高考物理考前特训： 电学计算大题（解析版）.doc

PAGE2 / NUMPAGES2 电学计算大题【原卷】 1．（2021·天津高三一模）如图所示，上、下水平放置的两带电金属板相距为，板间有竖直向下的匀强电场E。距上板处有一带电荷量为的小球B，在小球B上方有一带电荷量为的小球A，两小球的大小不计、质量均为m，用长度为l的绝缘轻杆相连。已知，现让两小球从静止释放，小球可以通过上板的小孔进入电场中（空气阻力g不计，重力加速度为g）。求： （1）B球刚进入电场时速度的大小； （2）设，当B球刚进入电场内，杆对A球作用力为重力的多少倍？方向指向哪里？ （3）B球是否能碰到下板？如能，求B球刚碰到下板时的速度大小；如不能，请通过计算说明理由。 2．（2021·山东枣庄市高三二模）如图所示，在平面直角坐标系中，直线距x轴为d，直线距x轴为，直线下方区域存在沿y轴正方向的匀强电场，之间存在垂直于坐标系平面向外的匀强磁场。从时刻，一个质量为m，带电荷量为的粒子以初速度由坐标原点O处，沿x轴正方向射入电场，在上的P点进入磁场，P点坐标为.不计粒子受到的重力。求： （1）电场强度E的大小； （2）若粒子恰好不从直线处离开磁场，则磁感应强度的大小； （3）在第（2）问条件下，粒子经过x轴的时刻。  3．（2021·福建福州市高三二模）如图所示，在平面直角坐标系中的第一、二象限内有一个矩形区域内存在垂直纸面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场，在x轴上，。在第四象限正方形内存在沿方向、大小的匀强电场，沿第三象限放置一平面足够大的荧光屏，屏与y轴平行。一个电子A从坐标原点沿方向射入磁场，恰好不从边射出磁场。已知电子的质量为m，电荷量为。试求： （1）电子射入磁场时的速度大小v； （2）电子在电场中运动的时间； （3）若另一电子C从x坐标轴上某点以相同的速度射入磁场。A、C打在荧光屏上同一点，电子射入磁场时的坐标x。 4．（2021·浙江温州市高三二模）如图甲所示，倾角为的光滑斜面固定在粗糙程度较大的水平地面上，斜面底部区域内及右侧区域分布着竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B，边界、间的距离为L，为斜面最低处。将质量为m、电阻为R、边长为L的正方形匀质金属框（表面涂有绝缘漆）从边距边界的距离为L处静止释放，当边到达处时刚好速度为零，接着用外力使框做“翻跟头”运动，即框以边为轴顺时针翻转，然后以边为轴顺时针翻转，再以边为轴顺时针翻转，…，如此不断重复，每转到竖直和水平时位置记为I、II、III、IV、V、VI、…。翻转过程中，金属框不打滑，并保持角速度大小恒为，空气阻力不计，重力加速度为g，以位置I作为计时起点即。 （1）求金属框进入区域的过程中，流过边的电量； （2）写出金属框从位置Ⅰ到位置Ⅱ的过程中，a、b两点的电势差随时间变化的函数式； （3）求金属框从位置Ⅰ到位置Ⅱ的过程中，外力对框做的功； （4）在图示坐标系内画出金属框从位置Ⅰ到位置V的过程中，电势差随时间变化的函数图像（标出相应的纵横坐标）。 5．（2021·北京海淀区高三一模）类比是一种重要的科学思想方法。在物理学史上，法拉第通过类比不可压缩流体中的流速线提出用电场线来描述电场。 （1）静电场的分布可以用电场线来形象描述，已知静电力常量为k。 ①真空中有一电荷量为Q的正点电荷，其周围电场的电场线分布如图甲所示。距离点电荷r处有一点P，请根据库仑定律和电场强度的定义，推导出P点场强大小E的表达式； ②如图甲所示，若在A、B两点放置的是电荷量分别为+q1和-q2的点电荷，已知A、B间的距离为2a，C为A、B连线的中点，求C点的电场强度的大小EC的表达式，并根据电场线的分布情况比较q1和q2的大小关系。 （2）有一足够大的静止水域，在水面下足够深的地方放置一大小可以忽略的球形喷头，其向各方向均匀喷射水流。稳定后水在空间各处流动速度大小和方向是不同的，为了形象地描述空间中水的速度的分布，可引入水的“流速线”。水不可压缩，该情景下水的“流速线”的形状与图甲中的电场线相似，箭头方向为速度方向，“流速线”分布的疏密反映水流速的大小。 ①已知喷头单位时间喷出水的体积为Q1，写出喷头单独存在时，距离喷头为r处水流速大小v1的表达式； ②如图丙所示，水面下的A点有一大小可以忽略的球形喷头，当喷头单独存在时可以向空间各方向均匀喷水，单位时间喷出水的体积为Q1；水面下的B点有一大小可以忽略的球形吸收器，当吸收器单独存在时可以均匀吸收空间各方向的水，单位时间吸收水的体积为Q2。同时开启喷头和吸收器，水的“流速线”的形状与图乙中电场线相似。若A、B间的距离为2a，C为A、B连线的中点。喷头和吸收器对水的作用是独立的，空间水的流速和电场的场强一样都为矢量，遵循矢量叠加原理，类比图乙中C处电场强度的计算方法，求图丙中C点处水流速大小v2的表达式。 6．（2021·