷质比。
y
×
×
C
v0
A
θ
v0
图〔b〕
x
O
B′
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
图〔a〕
A
C
v0
x
y
O
B
×
×
×
×
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×
×
×
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×
×
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×
×
×
×
×
×
×
×
v0
〔2〕假设磁场方向和所在空间范围不变,而磁感应强度大小变为B′,该粒子仍从A处以一样速度射入磁场,粒子飞出磁场时速度方向相对于入射方向改变了θ角,如图〔b〕所示,求磁感应强度B′大小。
,
,半径为r绝缘细圆环环面固定在竖直平面上,AB为水平直径两个端点。水平向右、场强大小为E匀强电场与环面平行。一电量为+q、质量为m小球穿在环上〔不计摩擦〕。假设小球经A点时,速度vA〔大小未知〕方向恰与电场垂直,且圆环与小球间无力作用。此小球可沿圆环作完整圆周运动,试计算:〔1〕速度vA大小。
〔2〕小球运动到与A点对称B点时,对环作用力。
〔3〕小球运动经过圆周最低点时,对环作用力。
,一个质量为m×10-11kg,电荷量q×10-5C带电微粒〔重力忽略不计〕,从静止开场经U1=100V电压加速后,水平进入两平行金属板间偏转电场中。金属板长L=20cm,两板间距d=10cm..求:
(1〕微粒进入偏转电场时速度v0是多大?
〔2〕假设微粒射出偏转电场时偏转角为θ=30°,并接着进入一个方向垂直于纸面向里匀强磁场区,那么两金属板间电压U2是多大?
〔3〕假设该匀强磁场宽度为D=10cm,为使微粒不会由磁场右边射出,该匀强磁场磁感应强度B至少多大?
,质量为m、电阻为r,边长为L正方形导线框abcd,其下边cd距匀强磁场上边界PQ距离为h。磁感应强度大小为B,方向垂直于纸面向里,现使线框从静止开场自由下落,下落过程中ab边始终水平,不计空气阻力,重力加速度为g。
〔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ab边进入磁场前线框速度已到达稳定,那么线框在进入磁场过程中产生热量是多少。
B
F
a
b
r
R
,固定在同一水平面内两根长直金属导轨间距为L,其右端接有阻值为R电阻,整个装置处在竖直向上、磁感应强度大小为B匀强磁场中,一质量为m(质量分布均匀)导体杆ab垂直于导轨放置,且与两导轨保持良好接触,杆与导轨之间动摩擦因数为μ。现杆在水平向左、垂直于杆恒力F作用下从静止开场沿导轨运动,当杆运动距离为d时,速度恰好到达最大〔运动过程中杆始终与导轨保持垂直〕。设杆接入电路电阻为r,导轨电阻不计,重力加速度为g。求此过程中:
〔1〕杆速度最大值;
〔2〕通过电阻R上电量;
〔3〕电阻R上发热量
,两足够长平行光滑金属导轨MN、PQ相距为L,导轨平面与水平面夹角α=30°,导轨上端跨接一定值电阻R,,长为L金属棒cd垂直于MN、PQ放置在导轨上,且与导轨保持电接触良好,金属棒质量为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,:
〔1〕金属棒开场运动时加速度大小;
〔2〕匀强磁场磁感应强度大小;
〔3〕金属棒沿导轨下滑距离为s过程中,电阻R上产生电热.
高三物理计算题专项训练(电与磁)
E
q
θ
,一质量为m=×kg,带电量为q=×C小球,用绝缘细线悬挂在水平向右匀强电场中,假设电场足够大,静止时悬线向左与竖直方向成60º,重力加速度g=10m/.
〔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〕假设在某时刻将细线突然剪断,求经过1s时小球速度v
解:(1〕受力如图,小球带负电
〔2〕小球电场力F=qEF=mgtanθE=×N/C
〔3〕剪断细线后小球做初速度为0匀加速直线运动,经过1s时小球速度为V.
小球所受合外力F合=mg/cosθ由牛顿第二定律有F合=ma
V=at小球速度V=20m/s速度方向为与竖直方向夹角为60º斜向下
2、如下图,水平放置长为L平行金属板A和B距离为d,它们右端安放着垂直于金属板靶MN,现在A、B板上加上如下图方波电压,电压正向值为U0,反向电压值为U0/2,且每隔T/2换向一次,现有质量为m、带正电且电量为q粒子束从A、B中点O沿平行于金属板方向源源不断射入,设粒子能全部打在靶上而且所有粒子在A、B间飞行时间均为T。不计重力影响,那么:
〔1〕在靶MN上距其中心点有粒子击中范围是多少
〔2〕要使粒子能全部打在靶MN上,电压U0数值应满足条件是什么
A
B
O
O/
M
N
d
t
2T
T
O
U0
-U0/2
uAB
〔1〕当粒子在0,T,2T,……nT时刻进入电场中时,在前T/2时间内,粒子在竖直向下:在后T/2时间内,粒子在竖直向下:
将v=,代入上式得:
故粒子打在距O/点正下方最大位移为:
当粒子在T/2,3T/2,……〔2n+1〕T/2时刻进入电场时,前T/2时间内,粒子在竖直向上:在后T/2时间内,粒子在竖直向上:其中,,,代入上式得:s2/=0,
故粒子打在距O/点正上方最大位移为:。
〔2〕要使粒子能全部打在靶上,须有:,即。
〔a〕所示,在以直角坐标系xOy坐标原点O为圆心、半径为r圆形区域内,存在磁感应强度大小为B、方向垂直xOy所在平面匀强磁场。一带电粒子由磁场边界与x轴交点A处,以速度v0沿x轴负方向射入磁场,粒子恰好能从磁场边界与y轴交点C处,沿y轴正方向飞出磁场,不计带电粒子所受重力。〔1〕求粒子荷质比。
〔2〕假设磁场方向和所在空间范围不变,而磁感应强度大小变为B′,该粒子仍从A处以一样速度射入磁场,粒子飞出磁场时速度方向相对于入射方向改变了θ角,如图〔b〕所示,求磁感应强度B′大小。
×
×
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×
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x
O
B
A
C
O′
×
×
×
×
×
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v0
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θ/2
v0
θ
O″
v0
A
x
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O
B′
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×
解析:〔1〕粒子运动轨迹如图,其半径R=r,
得
〔2〕粒子运动轨迹如图,设其半径为R′,
洛伦兹力提供向心力,即
又解得
,半径为r绝缘细圆环环面固定在竖直平面上,AB为水平直径两个端点。水平向右、场强大小为E匀强电场与环面平行。一电量为+q、质量为m小球穿在环上〔不计摩擦〕。假设小球经A点时,速度vA〔大小未知〕方向恰与电场垂直,且圆环与小球间无力作用。此小球可沿圆环作完整圆周运动,试计算:〔1〕速度vA大小。
〔2〕小球运动到与A点对称B点时,对环作用力。
〔3〕小球运动经过圆周最低点时,对环作用力。
〔1〕在A点所以小球在A点速度。
〔2〕在小球从A到B过程中,电场力做正功等于小球动能增加量,即,小球在B点时,在水平方向有
解以上两式,小球在B点对环水平作用力为:。
〔3〕3mg+3qE
,一个质量为m×10-11kg,电荷量q×10-5C带电微粒〔重力忽略不计〕,从静止开场经U1=100V电压加速后,水平进入两平行金属板间偏转电场中。金属板长L=20cm,两板间距d=10cm..求:
(1〕微粒进入偏转电场时速度v0是多大?
〔2〕假设微粒射出偏转电场时偏转角为θ=30°,并接着进入一个方向垂直于纸面向里匀强磁场区,那么两金属板间电压U2是多大?
〔3〕假设该匀强磁场宽度为D=10cm,为使微粒不会由磁场右边射出,该匀强磁场磁感应强度B至少多大?
15.〔1〕微粒在加速电场:v0=×104m/s
〔2〕做类平抛运动
飞出电场时,速度偏转角正切为:解得U2=100V
〔3〕进入磁场时微粒速度是:
轨迹如图,④洛伦兹力提供向心力:由③~⑤联立得:代入数据解得:B=
所以,为使微粒不会由磁场右边射出,该匀强磁场磁感应强度B
,质量为m、电阻为r,边长为L正方形导线框abcd,其下边cd距匀强磁场上边界PQ距离为h。磁感应强度大小为B,方向垂直于纸面向里,现使线框从静止开场自由下落,下落过程中ab边始终水平,不计空气阻力,重力加速度为g。
〔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ab边进入磁场前线框速度已到达稳定,那么线框在进入磁场过程中产生热量是多少。
〔1〕
感应电动势感应电流安培力
由上述各式解得
〔2〕匀速时速度v2, 得
根据能量转化与守恒有:解得
,固定在同一水平面内两根长直金属导轨间距为L,其右端接有阻值为R电阻,整个装置处在竖直向上、磁感应强度大小为B匀强磁场中,一质量为m(质量分布均匀)导体杆ab垂直于导轨放置,且与两导轨保持良好接触,杆与导轨之间动摩擦因数为μ。现杆在水平向左、垂直于杆恒力F作用下从静止开场沿导轨运动,当杆运动距离为d时,
B
F
a
b
r
R
速度恰好到达最大〔运动过程中杆始终与导轨保持垂直〕。设杆接入电路电阻为r,导轨电阻不计,重力加速度为g。求此过程中:
〔1〕杆速度最大值;
〔2〕通过电阻R上电量;
〔3〕电阻R上发热量
解析:〔1〕设杆速度最大值为V,E=BLV
.
(2)通过电阻R上电量.
〔3〕.
.〔2分〕
,两足够长平行光滑金属导轨MN、PQ相距为L,导轨平面与水平面夹角α=30°,导轨上端跨接一定值电阻R,,长为L金属棒cd垂直于MN、PQ放置在导轨上,且与导轨保持电接触良好,金属棒质量为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,:〔1〕金属棒开场运动时加速度大小;〔2〕匀强磁场磁感应强度大小;〔3〕金属棒沿导轨下滑距离为s过程中,电阻R上产生电热.
解析:〔1〕金属棒开场运动时加速度大小为a,由顿第二定律有解得
〔2〕那么金属棒到达最大速度时电动势回路中感应电流金属棒棒所受安培力
cd棒所受合外力为零时,下滑速度到达最大,那么
由②③④⑤式解得
〔3〕设电阻R上产生电热为Q,整个电路产生电热为Q总,那么
由⑥⑦式解得