专题15 电学计算大题-2020年高考物理5-6月模拟试题汇编

专题15 电学计算大题 1．（2020届安徽省马鞍山市高三第二次质监）如图所示，两平行且无限长光滑金属导轨MN、PQ与水平面的夹角为θ＝37°，两导轨之间相距为L＝1m，两导轨M、P间接入电阻R＝1Ω，导轨电阻不计。在abdc区域内有一个方向垂直于两导轨平面向下的匀强磁场Ⅰ，磁感应强度为B1＝2T，磁场的宽度x1＝3m，在cd连线以下的区域有一个方向也垂直于两导轨平面向下的匀强磁场Ⅱ，磁感应强度为B2＝1T。一个质量为m＝1kg的金属棒垂直放在金属导轨上，与导轨接触良好，金属棒的电阻r＝1Ω。若将金属棒在离ab连线上端x0处自由释放，则金属棒进入磁场Ⅰ恰好做匀速直线运动。金属棒进入磁场Ⅱ后，经过ef时刚好达到平衡状态，cd与ef之间的距离x2＝9m。重力加速度g取10m/s2，sin37º=0.6，求金属棒： （1）在磁场Ⅰ区域内速度v1的大小； （2）从开始运动到在磁场Ⅱ中达到平衡状态这一过程中整个电路产生的热量； （3）从开始运动到在磁场Ⅱ中达到平衡状态所经过的时间。 2．（2020届福建省南平市高三第一次合质检）如图所示，在光滑绝缘水平面上，存在两个相邻的相同矩形区域CDMN和NMHG，，CD=NM=GH=2d、CN=NG=d．区域CDMN中存在方向竖直向下的匀强磁场B1，区域MMHG中存在方向竖直向上的匀强磁场B2。不可伸长的轻质细线，一端固定于O点，另一端拴有一个质量为 的绝缘小球a。拉紧细线使小球a从距离桌面高h的位置静止释放，当小球a沿圆弧运动至悬点正下方位置时，与静止于该处的带正电小球b发生正碰，碰后小球a向左摆动，上升的最大高度为 ，小球b从CD边界中点P垂直进入CDMN区域，已知小球b质量为m，带电量为+q，且始终保持不变，重力加速度为g。则 (1)通过计算判断a、b两小球的碰撞是否为弹性碰撞； (2)若B1=B2=B，要使b小球能从NG边界射出，求B的取值范围； (3)若区域CDMN中磁感应强度B1= ，方向仍竖直向下。将区域NMHG中磁场改为匀强电场，电场方向水平且由N指向M。是否存在一个大小合适的场强使小球b恰由H点离开电场区域，若存在请算出场强E的大小，不存在请说明理由。 3．（2020届东北三省四市教研联合体高三模拟）如图所示，两条粗糙平行金属导轨固定，所在平面与水平面夹角为θ。三根完全相同的金属棒ab、cd、gh（质量均为m、电阻均为R、长度与导轨间距相同，均为L）垂直导轨放置。用绝缘轻杆ef将ab、cd连接成“工”字型框架（以下简称“工”型架），导轨上的“工”型架与gh刚好不下滑。金属棒与导轨始终接触良好，导轨足够长，电阻不计，空间存在垂直导轨平面斜向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场（图中未画出）。假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g： (1)若将“工”型架固定不动，用外力作用于gh，使其沿斜面向下以速度v匀速运动，求ab两端的电压U； (2)若将“工”型架固定不动，给gh沿斜面向下的初速度v0，求gh沿斜面下滑的最大位移； (3)若“工”型架不固定，给gh沿斜面向下初速度v0的同时静止释放“工”型架，最终“工”型架与gh的运动状态将达到稳定，求在整个过程中电流通过gh产生的焦耳热。 4．（2020届福建泉州市普通高中高三第一次质量检测）如图，光滑水平导轨与光滑斜面底端平滑绝缘连接，两导轨关于中心线OO′对称，其中边长为L的正方形区域abb′a′内有竖直向下的匀强磁场I，长为2L、宽为 的长方形区域dee′d′内有竖直向上的匀强磁场II。质量为m的金属杆P置于斜面上，质量为2m的金属杆Q置于bb′和dd′之间的适当位置，P杆由静止释放后，第一次穿过磁场I的过程中，通过P杆的电荷量为q；之后与杆发生正碰，碰后两杆向相反方向运动，并各自始终匀速穿过两侧的磁场，两杆在运动过程中始终与中心线OO′垂直。已知两杆单位长度的电阻均为r，P杆能再次滑上斜面的最大高度为h，重力加速度为g，导轨电阻不计。求： (1)磁场I、II的磁感应强度大小B1、B2； (2)试通过计算分析两杆的碰撞是否为弹性碰撞； (3)P杆最初释放时的高度。 5．（2020届福建省漳州市高三第一次教学质量检测）如图，水平边界MN与PQ之间分布着垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B，两边界间高度为l。在边界MN的正上方有一矩形线框，其中ac=l，ab=2l。线框单位长度电阻为 。现在线框从距边界MN为l处由静止下落，经过一段时间后，线框匀速进入有界匀强磁场。整个过程线框保持在竖直平面内，ab边保持水平，重力加速度大小为g，不计空气阻力，试求： (1)线框刚进入磁场时，线框中的电流I； (2)当cd边刚离开磁场时ab边的热功率P。 6．（2020届广东省深圳市高三第一次调研）如图，竖直面内一倾斜轨道与一水平轨道通过一小