（新課標(biāo)）2013年高考物理 考前預(yù)測(cè)計(jì)算題沖刺訓(xùn)練一 電磁學(xué)

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1、 新課標(biāo)2013年高考考前預(yù)測(cè)計(jì)算題沖刺訓(xùn)練一（電磁學(xué)） 1．一輛電瓶車，質(zhì)量為500 kg,蓄電池向直流電動(dòng)機(jī)提供24 V的恒定電壓，當(dāng)電瓶車在水平地面上以0. 8 m/s的速度勻速行駛時(shí)，通過電動(dòng)機(jī)的電流為5 A，設(shè)車所受的阻力是車重的0.02倍（g取10m/s2)，則此電動(dòng)機(jī)的電阻為多少？ 解：由能的轉(zhuǎn)化與守恒定律得 Ω。 2．如圖所示，要使一質(zhì)量為m、電量為＋q的小球能水平沿直線加速，需要外加一勻強(qiáng)電場(chǎng)．已知平行金屬板間距為d，與水平面夾角為，要使此小球從A板左端沿直線從靜止沿水平方向被加速，恰從B板的右端射出，求兩金屬板間所加電壓U是多少？小球從B板右端射出時(shí)的速度是多

2、大？（重力加速度為g） 解：對(duì)小球進(jìn)行受力分析，由題意可知合力應(yīng)水平向右，故豎直方向上有，即，又， 由動(dòng)能定理得，則。 3．電子所帶電荷量最早是由美國(guó)科學(xué)家密立根通過油滴實(shí)驗(yàn)測(cè)出的．油滴實(shí)驗(yàn)的原理如圖所示，兩塊水平放置的平行金屬板與電源連接，上、下板分別帶正、負(fù)電荷．油滴從噴霧器噴出后，由于摩擦而帶電，油滴進(jìn)入上板中央小孔后落到勻強(qiáng)電場(chǎng)中，通過顯微鏡可以觀察到油滴的運(yùn)動(dòng)情況．兩金屬板間的距離為d，忽略空氣對(duì)油滴的浮力和阻力． (1)調(diào)節(jié)兩金屬板間的電勢(shì)差U，當(dāng)u=U0時(shí)，使得某個(gè)質(zhì)量為ml的油滴恰好做勻速運(yùn)動(dòng)．該油滴所帶電荷量q為多少？ (2)若油滴進(jìn)入電場(chǎng)時(shí)的速度可以忽略，當(dāng)兩金屬

3、板間的電勢(shì)差u=U時(shí)，觀察到某個(gè)質(zhì)量為m2的油滴進(jìn)入電場(chǎng)后做勻加速運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過時(shí)間t運(yùn)動(dòng)到下極板，求此油滴所帶電荷量Q. 解：(1)油滴勻速下落過程中受到的電場(chǎng)力和重力平衡，可見所帶電荷為負(fù)電荷，即，得 (2)油滴加速下落，若油滴帶負(fù)電，電荷量為Q1，則油滴所受到的電場(chǎng)力方向向上，設(shè)此時(shí)的加速度大小為a1，由牛頓第二定律得 ，得． 若油滴帶正電，電荷量為Q2，則油滴所受到的電場(chǎng)力方向向下，設(shè)此時(shí)的加速度大小為a2，由牛頓第二定律得 ，即。 4．如圖所示，交流發(fā)電機(jī)電動(dòng)勢(shì)的有效值E=20 V,內(nèi)阻不計(jì)，它通過一個(gè)R=6Ω的指示燈連接變壓器．變壓器輸出端并聯(lián)24只彩色小燈泡，每只燈泡都

4、是“6 V 0. 25 W",燈泡都正常發(fā)光，導(dǎo)線電阻不計(jì)．求： (1)降壓變壓器初級(jí)、次級(jí)線圈匝數(shù)比， (2)發(fā)電機(jī)的輸出功率． 解：彩色小燈額定電流,次級(jí)線圈總電流I2 = 24=1 A. 變壓器輸入功率等于I1U1= I2U2=6 W, 變壓器原線圈電路中，利用歐姆定律可得， 代人E值解得 (應(yīng)舍去，據(jù)題意是降壓變壓器，應(yīng)I1

5、R1兩端的電壓為12 V，流過第一個(gè)水平方向阻值為20R的電阻的電流為9.5 mA，流過第二個(gè)水平方向阻值為19R的電阻的電流為9.2 mA，求豎直方向的20個(gè)電阻R1、R2、…、R20兩端的電壓之和為多少？ 解：設(shè)R1、R2、…、R20兩端的電壓分別為U1、U2、…、U20；流過R1、R2、…、R20的電流分別為I1、I2、…、I20；流過20R的電流為=9.5 mA，流過19R的電流為= 9. 2 mA；根據(jù)部分電路歐姆定律可得 U1＝I1 R1 、U2 = I2 R2、…、U20=I20 R20， R1=R2=…=R20 =R=， 所以U總= U1+U2+…+U20=( I1+I

6、2+…+I20 )R＝ 380 V. 6．影響物質(zhì)材料電阻率的因素很多，一般金屬材料的電阻率隨溫度的升高而增大，而半導(dǎo)體材料的電阻率則與之相反，隨溫度的升高而減小．某課題研究組在研究某種導(dǎo)電材料的用電器件Z的導(dǎo)電規(guī)律時(shí)，利用如圖(a)所示的分壓電路測(cè)得其電壓與電流的關(guān)系如表所示： (1)根據(jù)表中數(shù)據(jù)，判斷用電器件Z可能屬于上述哪類材料？ (2)把用電器件Z接人如圖(b）所示的電路中，閉合開關(guān)電流表的讀數(shù)為1.8 A，電池的電動(dòng)勢(shì)為3V，內(nèi)阻不計(jì)，試求電阻R的電功率． (3）根據(jù)表中的數(shù)據(jù)找出該用電器Z的電流隨電壓變化的規(guī)律是1=kUn，試求出n和k的數(shù)值，并寫出k的單位． 解：(

7、1)半導(dǎo)體． (2）查表I=1.8 A時(shí)，Z的電壓為1. 2 V．則UR = E2－UZ=3 V－1.2 V=1.8 V, PR＝IUR=3. 24 W. (3）任選兩組數(shù)據(jù)可列出0.8=k·0.8n，1.25=k·1n, 解得n=2, k=1.25 A/V2. 7．如圖所示，距離為L(zhǎng)的兩塊平行金屬板A、B豎直固定在表面光滑的絕緣小車上，并與車內(nèi)電動(dòng)勢(shì)為U的電池兩極相連，金屬板B下開有小孔，整個(gè)裝置質(zhì)量為M，靜止放在光滑水平面上，一個(gè)質(zhì)量為m帶正電q的小球以初速度v0沿垂直于金屬板的方向射入小孔，若小球始終未與A板相碰，且小球不影響金屬板間的電場(chǎng)． (1)當(dāng)小球在A、 B板之間運(yùn)動(dòng)

8、時(shí)，車和小球各做什么運(yùn)動(dòng)？加速度各是多少？ (2)假設(shè)小球經(jīng)過小孔時(shí)系統(tǒng)電勢(shì)能為零，則系統(tǒng)電勢(shì)能的最大值是多少？從小球剛進(jìn)入小孔，到系統(tǒng)電勢(shì)能最大時(shí)，小車和小球相對(duì)于地面的位移各是多少？ 解：(1)小球做勻減速運(yùn)動(dòng)，，小車做勻加速運(yùn)動(dòng)，. (2)系統(tǒng)的電勢(shì)能最大時(shí)，小球相對(duì)小車靜止，設(shè)此時(shí)小車與小球的速度均為v，由動(dòng)量守恒，得,即。 則系統(tǒng)的最大電勢(shì)能為。 小球位移為， 小車位移為。 8．如圖所示，在空間存在著水平向右、場(chǎng)強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)，同時(shí)存在著豎直向上、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)．在這個(gè)電、磁場(chǎng)共存的區(qū)域內(nèi)有一足夠長(zhǎng)的絕緣桿沿水平方向放置，桿上套有一個(gè)質(zhì)量為m、帶電荷量為＋q

9、的金屬環(huán)．已知金屬環(huán)與絕緣桿間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，且mg

10、力時(shí)，金屬環(huán)所受的合外力為零，金屬環(huán)達(dá)到最大速度，則此時(shí)所受的洛倫茲力為,方向垂直紙面向外．因此，桿對(duì)金屬環(huán)的彈力為，當(dāng)金屬環(huán)達(dá)到最大速度時(shí)有，解得。 9．如圖所示，長(zhǎng)L=O. 80 m，電阻r=0. 30Ω，質(zhì)量m=0. 10 kg的金屬棒CD垂直放在水平導(dǎo)軌上，導(dǎo)軌由兩條平行金屬桿組成，已知金屬桿表面光滑且電阻不計(jì)，導(dǎo)軌間距也是L，金屬棒與導(dǎo)軌接觸良好，量程為0～3. 0 A的電流表串聯(lián)接在一條導(dǎo)軌上，在導(dǎo)軌左端接有阻值R=0. 50Ω的電阻，量程為0～1. 0 V的電壓表接在電阻R兩端，垂直于導(dǎo)軌平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)向下穿過導(dǎo)軌平面．現(xiàn)以向右恒定的外力F=1.6 N使金屬棒向右運(yùn)動(dòng)，當(dāng)金屬棒

11、以最大速度在導(dǎo)軌平面上勻速滑動(dòng)時(shí)，觀察到電路中的一個(gè)電表正好滿偏，而另一個(gè)電表未滿偏． (1)試通過計(jì)算判斷此滿偏的電表是哪個(gè)表； (2)求磁感應(yīng)強(qiáng)度的大?。? (3)在金屬棒CD達(dá)到最大速度后，撤去水平拉力F，求此后電阻R消耗的電能． （1）電壓表 （2)1. 0 T （3）0.125 J(提示：達(dá)到最大速度時(shí)外力F與安培力平衡，由可得最大速度=2 m/s，撤去拉力后，動(dòng)能全都轉(zhuǎn)化為電能 , R消耗的電能是總電能的。 10．在研究性學(xué)習(xí)中，某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)測(cè)定帶電粒子比荷的實(shí)驗(yàn)，其實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示．a(chǎn)bcd是一個(gè)長(zhǎng)方形盒子，在ad邊和cd邊上各開有小孔f和e，e是cd邊上的中點(diǎn)，熒光屏M貼著cd放置，能顯示從e孔射出的粒子落點(diǎn)位置．盒子內(nèi)有一方向垂直于abcd平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B.粒子源不斷地發(fā)射相同的帶電粒子，粒子的初速度可以忽略．粒子經(jīng)過電壓為U的電場(chǎng)加速后，從f孔垂直于ad邊射入盒內(nèi)．粒子經(jīng)磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后恰好從e孔射出．若已知，不計(jì)粒子的重力和粒子之間的相互作用力．請(qǐng)你根據(jù)上述條件求出帶電粒子的荷質(zhì)比q/m. 解：帶電粒子進(jìn)入電場(chǎng)，經(jīng)電場(chǎng)加速．根據(jù)動(dòng)能定理得，即． 粒子進(jìn)入磁場(chǎng)后做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，軌跡如圖所示，設(shè)圓周半徑為R，在三角形Ode中，有，則。 又，解得。 - 5 -