专题02 电磁学版块大题综合-【冲刺双一流之大题必刷】备战2024年高考物理冲刺双一流之大题必刷满分冲刺（新高考辽宁专用）

专题02 电磁学版块大题综合 一、解答题 1．（2023·辽宁鞍山·统考二模）如图所示，水平面上两根足够长的光滑金属导轨平行固定放置，导轨间距离为，一端通过导线与阻值为的电阻连接；质量、长也为、电阻的金属杆静止放置在导轨上，导轨的电阻忽略不计；导轨所在位置有磁感应强度为的匀强磁场，磁场的方向垂直导轨平面向上，现在给金属杆施加一水平向右的拉力，使金属杆从静止开始做加速度为的匀加速直线运动。求： （1）从静止开始运动，经时间时拉力的大小； （2）上述内拉力的冲量。 2．（2023·辽宁阜新·统考模拟预测）如图所示，两固定平行金属导轨由光滑倾斜导轨和粗糙水平导轨组成，倾斜导轨的倾角为，水平虚线MN垂直于导轨，导轨间距为d，上端接有阻值为R的定值电阻，倾斜导轨区域存在磁感应强度大小为、方向垂直导轨平面向上的匀强磁场，水平导轨区域存在方向竖直向上的匀强磁场。质量为m、长为d、电阻为r的金属棒从倾斜导轨上某处由静止下滑，金属棒到达MN时速度恰好达到最大，进入水平导轨后滑行距离x停下。金属棒在水平导轨上运动的过程中，通过金属棒某一横截面的电荷量为q。金属棒始终与导轨垂直且接触良好，重力加速度大小为g，不计导轨电阻，不计金属棒通过MN时的能量损失。 求： （1）金属棒在倾斜导轨上运动时的最大速度； （2）水平导轨间磁场的磁感应强度大小。 3．（2023·辽宁朝阳·朝阳市第一高级中学校联考三模）如图所示，在无限长的竖直边界AC和DE间，上、下部分分别充满方向垂直于平面ADEC向外的匀强磁场、上部分区域的磁感应强度大小为，OF为上、下磁场的水平分界线，质量为、带电荷量为的粒子从AC边界上与O点相距为的P点垂直于AC边界射入上方磁场区域，经OF上的Q点第一次进入下方磁场区域，Q与O点的距离为，不考虑粒子重力。 （1）求粒子射入时的速度大小； （2）要使粒子不从AC边界飞出，求下方磁场区域的磁感应强度应满足的条件； （3）若下方区域的磁感应强度，粒子最终垂直DE边界飞出，求边界DE与AC间距离的可能值。（结果用表示） 4．（2023·辽宁·校联考三模）如图所示，光滑的平行倾斜金属导轨与水平面间的夹角为，下端连接阻值恒为Ω的小灯泡。两导轨之间的一段长为m的矩形区域内有垂直导轨平面向上的匀强磁场，磁感应强度随时间的变化规律如图乙所示。质量kg、电阻Ω的金属棒MN长度等于两平行导轨间距，时刻金属棒从两导轨上部由静止释放，在s时刻进入磁场区域，运动过程中始终与导轨垂直并接触良好，已知从金属棒释放到它离开磁场区，通过小灯泡的电流不变（小灯泡始终安全），导轨电阻不计，重力加速度取m/s，。求： （1）平行导轨的间距； （2）若从开始释放至运动到某一时刻的过程中金属棒MN产生的热量J，则该过程金属棒在磁场中运动的距离及通过金属棒的电荷量。 5．（2023·辽宁沈阳·辽宁实验中学校考模拟预测）如图所示，两平行金属板A、B长，两板间距离，A板比B板电势高400V，一带正电的粒子电荷量，质量，沿两板中心线RO以初速度飞入平行金属板，粒子飞出平行板电场后经过界面MN、PS间的无电场区域后，进入固定在O点的点电荷Q形成的电场区域，（设界面PS右边点电荷的电场分布不受界面的影响），已知两界面MN、PS相距为，D是中心线RO与界面PS的交点，粒子穿过界面PS后的运动过程中速率保持不变，最后打在放置于中心线上的荧光屏bc上E点。（E点未画出，静电力常数，粒子重力忽略不计） （1）求粒子到达PS界面时离D点多远？ （2）确定点电荷Q的电性并求其电荷量的大小。（结果保留三位有效数字） （3）求出粒子从进入平行板电场到E点运动的总时间。    6．（2023·辽宁沈阳·辽宁实验中学校考模拟预测）如图所示，两根竖直放置的平行光滑金属导轨，上端接阻值的定值电阻。水平虚线、间有与导轨平面垂直的匀强磁场，磁场区域的高度为。导体棒a的质量，电阻；导体棒b的质量，电阻。它们分别从图中P、Q处同时由静止开始在导轨上向下滑动，且都能匀速穿过磁场区域，当b刚穿出磁场时a正好进入磁场。设重力加速度为，不计a、b之间的作用，整个过程中a、b棒始终与金属导轨接触良好，导轨电阻忽略不计。求： （1）在整个过程中，a、b两棒克服安培力做的功分别是多少； （2）a、b棒刚进入磁场时的速度大小分别为多少。    7．（2023·辽宁沈阳·沈阳二中校考模拟预测）利用电场和磁场来控制带电粒子的运动在现代科学实验和技术设备中有广泛的应用。图1为电子枪的结构示意图，电子从金属丝中发射出来（设电子刚刚离开金属丝时的速度为零），经电压加速后，从金属板的小孔穿出。已知电子的质量为，电荷量为，不计电子重力及电子间的相互作用力。 （1）求电子从金属板小孔穿出时的速度的大小 （2）示波器中的示波管如图2所示，两板和间距为，长度均为，