专题20 电学计算题-三年（2020-2022）高考物理真题模拟题分类练（全国卷专用）

全国三年（2020-2022）高考物理真题分项汇编 专题20　电学计算题 【考纲定位】 近3年考情分析 考点要求 等级要求 考题统计 2022 2021 2020 带电粒子在电场运动 Ⅱ Ⅰ卷·T25 带电粒子在磁场运动 Ⅱ 甲卷·T25 Ⅱ卷·T24 带电粒子在复合场运动 Ⅱ 甲卷·T25 电磁感应 Ⅱ 乙卷·T24 乙卷·T25 Ⅲ卷·T24 【知识重现】 知识点一　带电粒子在电场中的运动 1．带电粒子（体）在电场中的加速 （1）匀强电场中，v0与E平行时，优先用功能关系求解，若不行，则用牛顿第二定律和运动学公式； （2）非匀强电场中，只能用功能关系求解； 2．带电粒子（体）在匀强电场中的偏转（v0垂直于E的方向），如图所示 处理方法：应用运动的合成与分解； （1）沿初速度方向做匀速直线运动，离开电场时，运动时间：t＝； （2）沿电场方向做初速度为零的匀加速直线运动，加速度：a＝＝＝； （3）离开电场时的偏移量：y＝at2＝； （4）速度偏向角：tanφ＝＝；tanφ＝； 位移偏向角：tanθ＝＝；tanθ＝。 3.带电粒子（体）在电场中运动问题的分析思路 （1）首先分析带电粒子（体）的运动规律，确定带电粒子（体）在电场中做直线运动还是曲线运动； （2）当带电粒子（体）从一个电场区域进入另一个电场区域时，要注意分析带电粒子（体）运动规律的变化及两区域电场交界处的有关联的物理量，这些关联量往往是解决问题的突破口。 知识点二　带电粒子在磁场中的运动 1.带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的思想方法和理论依据 一般说来，要把握好“一找圆心，二定半径，三画轨迹，四求时间”的分析方法．在具体问题中，要依据题目条件和情景而定．解题的理论依据主要是由牛顿第二定律列式：qvB＝m，求半径r＝及运动周期T＝＝； 2.常用解题知识 （1）几何知识：三角函数、勾股定理、偏向角与圆心角关系．根据几何知识可以由已知长度、角度计算粒子运动的轨迹半径，或根据粒子运动的轨迹半径计算未知长度、角度。 （2）半径公式、周期公式：R＝、T＝。根据两个公式可由q、m、v、B计算粒子运动的半径、周期，也可根据粒子运动的半径或周期计算磁感应强度、粒子的电荷量、质量等。 （3）运动时间计算式：计算粒子的运动时间或已知粒子的运动时间计算圆心角或周期时，常用到t＝T。 知识点三　带电粒子在组合场中运动的解题思路 带电粒子在电场和磁场的组合场中运动，实际上是将粒子在电场中的加速和偏转，与在磁场中偏转两种运动有效组合在一起，有效区别电偏转和磁偏转，寻找两种运动的联系和几何关系是解题的关键。当带电粒子连续通过几个不同的场区时，粒子的受力情况和运动情况也发生相应的变化，其运动过程则由几种不同的运动阶段组成。 知识点四　带电粒子在叠加场的运动 1．三种场的比较 力的特点 功和能的特点 重力场 大小：G＝mg 方向：竖直向下 重力做功与路径无关 重力做功改变物体的重力势能 电场 大小：F＝qE 方向：正电荷受力方向与场强方向相同，负电荷受力方向与场强方向相反 电场力做功与路径无关，W＝qU＝qEd 电场力做功改变电势能 磁场 大小：F＝qvB（v⊥B） 方向：可用左手定则判断 洛伦兹力不做功，不改变带电粒子的动能 2．“三步”解决问题 知识点五　电磁感应现象中的综合问题 1.电磁感应中动力学问题的分析思路 抓住力学对象和电学对象间的桥梁——感应电流I、切割速度v,“四步法”分析电磁感应中的动力学问题。 2.解决电磁感应中的能量问题的一般步骤 （1）确定研究对象（导体棒或回路）。 （2）弄清电磁感应过程中,哪些力做功,哪些形式的能量相互转化。 （3）根据功能关系或能量守恒定律列式求解。在利用能量守恒定律解决电磁感应问题时,要注意分析安培力做功情况,因为安培力做功是电能和其他形式的能之间相互转化的“桥梁”。 3.用“三大观点”解决电磁感应相关问题的对比。 动力学观点 通常情况下一个金属杆做加速度逐渐减小的加速运动,而另一个金属杆做加速度逐渐减小的减速运动,最终两金属杆以共同的速度匀速运动 能量观点 其中一个金属杆机械能的减少量等于另一个金属杆机械能的增加量与回路中产生的焦耳热之和 动量观点 对于两导体棒在平直的光滑导轨上运动的情况,如果两棒所受的外力之和为零,则考虑应用动量守恒定律处理问题 由BIL·Δt=m·Δv、q=I·Δt可知,当题目中涉及电荷量或平均电流时,可应用动量定理来解决问题 【真题汇编】 1. （2022·全国甲卷·T25）光点式检流计是一种可以测量微小电流的仪器，其简化的工作原理示意图如图所示。图中A为轻质绝缘弹簧，C为位于纸面上的线圈，虚线框内