高三第二轮复习专题复习课件11 电磁学综合题.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,电磁学综合题,95年上海,如图示电路中，六个电阻的阻值均相同，由于对称性，电阻,R,2,上无电流流过，已知电阻,R,6,所消耗的电功率为1,W，,则六个电阻所消耗的总功率为 (),A.6W B.5W C.3W D.2W,R,2,R,6,解,：等效电路如中、右图示：,R,6,R,6,D,例1、,如图示：把电阻、电感线圈、电容器并联接到某一交流电源上，三个电流表的示数相同。若保持电源电压不变，而将频率减少，则三个电流表的示数,I,1、,I,2、,I,3,的大小关系是（,）,I,1,=I,2,=I,3,I,1,I,2,I,3,I,3,I,1,I,2,I,2,I,1,I,3,A,1,A,2,A,3,D,输入,输出,C,L,例2、,如图示，线圈的自感和电容器的电容都很小，这个电路的主要作用是 （）,A.,阻直流，通交流，输出交变电流,B.,阻交流，通直流，输出直流电,C.,阻高频，通低频，输出低频交变电流和直流电,D.,阻低频，通高频，输出高频交变流电,提示,：,X,L,=2f L,对,高频阻抗大，对低频阻抗小,X,C,=12f C,对高频阻抗小，对低频阻抗大,C,家用日光灯电路如图示，,S,为,启动器，,A,为,灯管，,L,为镇流器，关于日光灯的工作原理，下列说法正确的是：（）,A.,镇流器,的作用是将交流电变为直流电,B.,在,日光灯的启动阶段，,镇流器能提供一个瞬时,高,压，使灯管开始工作,C.,日光灯正常发光时，启动器的两个触片是分离的,D.,日光灯发出柔和的白光是由汞原子受到激发后直,接辐射的,S,220,V,A,L,南通04年调研二7,B C,2002年高考9、,远距离输电线的示意图如下：若发电机的输出电压不变，则下列叙述中正确的是(),（,A）,升压变压器的原线圈中的电流与用户用电设备消耗的功率 无关,（,B）,输电线路中的电流只由升压变压器原线圈的匝数比决定,（,C）,当用户用电器的总电阻减小时，输电线上损失的功率增大,（,D）,升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压,发电机,升压变压器,降压变压器,输电线,用户,C,00年春北京14.,如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数之比为,n,1,:n,2,4:1，,原线圈回路中的电阻,A,与副线圈回路中的负载电阻,B,的阻值相等.,a、b,端加一定交流电压后，,两电阻消耗的电功率之比,P,A,:P,B,=_,两电阻两端电压之比,U,A,:U,B,=_。,A,B,a,b,n,1,n,2,U,1:16,1:4,苏州04年调研9,如图示为一理想变压器的电路图，图中,S,为单刀双掷开关，,P,为滑动变阻器,R,的滑动头，,U,1,为加在原线圈两端的交变电压，,I,1,为原线圈中的电流，则下列说法中正确的是 （）,A.,若保持,U,1,及,P,的位置不变，,S,由,a,合到,b,时，,I,1,将增大,B.,若保持,U,1,及,P,的位置不变，,S,由,b,合到,a,时，,R,消耗的,功率将增大,C.,若保持,U,1,不变，,S,接在,a,处，使,P,向上滑时，,I,1,将增大,D.,若保持,P,的位置不变，,S,接在,a,处，使,U,1,增大，,I,1,将增大,U,1,a,b,S,P,R,I,1,解：,P,R,=U,2,2,/R,=(n,2,/n,1,),2,U,1,2,/R=I,1,U,1,I,1,=(n,2,/n,1,),2,U,1,/R,A D,盐城04年调研四10,甲,乙两个,完全相同的变压器如图示接在交流电路中，两电阻之比,R,甲,：,R,乙,=2：1，,甲变压器原线圈上电压为,U,甲,，,副线圈上的电流为,I,甲,，,乙变压器原线圈上电压为,U,乙,，,副线圈上的电流为,I,乙,，,则有 （）,A.U,甲,=,U,乙,I,甲,=,I,乙,B.U,甲,=2,U,乙,I,甲,=,I,乙,C.U,甲,=2,U,乙,I,乙,=,2,I,甲,D.U,甲,=2,U,乙,I,甲,=,2,I,乙,R,乙,R,甲,U,甲,U,乙,I,甲,I,乙,甲,乙,解：设原线圈中电流为,I,0,，I,0,甲,=,I,0,乙,各只有一个副线圈，,I,甲,=,I,乙,P,甲,=,I,甲,2,R,甲,=,I,0,U,甲,P,乙,=,I,乙,2,R,乙,=,I,0,U,乙,U,甲,=2,U,乙,B,例3、,如图所示，匀强磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度,B=0.20T，OCA,金属导轨与,OA,金属直导轨分别在,O,点和,A,点接一阻值为,R,1,=3.0,和,R,2,=6.0,体积可忽略的定值电阻，导轨,OCA,的曲线方程为,y,=1.0sin(/3,x,)（m),金属棒,ab,平行于,y,轴，长为1.5,m，,以速度,v,=5.0 m/s,水平向右匀速运动（,b,点始终在,O,x,轴上），设金属棒与导轨接触良好，摩擦不计，电路中除了电阻,R,1,和,R,2,外，其余电阻均不计，求：,（1）,金属棒在导轨上运动时,R,1,的最大功率,（2）金属棒在导轨上从,x,=0,到,x,=3m,的运动过程中，外力必须做的功,R,2,R,1,A,O,C,x/m,y/m,1.0,b,a,B,3.0,R,2,R,1,A,O,C,x/m,y/m,1.0,b,a,B,3.0,解：,（1）,ab,棒运动时产生感应电动势,E=,B,yv,画出等效电路如图示（不计电源内阻）：,b,a,E,R,1,R,2,3,6,I,1,=E/R,1,=1/3,B,yv,P,1,=I,1,2,R,1,=1/9 B,2,y,2,v,2,R,1,P,1m,=1/9 B,2,y,m,2,v,2,R,1,=,1/90.041253=,1/3 W,（2）,E=,B,yv,y,所以,E,按正弦规律变化,E,m,=B,y,m,v,=0.21.05=1V,E,有,=0.707,V,t=,x/v,=3/5=0.6s,R,并,=36/9=2,W=Q=E,有,2,/,R,并,t=0.5/20.6=0.15 J,、,如图所示，,OACO,为置于水平面内的光滑闭合金属导轨，,O、C,处分别接有短电阻丝（图中用粗线表示），,R,1,=4、R,2,=8，（,导轨其它部分电阻不计），导轨,OAC,的形状满足方程,y,=2 sin(/3,x,)（,单位：,m),磁感应强度,B=0.2T,的匀强磁场方向垂直于导轨平面，一足够长的金属棒在水平外力,F,作用下，以恒定的,速率,v,=5.0 m/s,水平向右在导轨上从,O,点,滑动到,C,点，棒与导轨接触良好且始终保持与,OC,导轨垂直，不计棒的电阻，求：,（1）,外力,F,的最大值，,（2）金属棒在导轨上运动时电阻,丝,R,1,上消耗的的最大功率,（3）在滑动过程中通过金属棒,的电流,I,与时间,t,的关系。,上海03年高考,y,R,2,R,1,C,O,A,x,B,v,解：,（1）金属棒匀速运动时产生感应电动势,E=,B,Lv,画出等效电路如图示（不计电源内阻）：,b,a,E,R,1,R,2,4,8,I=E/R,总,F,外,=,F,安,=,BIL=B,2,L,2,v/R,总,L,m,=2sin/2=2m ,R,总,=,R,1,R,2,/（R,1,+R,2,）=8/3 ,F,max,=B,2,L,m,2,v/R,总,=0.2,2,2,2,5.0 3/8=0.3,N ,（2）,P,1m,=E,2,/R,1,=B,2,L,m,2,v,2,/R,1,=,0.2,2,2,2,5.0,2,/4=1W,（3）金属棒与导轨接触点间的长度随时间变化,L=2 sin(/3,x,)(m),x=,vt,E=,B,Lv,I=E/R,总,=,B,v,/R,总,2,sin(/3,vt,),=3/4 sin(5,t,/3)(,安),例4,、如图示，电阻均 为,r=0.5,的导体,AB、CD，,质量分别为,m、2m，,分别在,F=6N,的外力作用下沿光滑导轨向相反的方向由静止开始运动，匀强磁场垂直纸面向里，磁感应强度,B=0.4T，,两平行导轨间距离为,L=0.5m，,导轨的电阻不计，所接电阻,R=1，,平行板电容器两板相距1,cm，,求：,导体,AB,和,CD,运动的最大速度,电容器两板间电场强度的大小和方向,A,B,R,F,C,D,F,A,B,R,F,C,D,F,解,：导体,AB,和,CD,运动时分别产生感应电动势,E,1,、E,2,E,1,=BLv,1,E,2,=BLv,2,AB,和,CD,分别受到安培力,f,的作用,等效电路如图示：,A,B,R,C,D,F,F,f,f,由动量守恒定律,mv,1,+2mv,2,=0,I=(E,1,+E,2,)/(R+2r)=3BLv,2,/(R+2r),AB,和,CD,同时达到最大速度时,f=,BI,m,L,=F,v,2m,=F(R+2r)/3B,2,L,2,=62/（3 4,2,0.5,2,）=1m/s,v,1m,=2m/s,I,m,=F/BL=6/2=3A,U,R,=IR=3V,电场强度,E=U,R,/d=3/0.01=300V/m,方向向左,P221/2,如图所示,竖直放置的光滑平行金属导轨,相距,l,导轨一端接有一个电容器,电容量为,C,匀强磁场垂直纸面向里,磁感应强度为,B,质量为,m,的金属棒,ab,可紧贴导轨自由滑动.现让,ab,由静止下滑,不考虑空气阻力,也不考虑任何部分的电阻和自感作用.问金属棒的做什么运动？,棒落地时的速度为多大？,B,C,l,h,m,a,b,解：,ab,在,mg,作用下加速运动，经时间,t，,速度增为,v，a=v/t,mg,产生感应电动势,E=,B,l,v,电容器带电量,Q=CE=,CB,l,v,感应电流,I=Q/t=CBL v/t=,CB,l,a,产生安培力,F=,BI,l,=CB,2,l,2,a,F,由牛顿运动定律,mg-F=ma,ma=mg-CB,2,l,2,a,a=mg/(m+C B,2,l,2,),ab,做初速为零的匀加直线运动,加速度,a=mg/(m+C B,2,l,2,),落地速度为,例,在光滑的水平面上，有一竖直向下的匀强磁场，分布在宽度为,L,的,区域,内,，现有一,边长为,d（dL）,的正方形闭合,线框,以垂直于磁场,边界,的初速度,v,0,滑过磁场,，,线框刚好能穿过磁场，则线框在滑进磁场的过程中产生的热量,Q,1,与滑出磁场的过程中产生的热量,Q,2,之比为 (),A.1：1 B.2：1 C.3：1 D.4：1,v,0,d,L,解：,由动量定理,F,t=B,2,L,2,d/R=mv,0,mv,1,备注,F,t=B,2,L,2,d/R=mv,1,-0,v,0,=2v,1,由能量守恒定律,1/2,mv,0,2,-1/2 mv,1,2,=Q,1,1/2,mv,1,2,=Q,2,Q,1,/Q,2,=3：1,C,下页,备注,v,0,d,设线框即将进入磁场时的速度为,v,0,，,全部进入磁场时的速度为,v,t,将线框进入的过程分成很多小段,每一段的运动可以看成是,速度为,v,i,的匀速运动,对每一小段，由动量定理:,f,1,t=B,2,L,2,v,0,t/R=mv,0,mv,1,（1）,f,2,t=B,2,L,2,v,1,t/R=mv,1,mv,2,（2）,f,3,t=B,2,L,2,v,2,t/R=mv,2,mv,3,（3）,f,4,t=B,2,L,2,v,3,t/R=mv,3,mv,4,（4）,f,n,t=B,2,L,2,v,n,-1,t/R=,mv,n,-1,mv,t,（n）,v,0,t+v,1,t+v,2,t+v,3,t+,v,n,-1,t+,v,n,t=d,将各式相加，得,B,2,L,2,d/R=mv,0,mv,t,可见速度的变化跟位移成线性关系,如图示，匀强磁场的磁感应强度为,B，,导体棒,ab,与光滑导轨接触良好，有效长度为,L，,外电阻为,R，,现用外力使导体棒以,O O,为平衡位置做简谐运动，其周期为,T，,棒经,O O,时的,速度为,V，,试求：将棒从左边最大位置移至平衡位置的过程中，外力所做的功（已知棒的质量为,m）,O,B,O,R,b,a,例5,O,B,O,R,b,a,解,：,ab,做简谐运动时的速度为,v，,则产生的感应电动势为：,E=,BLv,=,BLVsin,t ,正弦交流电,其最大值为,E,m,=BLV,有效值为,E=0.707BLV,产生的感应电流功率为,P=E,2,/R=（BLV）,2,2R,运动的时间为,t=T/4,产生的感应电能为,W,电,=,Pt=（BLV）,2,T 8R,由能量守恒定律得,W,F,=W,电,+1/2 m V,2,=（BLV）,2,T 8R+1/2 m V,2,题目,练习、,如图示为间距为,L,的光滑平行金属导轨，水平地放在竖直方向的磁感应强度为,B,的匀强磁场中,，,一端电阻,R，,一电阻是,r、,质量为,m,的导体棒,ab,放置在导轨上，在外力,F,作用下从,t=0,的时刻开始运动，其速度随时间的变化规律为,V=,V,m,sin,t，,不计导轨电阻，试求：,从,t=0,到,t=2/,时间内电阻,R,产生的热量,从,t=0,到,t=/2,时间内外力,F,所做的功,B,R,b,a,解,：,B,R,b,a,r,ab,运动时的速度为,V=,V,m,sin,t，,则产生的感应电动势为：,E=BLV=,BLV,m,sin,t ,正弦交流电,其最大值为,E,m,=,BLV,m,有效值为,E=0.71BLV,m,R,b,a,r,E,I=E/（R+r）,电阻,R,产生的热量为,Q=I,2,Rt,=（0.71BLV,m,）,2,（R+r）,2,R 2/,=R B,2,L,2,V,m,2,（R+r）,2,由能量守恒定律，外力,F,所做的功转化为电能和动能,W,F,=W,电,+1/2,m V,2,=/2 （,BLV,m,）,2,2（R+r）,+1/2 m V,2,=B,2,L,2,V,m,2,4（R+r）+1/2 m V,m,2,题目,B,1,B,2,b,a,P212/3,如图示,螺线管匝数,n=4,截面积.,S=0.1m,2,管内匀强磁场以,B,1,/t=10T/s,逐渐增强,螺线管两端分别与两根竖直平面内的平行光滑直导轨相接,垂直导轨的水平匀强磁场,B,2,=2T,现在导轨上垂直放置一根质量,m=0.02kg,长,l,=0.1m,的铜棒,回路总电阻为,R=5,试求铜棒从静止下落的最大速度.(,g=10m/s,2),解:,螺线管产生,感生电动势,E,1,=,nS,B,1,/t=4V,方向如图示,mg,F,1,I,1,=0.8A F,1,=B,2,I,1,L=0.16N mg=0.2N,mg F,1,ab,做加速运动,又产生感应电动势,E,2,（,动生电动势,）,mg,F,2,当达到稳定状态时,F,2,=mg=0.2N,F,2,=BI,2,L I,2,=1A,I,2,=(E,1,+E,2,)/R=(4+E,2,)/5=1A,E,2,=1V=,BLv,m,v,m,=5m/s,2003年江苏高考18,（13分）如图所示，两根平行金属导轨固定在水平桌面上，每根导轨每米的电阻为,r,0,=0.10,/m,，,导轨的端点,P、Q,用电阻可忽略的导线相连，两导轨间的距离,l,=0.20m.,有随时间变化的匀强磁场垂直于桌面，已知磁感强度,B,与时间,t,的关系为,B=,kt,比例系数,k=0.020T/s.,一电阻不计的金属杆可在导轨上无摩擦地滑动，在滑动过程中保持与导轨垂直，在,t=0,时刻，金属杆紧靠在,P、Q,端，在外力作用下，杆以恒定的加速度从静止开始向导轨的另一端滑动，求在,t=6.0s,时金属杆所受的安培力.,Q,P,解：,以,a,表示金属杆运动的加速度，,Q,P,在,t,时刻，金属杆与初始位置的距离,L=1/2,a,t,2,此时杆的速度,v,=,a,t，,这时，杆与导轨构成的回路的面积,S=,L,l,，,回路中的感应电动势,E=S,B/,t +,B,l,v,=,S,k,+,B,l,v,回路的总电阻,R=2Lr,0,回路中的感应电流,i,=E/R,作用于杆的安培力,F=B,l i,解得,F=3,k,2,l,2,t 2r,0,，,代入数据为,F=1.44,10,-3,N,例6,（2000年高考科研试题）如图所示，两根相距为的足够长的平行金属导轨位于水平的,xOy,平面内，一端接有阻值为的电阻在,x 0,的一侧存在沿竖直方向的非均匀磁场，磁感强度,B,随,x,的增大而增大，,B,x，,式中的是一常量一金属直杆与金属导轨垂直，可在导轨上滑动当0 时位于,x 0,处，速度为,，方向沿,x,轴的正方向在运动过程中，有一大小可调节的外力作用于金属杆以保持金属杆的加速度恒定，大小为，方向沿,x,轴的负方向设除外接的电阻,R,外，所有其他电阻都可以忽略问：,（1）该回路中的感应电流持续的时间多长？（2）当金属杆的速度大小为,2 时，回路中的感应电动势有多大？,d,B,O,x,y,v,0,R,解:,d,B,O,x,y,v,0,R,（1）金属杆在导轨上先是向右做加速度为的匀减速直线运动，到导轨右方最远处速度为零，后又沿导轨向左做加速度为的匀加速直线运动当过了,y,轴后，由于已离开了磁场区，故回路不再有感应电流,以,表示金属杆做匀减速运动的时间，有,/,从而，回路中感应电流持续的时间,T2,2,（2）以,x,表示金属杆的速度变为,2 时它所在的,x,坐标，,由 ,2,2,x,，,可得,x,3,2,8，,从而，此时金属杆所在处的磁感强度,B,x,3,8,所以，此时回路中的感应电动势,E,B,d3,16,例7：,水平放置的导轨处于垂直轨道平面的匀强磁场中，今从静止起用力拉金属棒,ab,，,若拉力为恒力，经,t,1,秒,ab,的速度为,v，,加速度为,a,1,，,最终速度为2,v,若拉力的功率恒定，经,t,2,秒,ab,的速度为,v，,加速度为,a,2,，,最终速度为2,v,求,a,1,和,a,2,的关系,B,b,a,R,F,安1,a,t,v,2,v,F,F,F,安,解：,拉力为恒力：,最终有,F=F,安,=,B,2,L,2,2v/R,a,1,=(F-B,2,L,2,v/R)/m=F/m -B,2,L,2,v/,mR,=B,2,L,2,v/,mR,拉力的功率恒定：,F=F,安,=,P/2v=B,2,L,2,2v/R,P/v=4B,2,L,2,v/R,a,2,=(F,2,-F,安,)/,m,=P/v-B,2,L,2,v/R/m=3B,2,L,2,v/,mR,a,2,=3a,1,B,N,M,Q,P,例8,、如图示，,U,形导体框架的宽度,L=0.5m，,电阻忽略不计，其所在平面与水平面成,=30，,一根,质量,m=0.1kg、,有效电阻,R=0.5,的导体棒,MN,垂直跨放在,U,形框架上，离,PQ,的距离为,b=0.2m，,整个装置处于与滑轨平面正交、磁感应强度按,B=0.2t,2,T,规律变化的磁场中，,t=0,时导体恰好静止，（,g=10m/s,2,）,求：,经过多少时间导体开始滑动,这段时间内通过导体棒横截面的电量,B,N,M,Q,P,解：,t=0,时,B=0，,恰好静止,f,m,=,mgsin,30=0.5N,E=/t=Lb B/t=0.50.2 0.4t=0.04t,伏,I=E/R=0.08 t,安,导体开始滑动时，受力如图示,N,BIL,mg,N,f,m,BIL=,f,m,+,mgsin,30=1N,0.2,t,2,0.08 t0.5=1,t,3,=1/0.008,t=5,秒,I=E/R=/R t,q=I t=,BLb,/R,=0.2250.50.2/0.5=,1,库仑,例9,、一质量为,M=1kg,的小车上固定有一质量为,m=0.2 kg，,高,l,=0.05m、,电阻,R=100,的100匝矩形线圈，一起静止在光滑水平面上，现有一质量为,m,0,的子弹以,v,0,=110m/s,的水平速度射入小车中，并随小车线圈一起进入一与线圈平面垂直，磁感强度,B=1.0T,的水平匀强磁场中如图甲所地，小车运动过程的,v,s,图象如图乙所示。求：,（1）子弹的质量,m,0,为,。,（2）图乙中,s=10cm,时线圈中的电流强度,I,为,。,（3在进入过程中通过线圈某一截面的电量为,。,（4）求出线圈小车通过磁场的过程中线圈电阻的发热量为,。,v,0,l,50,0,10,20,30,40,5,10,s,/cm,V/ms,1,8,2,解：,由图象可知：进入磁场时，,v,1,=10m/s,由动量守恒定律,m,0,v,0,=(M+m+m,0,)v,1,m,0,=0.12kg,由图象可知：,s=10cm v,2,=8m/s,E=nBLv,2,=10010.058=40V,I=E/R=0.4A,由图象可知：线圈宽度为,d=10cm,q=I,t=n /R=10010.10.05/100=,510,-3,C,由图象可知：出磁场时，,v,t,=2m/s,Q=1/2(M+m+m,0,)(v,1,2,v,t,2,)=1/21.32(100-4)=,63.4J,思考：为什么,v-s,图象是三段折线？,答：见,备注,。,03年上海高考18、,（7分）图1为某一热敏电阻,R(,电阻值随温度的改变而改变，且对温度很敏感)的,I,-,U,关系曲线图。,为了通过测量得到图1所示,I,-,U,关系的完整曲线，在图2和图3两个电路中应选择的是图,；简要说明理由：,。（电源电动势为9,V，,内阻不计，滑线变阻器的阻值为0-100,）,在图4电路中，电源电压恒为9,V，,电流表读数为70,mA,，,定值电阻,R,1,=250。,由热敏电阻的,I,-,U,关系曲线可知，热敏电阻两端的电压为_,V；,电阻,R,2,的阻值为,。,举出一个可以应用热敏电阻的例子：_。,V,A,图2,V,A,图3,I,/,mA,U,/V,1 2 3 4 5 6 7,50,0,图1,10,20,30,40,A,R,1,R,2,热敏电阻,9V,图4,R,2,电压可从0,V,调到所需电压，调节范围较大,解,:,I,1,=9/250=0.036A=36mA I,2,=34mA,由图1得,U,R,=5.2V,5.2,R,2,=(9-5.2)/0.034=111.8,111.6112.0,热敏温度计,如图示，、为两匀强磁场区，磁感应强度均为,B，,方向如图示，两区域中间为宽,L/2,的无磁场区，有一边长为,L、,粗细均匀、各边电阻为,R,的正方形金属框,abcd,置于区域，,ab,边与,磁场边界平行，现拉着金属框以速度,v,水平向右匀速运动，则,（1）分别求出当,ab,边刚进入中央无磁场区和进入磁场区时，通过,ab,边的电流大小和方向.,（2）画出金属框从区域刚出来到完全拉入区域过程中水平拉力与时间的关系图象.,（3）求上述（2）过程,中拉力所做的功,04年南师大模考16,d,a,b,c,d,a,b,c,解,：（1）,ab,刚进入，,cd,边产生,E,E,E=,BLv,I,1,=,BLv,/4R,顺时针方向,d,a,b,c,ab,刚进入，,ab,、,cd,边都产生,E,E,E,I,2,=2BLv/4R,逆时针方向,（2）,ab,刚进入，,F,1,=BI,1,L=B,2,L,2,v/4R,F,1,ab,刚进入，,F,2,=2BI,2,L=B,2,L,2,v/R,F,2,ab,进入，,cd,还在，,ab,边产生,E,F,3,=BI,3,L=BI,1,L=B,2,L,2,v/4R,三段时间都为,L/2v,F-t,图象如右图示,0,t,F,B,2,L,2,v/R,B,2,L,2,v/4R,L/2v,L/v,3L/2v,（3）,W=F,1,L/2+F,2,L/2+F,3,L/2,=,3B,2,L,3,v/4R,例10、,如图所示，,PR,是一块长为,L=4,米的绝缘平板固定在水平地面上，整个空间有一个平行于,PR,的匀强电场,E，,在板的右半部分有一个垂直于纸面向外的匀强磁场,B，,一个质量为,m=0.1,千克、带电量为,q=0.5,库仑的物体，从板的,P,端由静止开始在电场力和摩擦力的作用下向右做匀加速运动，进入磁场后恰能做匀速运动。当物体碰到板,R,端挡板后被弹回，若在碰撞瞬间撤去电场，物体返回时在磁场中仍做匀速运动，离开磁场后做匀减速运动停在,C,点，,PC=L/4，,物体与平板间的动摩擦因素为,=0.4。,求：,判断物体带电性质，正电还是负电荷？,物体与挡板碰撞前后的速度,v,1,和,v,2,；,磁感强度,B,的大小；,电场强度,E,的大小和方向,。,E,B,R,P,C,D,B,R,P,C,v,2,D,a,解：,返回时，,RD,无电场力，能作匀速运动，表明无摩擦力,qv,2,B,向上，,物体带正电,。受力如图,a,示,qv,2,B=mg ,mg,qv,2,B,D C，,无磁场力，-,mg0.25L=1/2mv,2,2,P D，,加速，,E,向右(,qE,mg)1/2L=1/2mv,1,2,E,B,R,P,C,v,1,D,b,D R，,受力如图,b,示,mg,qv,1,B,qE,N,N,qE,=(mg+qv,1,B),解得,qv,1,B=2N qv,2,B=1N,qE,=1.2N,v,1,=5.66m/s,v,2,=2.83m/s,B=0.71T,E=2.4V/m,方向向右,例11、,某空间存在着一个变化的电场和一个变化的磁场，如图示，电场方向由,B,到,C，,在,A,点，从,t=1s,末开始，每隔2,s,有一个相同的带电粒子（不计重力）沿,AB,方向（垂直于,BC）,以速度,v,射出，恰好能击中,C,点，若,AC=2BC，,且粒子在,AC,间运动的时间小于1,s。,试问：,1.图线上,E,和,B,的比值有多大？磁感应强度,B,的方向如何？,2.若第一个粒子击中,C,点的时刻已知为（1,s+,t），,那么第二个粒子击中,C,点为何时刻？,A,B,C,2,4,6,E,t,/s,B,t/s,2,4,6,解：,在1,s,末,粒子在磁场中受洛仑兹力做匀速圆周运动,令,BC=y,不难得到:,AC=2y,R=,mv,/,qB,=2y B=,mv,/2qy,A,B,C,qvB,R,y,x,v,2y,60,在3,s,末,第二个粒子在电场中受电场力做类似平抛运动,qE,E/B=4v/3,第一个粒子经过,t,击中,C,点，,t=1/6T=m/3qB,第二个粒子击中,C,点经过,t,秒,第二个粒子击中,C,点的时刻为3+,t,秒,04年江苏高考12,(12分)某同学对黑箱(见图1)中一个电学元件的伏安特性进行研究通过正确测量，他发现该元件两端的电压,U,ab,(,U,ab,=,U,a,-,U,b,),与流过它的电流,I,之间的变化关系有如下规律,当 -15,V,U,ab,0,V,时，,I,近似为零,当,U,ab,0,时，,U,ab,和,I,的实验数据见下表：,（1）在图2中画出,U,ab,0,时该元件的伏安特性曲线(可用铅笔作图),（2）根据上述实验事实该元件具有的特性是_。,编号,1,2,3,4,5,6,7,U,ab,/V,0.000,0.245,0.480,0.650,0.705,0.725,0.745,I/,mA,0.00,0.15,0.25,0.60,1.70,4.25,7.50,b,a,图1,见下页,单向导电性,（3）若将此黑箱接入图3电路中，并在该电路的,cd,两端输入如图4(甲)所示的方波电压信号,u,cd,请在图4(乙)中定性画出负载电阻,R,L,上的电压信号,u,ef,的波形,b,a,u,cd,u,ef,c,f,e,d,R,L,3k,图3,t/s,t/s,u,cd,/V,12,-12,B/T,0,0,u,ef,/V,(甲),图4,(乙),0,U,ab,/V,I/,mA,0.8,8.0,0.1,0.2,0.3,0.4,0.5,0.6,0.7,1.0,2.0,3.0,4.0,5.0,6.0,7.0,编号,1,2,3,4,5,6,7,U,ab,/V,0,0.245,0.480,0.650,0.705,0.725,0.745,I/,mA,0,0.15,0.25,0.60,1.70,4.25,7.50,题目,04年江苏高考13,(14分)如图所示，一个变压器(可视为理想变压器)的原线圈接在220,V,的市电上，向额定电压为1.8010,4,V,的霓虹灯供电，使它正常发光为了安全，需在原线圈回路中接入熔断器，使副线圈电路中电流超过12,mA,时，熔丝就熔断,（1）熔丝的熔断电流是多大?（2）当副线圈电路中电流为10,mA,时变压器的输入功率是多大?,霓虹灯,熔断器,解：,(1)设原、副线圈上的电压、电流分别为,U,1,、U,2,、I,1,、I,2,根据理想变压器的输入功率等于输出功率，,有,I,1,U,1,=I,2,U,2,当,I,2,=12,mA,时，,I,1,即为熔断电流代人数据，得,I,1,=0.98 A,(2)设副线圈中电流为,I,2,=10,mA,时，,变压器的输入功率为,P,1,根据理想变压器的输入功,率等于输出功率，有,P,1,=I,2,U,2,代人数据，得,P,1,=180 W,04年江苏高考14,(14分)如图所示的电路中，电源电动势,E=6.00,V,，,其内阻可忽略不计电阻的阻值分别为,R,1,=2.4 k、,R,2,=4.8k，,电容器的电容,C=4.7F,闭合开关,S,，,待电流稳定后，用电压表测,R,1,两端的电压，其稳定值为1.50,V,（1）,该电压表的内阻为多大?,（2）由于电压表的接入，电容器的带电量变化了多少?,S,E,R,2,R,1,C,解：,(1)设电压表的内阻为,R,V,，,测得,R,1,两端的电压为,U,1,，R,1,与,R,V,并联后的总电阻为,R，,则有,由串联电路的规律,联立，得,代入数据，可得,R,V,=4.8k,S,E,R,2,R,1,C,(2)电压表接入前，电容器上的电压,U,C,等于电阻,R,2,上的电压，,R,1,两端的电压为,U,R1,，,则,又,接入电压表后，电容器上的电压为,由于电压表的接入，电容器带电量增加了,由以上各式解得,代入数据，可得,04年江苏高考17,17.(16分)汤姆生用来测定电子的比荷(电子的电荷量与质量之比)的实验装置如图所示，真空管内的阴极,K,发出的电子(不计初速、重力和电子间的相互作用)经加速电压加速后，穿过,A,中心的小孔沿中心轴,O,1,O,的方向进入到两块水平正对放置的平行极板,P,和,P,间的区域当极板间不加偏转电压时，电子束打在荧光屏的中心,O,点处，形成了一个亮点；加上偏转电压,U,后，亮点偏离到,O,点，(,O,与,O,点的竖直间距为,d,，,水平间距可忽略不计此时，在,P,和,P,间的区域，再加上一个方向垂直于纸面向里的匀强磁场调节磁场的强弱，当磁感应强度的大小为,B,时，亮点重新回到,O,点已知极板水平方向的长度为,L,1,，,极板间距为,b,，,极板右端到荧光屏的距离为,L,2,(,如图所示)(1)求打在荧光屏,O,点的电子速度的大小。,(2)推导出电子的比荷的表达式,解：,（1）当电子受到的电场力与洛沦兹力平衡时，电子做匀速直线运动，亮点重新回复到中心,O,点，设电子的速度为,v，,则,evB,=,eE,得,v=E/B,即,v=U/Bb,（2）当极板间仅有偏转电场时，电子以速度,v,进入后，竖直方向作匀加速运动，加速度为,a=,eU,/,mb,电子在水平方向作匀速运动，在电场内的运动时间为,t,1,=L/v,这样，电子在电场中，竖直向上偏转的距离为,离开电场时竖直向上的分速度为,电子离开电场后做匀速直线运动，经,t,2,时间到达荧光屏,t,2,=L,2,/v,t,2,时间内向上运动的距离为,这样，电子向上的总偏转距离为,可解得,题目,