2021年高中物理經(jīng)典題庫電學(xué)計(jì)算題.doc
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1、電學(xué)計(jì)算題集粹(63個)1如圖3-87所示電路中,電源電動勢24,內(nèi)阻不計(jì),電容12,10,60,20,40,電流表示數(shù)為零,此時電容器所帶電量7210,求電阻阻值?圖3-872如圖3-88中電路各元件值為:10,20,300,電源電動勢6,內(nèi)阻不計(jì),單刀雙擲開關(guān)開始時接通觸點(diǎn)2,求:圖3-88(1)當(dāng)開關(guān)從觸點(diǎn)2改接觸點(diǎn)1,且電路穩(wěn)定后,電容所帶電量(2)若開關(guān)從觸點(diǎn)1改接觸點(diǎn)2后,直至電流為零止,通過電阻電量3光滑水平面上放有如圖3-89所示用絕緣材料制成形滑板(平面某些足夠長),質(zhì)量為4,距滑板壁為距離處放有一質(zhì)量為,電量為大小不計(jì)小物體,物體與板面摩擦不計(jì),整個裝置處在場強(qiáng)為勻強(qiáng)電場中
2、初始時刻,滑塊與物體都靜止,試問:圖3-89(1)釋放小物體,第一次與滑板壁碰前物體速度多大?(2)若物體與壁碰后相對水平面速率為碰前速率35,則物體在第二次跟壁碰撞之前,滑板相對于水平面速度和物體相對于水平面速度分別為多大?(3)物體從開始運(yùn)動到第二次碰撞前,電場力做功為多大?(設(shè)碰撞所經(jīng)歷時間極短)4一帶電粒子質(zhì)量為、帶電量為,可以為本來靜止經(jīng)電壓為電場加速后,垂直射入磁感強(qiáng)度為勻強(qiáng)磁場中,依照帶電粒子在磁場中受力所做運(yùn)動,試導(dǎo)出它所形成電流電流強(qiáng)度,并扼要說出各步依照(不計(jì)帶電粒子重力)5如圖3-90所示,半徑為金屬球在勻強(qiáng)磁場中以恒定速度沿與磁感強(qiáng)度垂直方向運(yùn)動,當(dāng)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時,試求
3、:圖3-90(1)球內(nèi)電場強(qiáng)度大小和方向?(2)球上如何兩點(diǎn)間電勢差最大?最大電勢差是多少?6如圖3-91所示,小車質(zhì)量2,置于光滑水平面上,初速度為14帶正電荷02可視為質(zhì)點(diǎn)物體,質(zhì)量01,輕放在小車右端,在、所在空間存在著勻強(qiáng)磁場,方向垂直紙面向里,磁感強(qiáng)度05,物體與小車之間有摩擦力作用,設(shè)小車足夠長,求圖3-91(1)物體最大速度?(2)小車最小速度?(3)在此過程中系統(tǒng)增長內(nèi)能?(10)7把一種有孔帶正電荷塑料小球安在彈簧一端,彈簧另一端固定,小球穿在一根光滑水平絕緣桿上,如圖3-92所示,彈簧與小球絕緣,彈簧質(zhì)量可不計(jì),整個裝置放在水平向右勻強(qiáng)電場之中,試證明:小球離開平衡位置放開
4、后,小球運(yùn)動為簡諧運(yùn)動(彈簧始終處在彈性限度內(nèi))圖3-928有一種長方體形勻強(qiáng)磁場和勻強(qiáng)電場區(qū)域,它截面為邊長020正方形,其電場強(qiáng)度為410,磁感強(qiáng)度2102,磁場方向垂直紙面向里,當(dāng)一束質(zhì)荷比為41010正離子流以一定速度從電磁場正方形區(qū)域邊界中點(diǎn)射入如圖3-93所示,圖3-93(1)要使離子流穿過電磁場區(qū)域而不發(fā)生偏轉(zhuǎn),電場強(qiáng)度方向如何?離子流速度多大?(2)在離電磁場區(qū)域右邊界04處有與邊界平行平直熒光屏若撤去電場,離子流擊中屏上點(diǎn),若撤去磁場,離子流擊中屏上點(diǎn),求間距離9如圖3-94所示,一種初速為零帶正電粒子通過、兩平行板間電場加速后,從板上孔射出,當(dāng)帶電粒子到達(dá)點(diǎn)時,長方形區(qū)域內(nèi)
5、浮現(xiàn)大小不變、方向垂直于紙面且方向交替變化勻強(qiáng)磁場磁感強(qiáng)度04每經(jīng)(4)103,磁場方向變化一次粒子到達(dá)點(diǎn)時浮現(xiàn)磁場方向指向紙外,在處有一種靜止中性粒子,、間距離3直線垂直平分、已知16,帶電粒子荷質(zhì)比為1010,重力忽視不計(jì)求圖3-94(1)加速電壓為220時帶電粒子能否與中性粒子碰撞?(2)畫出它軌跡(3)能使帶電粒子與中性粒子碰撞,加速電壓最大值是多少?10在磁感強(qiáng)度05勻強(qiáng)磁場中,有一種正方形金屬線圈,邊長02,線圈邊跟磁場左側(cè)邊界重疊,如圖3-95所示,線圈電阻04,用外力使線圈從磁場中運(yùn)動出來:一次是用力使線圈從左側(cè)邊界勻速平動移出磁場;另一次是用力使線圈以邊為軸,勻速轉(zhuǎn)動出磁場,
6、兩次所用時間都是01試分析計(jì)算兩次外力對線圈做功之差圖3-9511如圖3-96所示,在平面內(nèi)有許多電子(每個電子質(zhì)量為,電量為)從坐標(biāo)原點(diǎn)不斷地以相似大小速度沿不同方向射入第象限現(xiàn)加上一種垂直于平面磁感強(qiáng)度為勻強(qiáng)磁場,規(guī)定這些電子穿過該磁場后都能平行于軸向軸正方向運(yùn)動,試求出符合該條件磁場最小面積圖3-9612如圖3-97所示裝置,1是加速電壓,緊靠其右側(cè)是兩塊彼此平行水平金屬板,板長為,兩板間距離為一種質(zhì)量為、帶電量為質(zhì)點(diǎn),經(jīng)加速電壓加速后沿兩金屬板中心線以速度水平射入兩板中,若在兩水平金屬板間加一電壓,當(dāng)上板為正時,帶電質(zhì)點(diǎn)恰能沿兩板中心線射出;當(dāng)下板為正時,帶電質(zhì)點(diǎn)則射到下板上距板左端4
7、處為使帶電質(zhì)點(diǎn)經(jīng)加速后,沿中心線射入兩金屬板,并可以從兩金屬之間射出,問:兩水平金屬板間所加電壓應(yīng)滿足什么條件,及電壓值范疇圖3-9713人們運(yùn)用發(fā)電機(jī)把天然存在各種形式能(水流能、煤等燃料化學(xué)能)轉(zhuǎn)化為電能,為了合理地運(yùn)用這些能源,發(fā)電站要修建在接近這些天然資源地方,但用電地方卻分布很廣,因而需要把電能輸送到遠(yuǎn)方某電站輸送電壓為6000,輸送功率為500,這時安裝在輸電線路起點(diǎn)和終點(diǎn)電度表一晝夜里讀數(shù)相差4800(即4800度電),試求(1)輸電效率和輸電線電阻(2)若要使輸電損失功率降到輸送功率2%,電站應(yīng)使用多高電壓向外輸電?14有一種磁性加熱裝置,其核心某些由焊接在兩個等大金屬圓環(huán)上根
8、間距相等平行金屬條構(gòu)成,成“鼠籠”狀,如圖3-98所示每根金屬條長度為,電阻為,金屬環(huán)直徑為、電阻不計(jì)圖中虛線表達(dá)空間范疇內(nèi)存在著磁感強(qiáng)度為勻強(qiáng)磁場,磁場寬度正好等于“鼠籠”金屬條間距,當(dāng)金屬環(huán)以角速度繞過兩圓環(huán)圓心軸旋轉(zhuǎn)時,始終有一根金屬條在垂直切割磁感線“鼠籠”轉(zhuǎn)動由一臺電動機(jī)帶動,這套設(shè)備效率為,求電動機(jī)輸出機(jī)械功率圖3-9815矩形線圈、材料相似,導(dǎo)線橫截面積大小不同,粗于,、由同一高度自由下落,同步進(jìn)入磁感強(qiáng)度為勻強(qiáng)場區(qū)(線圈平面與垂直如圖3-99所示),、同步離開磁場區(qū),試列式推導(dǎo)闡明圖3-9916勻強(qiáng)電場場強(qiáng)20101,方向水平電場中有兩個帶電質(zhì)點(diǎn),其質(zhì)量均為1010質(zhì)點(diǎn)帶負(fù)電,
9、質(zhì)點(diǎn)帶正電,電量皆為1010開始時,兩質(zhì)點(diǎn)位于同一等勢面上,初速度201,初速度121,均沿場強(qiáng)方向在后來運(yùn)動過程中,若用表達(dá)任一時刻兩質(zhì)點(diǎn)間水平距離,問當(dāng)數(shù)值在什么范疇內(nèi),可判斷哪個質(zhì)點(diǎn)在前面(規(guī)定圖3-100中右方為前),當(dāng)數(shù)值在什么范疇內(nèi)不可判斷誰前誰后?圖3-10017如圖3-101所示,兩根相距為足夠長平行金屬導(dǎo)軌位于水平平面內(nèi),一端接有阻值為電阻在0一側(cè)存在沿豎直方向均勻磁場,磁感強(qiáng)度隨增大而增大,式中是一常量,一金屬直桿與金屬導(dǎo)軌垂直,可在導(dǎo)軌上滑動,當(dāng)0時位于0處,速度為,方向沿軸正方向在運(yùn)動過程中,有一大小可調(diào)節(jié)外力作用于金屬桿以保持金屬桿加速度恒定,大小為,方向沿軸負(fù)方向設(shè)
10、除外接電阻外,所有其他電阻都可以忽視問:圖3-101(1)該回路中感應(yīng)電流持續(xù)時間多長?(2)當(dāng)金屬桿速度大小為2時,回路中感應(yīng)電動勢有多大?(3)若金屬桿質(zhì)量為,施加于金屬桿上外力與時間關(guān)系如何?18如圖3-102所示,有一矩形絕緣木板放在光滑水平面上,另一質(zhì)量為、帶電量為小物塊沿木板上表面以某一初速度從端沿水平方向滑入,木板周邊空間存在著足夠大、方向豎直向下勻強(qiáng)電場已知物塊與木板間有摩擦,物塊沿木板運(yùn)動到端正好相對靜止,若將勻強(qiáng)電場方向改為豎直向上,大小不變,且物塊仍以原初速度沿木板上表面從端滑入,成果物塊運(yùn)動到木板中點(diǎn)時相對靜止求:圖3-102(1)物塊所帶電荷性質(zhì);(2)勻強(qiáng)電場場強(qiáng)大
11、小19(1)設(shè)在磁感強(qiáng)度為勻強(qiáng)磁場中,垂直磁場方向放入一段長為通電導(dǎo)線,單位長度導(dǎo)線中有個自由電荷,每個電荷電量為,每個電荷定向移動速率為,試用通過導(dǎo)線所受安掊力等于運(yùn)動電荷所受洛倫茲力總和,論證單個運(yùn)動電荷所受洛倫茲力圖3-103(2)如圖3-103所示,一塊寬為、厚為金屬導(dǎo)體放在磁感應(yīng)強(qiáng)度為勻強(qiáng)磁場中,磁場方向與金屬導(dǎo)體上下表面垂直若金屬導(dǎo)體中通有電流強(qiáng)度為I、方向自左向右電流時,金屬導(dǎo)體先后兩表面會形成一種電勢差,已知金屬導(dǎo)體單位長度中自由電子數(shù)目為,問:金屬導(dǎo)體先后表面哪一面電勢高?電勢差為多少?20某交流發(fā)電機(jī)輸出功率為510,輸出電壓為U1010,如果輸電線總電阻為10,在輸電線上
12、損失電功率等于輸電功率5,顧客使用電壓為U用380求:(1)畫出輸電線路示意圖(在圖中標(biāo)明各某些電壓符號)(2)所用降壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比是多少?(使用變壓器是抱負(fù)變壓器)21如圖3-104()所示,兩水平放置平行金屬板、相距很近,上面分別開有小孔、,水平放置平行金屬導(dǎo)軌與、接觸良好,且導(dǎo)軌在磁感強(qiáng)度為10勻強(qiáng)磁場中,導(dǎo)軌間距050,金屬棒緊貼著導(dǎo)軌沿平行導(dǎo)軌方向在磁場中做往復(fù)運(yùn)動其速度圖象如圖3-104()所示,若規(guī)定向右運(yùn)動速度方向?yàn)檎较?,?時刻開始,由板小孔處持續(xù)不斷以垂直于板方向飄入質(zhì)量為321021、電量161019帶正電粒子(設(shè)飄入速度很小,可視為零)在板外側(cè)有以為邊界勻強(qiáng)
13、磁場10,與相距10,、方向如圖所示(粒子重力及其互相作用不計(jì))求圖3-104(1)在040時間內(nèi)哪些時刻發(fā)射粒子能穿過電場并飛出磁場邊界?(2)粒子從邊界射出來位置之間最大距離為多少?22試由磁場對一段通電導(dǎo)線作用力推導(dǎo)洛倫茲力大小表達(dá)式推導(dǎo)過程規(guī)定寫出必要文字闡明(且畫出示意簡圖)、推導(dǎo)過程中每步依照、以及式中各符號和最后成果物理意義23如圖3-105所示是電飯煲電路圖,是一種限溫開關(guān),手動閉合,當(dāng)此開關(guān)溫度達(dá)到居里點(diǎn)(103)時會自動斷開,是一種自動溫控開關(guān),當(dāng)溫度低于約70時會自動閉合,溫度高于80時會自動斷開,紅燈是加熱狀態(tài)時批示燈,黃燈是保溫狀態(tài)時批示燈,限流電阻500,加熱電阻絲
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