2024年高考物理电磁学解答题综合训练（基础篇）

2024年高考物理电磁学解答题综合训练（基础篇） 1．一个电子射入匀强磁场，其初速度的大小为v＝3.0×107m/s，速度方向与磁感应强度的方向垂直，磁感应强度的大小为B＝1.0×10﹣3T。试说明： （1）作用在电子上的洛伦兹力的功率为零； （2）电子在磁场中做匀速圆周运动并求出其轨道半径（电子电量q＝e＝1.60×10﹣19C，电子质量m＝9.1×10﹣31kg）。 2．一水平放置的平行板电容器，两极板间电场可视为匀强电场。一电子从两极板间的中央点以初速度垂直于极板间的匀强电场飞入，恰能从下极板右边缘飞出，如图所示。已知两极板间距为，板长为，电子的质量为，电荷量为。不计电子的重力。求： （1）电子在两极板间的加速度大小； （2）两极板间电压； （3）在此过程中电场力对电子所做的功。 3． 如图所示，一束电荷量为e的电子以垂直于磁感应强度B并垂直于磁场边界的速度v射入宽度为d的匀强磁场中，穿出磁场时速度方向和原来射入方向的夹角为θ＝60°．求： （1）匀速圆周运动半径； （2）电子的质量； （3）穿越磁场的时间。 4．如图所示，光滑导轨与水平面成角，导轨宽为，匀强磁场磁感应强度为，金属杆长也为，质量为，水平放在导轨上。当回路总电流为时，金属杆恰好能静止，已知重力加速度为，求竖直向上的磁感应强度的大小。 5．如图甲所示，一个电阻r =2Ω、边长L=0.1m、匝数为100匝的正方形线圈，与阻值R=8Ω的电阻连接成闭合回路。正方形线圈内存在垂直于线圈平面向外的匀强磁场，磁感应强度B随时间t变化的关系图线如图乙所示，其余电阻不计。求t=0至t=0.1s时间内： （1）电阻R上的电流方向； （2）电阻R两端的电压大小。 6．如图所示，两根平行光滑金属导轨和放置在水平面内，其间距，磁感应强度的匀强磁场垂直导轨平面向下。两导轨之间连接的电阻，在导轨上有一金属棒，其接入电路的电阻，金属棒与导轨垂直且接触良好。在棒上施加水平拉力使其以速度向右匀速运动，设金属导轨足够长。求： （1）金属棒产生的感应电动势； （2）通过电阻的电流大小； （3）水平拉力的大小。 7．长2cm的通电直导线垂直于大小、方向恒定的磁场的方向放置，当通过导线的电流为2 A时，它受到的磁场力大小为N . （1）该处的磁感应强度B是多大？ （2）若电流不变，导线长度减小到1cm， 则它在磁场中受到的力F和该处的磁感应强度B各是多大？ （3）若导线长度不变，电流增大为5A， 则它受到的磁场力F和该处的磁感应强度B各是多大？ （4）若让导线与磁场方向平行，该处的磁感应强度多大？通电导线受到的磁场力多大？ 8． 如图所示，一质量为m、电荷量为的粒子以一定的初速度从靠近B板的位置垂直板平面向A板运动，刚好靠近A板时速度为零，不计粒子受到的重力，两板间距为d，两板间电压为U，求： （1）粒子的加速度大小a； （2）粒子的初速度大小v。 9． 如图所示，把一带电荷量为的小球用绝缘细绳悬起，若将带电荷量为的带电小球靠近，当两个带电小球在同一高度相距时，绳与竖直方向成角，取，，且，两小球均可视为点电荷，求： （1），两球间的库仑力大小； （2）球的质量。 10．如图所示，线圈平面与水平方向夹角，线圈平面面积。匀强磁场磁感线竖直向下，磁感应强度，求： （1）穿过线圈的磁通量； （2）把线圈以为轴逆时针转过，通过线圈磁通量的变化量。 11．如图所示，一束电子(电子电荷量为e)以速度v由A点垂直射入磁感应强度为B、宽度为d的有界匀强磁场中，在C点穿出磁场时的速度方向与电子原来的入射方向成30°夹角，则电子的质量是多少?电子穿过磁场的时间又是多少? 12． 匀强磁场的磁感应强度B=0.8T，矩形线圈abcd的面积S=0.5m2，共10匝，开始B与S垂直且线圈有一半在磁场中，如图所示。 （1）当线圈绕ab边转过60°时，求线圈此过程中磁通量的改变量。 （2）当线圈绕dc边转过60°时，求线圈此过程中磁通量的改变量。 13．如图所示，固定于水平面上的金属架CDEF处在竖直向下的匀强磁场中，金属棒MN沿框架以速度v向右做匀速运动。t=0时，磁感应强度为B0，此时MN到达的位置使MDEN构成一个边长为L的正方形。 （1）求t=0时穿过MDEN回路的磁通量； （2）为使MN棒中不产生感应电流，从t=0开始，磁感应强度B应怎样随时间t变化？请推导出这种情况下B与t的关系式。 14．如图所示，平行板电容器的两个极板A、B分别接在电压为60 V的恒压电源上，两极板间距为3 cm，电容器带电荷量为6×10－8C，A极板接地．求： （1）平行板电容器的电容； （2）平行板电容器两板之间的电场强度； （3）距B板为2 cm的C点处的电势． 15．R1=28Ω，R2=18Ω。当开关处于位置1时，电流表示数I1=0.2A