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2019-2020 年高二物理下學(xué)期 電學(xué)計算題補習(xí)學(xué)業(yè)水平考試練習(xí) 1．如圖，真空中 A、B 相距 L＝2.0 m ，將電荷量為 qA＝＋ 2.010－6 C 的點電荷固定在 A 點，將電荷量為 qB＝-2.010 －6 C 的點電荷固定在 B 點，已知靜電力常量 k＝910 9 Nm2/C2，求： （1）求 qA受到的庫侖力大小和方向； （2）求 AB 連線中點 C 處的電場強度大小和方向； （3）若在 AB 連線中點 C 處再放置一個 qC＝-2.010 －6 C 的點電荷，求 qC所受靜電力方 向和大小。 2．如圖所示，真空中，帶電荷量分別為＋Q 與－Q 的點電荷 A、B 相距 r，則： （1）兩點電荷連線的中點 O 的場強多大？ （2）在兩電荷連線的中垂線上，距 A、B 兩點都為 r 的 O′點的場強如何？ 3．用兩根長度均為 L 的絕緣細線各系一個小球，并懸掛于同一點。已知兩小球質(zhì)量均為 m，當它們帶上等量同種電荷時，兩細線與豎直方向的夾角均為，如圖所示。若已知靜電力 常量為 k，重力加速度為 g。求： （1）畫出左邊小球的受力分析圖； （2）小球受絕緣細線拉力的大?。?（3）小球所帶的電荷量。 4． （12 分）.如圖所示，長為 L 的絕緣細線一端懸于 O 點，另一端系一質(zhì)量為 m、帶電荷 +q 的小球，小球靜止時處于 O′點?，F(xiàn)將此裝置放在水平向右的勻強電場中，小球靜止在 A 點時細線與豎直方向成 θ 角。求： （1）該勻強電場的電場強度大??； （2）若將小球求從 O′點由靜止釋放，則小球運動到 A 點時的速 度 υ 多大？ E A L O θ O ′ 5．一臺直流電動機的額定電壓為 U=110V，電動機線圈的電阻 R=0.5Ω，正常工作時通過的 電流 I=2A，若電動機正常運轉(zhuǎn) 1 min.求： （1）電流所做的功； （2）電動機線圈上產(chǎn)生的熱量； （3）電動機輸出的機械能 6．如圖所示電路中，輸入電壓 U 恒為 12 V，燈泡 L 上標有“6 V、12 W”字樣，電動機線 圈的電阻 RM＝0.50 Ω. 若燈泡恰能正常發(fā)光， 求電動機的輸出功率 P 出 是多少？ 7．電動自行車因其價格相對于摩托車低廉，而且污染小,受到群眾喜愛,某電動車銘牌如下 表所 示。取 g=10m/s2，試求 規(guī)格 后輪驅(qū)動直流永磁電機 車型：20′′電動自行車 電機輸出功率：175 W 電源輸出電壓：≥36 V 額定工作電壓/電流：36 V/5 A 整車質(zhì)量：40 kg 最大載重量：120kg （1）求此車所裝電動機的線圈電阻。 （2）求此車所裝電動機在額定電壓下正常工作時的效率。 （3）一個 60kg 的人騎著此車，如果電動自行車所受阻力為人和車重的 0.02 倍，求電動自 行車在平直公路上行駛的最大速度。 8．(12 分)下表是一輛電動自行車的部分技術(shù)指標，其中額定車速是指電動自行車滿載情 況下在水平平直道路上以額定功率勻速行駛的速度。 請參考表中數(shù)據(jù)，完成下列問題 (g 取 10 m/s2)： (1)此電動機的電阻是多少？正常工作時，電動機的效率是多少？ (2)在水平平直道路上行駛過程中電動自行車受阻力是車重（包括載重）的 k 倍，試計算 k 的大小。 (3)仍在上述道路上行駛，若電動自行車滿載時以額定功率行駛，當車速為 2m/s 時的加速 度為多少？ 9． （15 分）音圈電機是一種應(yīng)用于硬盤、光驅(qū)等系統(tǒng)的特 額定車 速 整車質(zhì) 量 載重 額定輸出功 率 電動機額定工作電壓和 電流 18km/h 40kg 80kg 180W 36V/6A 殊電動機.下圖是某音圈電機的原理示意圖，它由一對正對的磁極和一個正方形剛性線圈構(gòu) 成，線圈邊長為，匝數(shù)為，磁極正對區(qū)域內(nèi)的磁感應(yīng)強度方向垂直于線圈平面豎直向下， 大小為，區(qū)域外的磁場忽略不計.線圈左邊始終在磁場外，右邊始終在磁場內(nèi)，前后兩邊在 磁場內(nèi)的長度始終相等.某時刻線圈中電流從 P 流向Ｑ，大小為． （１）求此時線圈所受安培力的大小和方向。 （２）若此時線圈水平向右運動的速度大小為，求安培力的功率． 10．15 分）如圖所示，一根長為 0.1m 的通電 導(dǎo)線靜止在光滑的斜面上，斜面放在一個方向 豎直向下的勻強磁場中，導(dǎo)線質(zhì)量為 0.6kg， 電流為 1A，斜面傾角為。求： （1）磁感強度 B 的大小。 （2）導(dǎo)體棒對斜面的的壓力 11．在豎直方向的磁場中，有一個共有 100 匝的閉合矩形線圈水平放置，總電阻為 10Ω、 ，在 0.02s 時間內(nèi)，穿過線圈的磁通量從零均勻增加到 6.410-4Wb，求： （1）磁通量的變化量 （2）線圈產(chǎn)生的總感應(yīng)電動勢 E （3）線圈中的感應(yīng)電流大小 12．如題 23-1 圖所示，邊長為 L、質(zhì)量為 m、總電阻為 R 的正方形導(dǎo)線框靜置于光滑水平 面上，處于與水平面垂直的勻強磁場中，勻強磁場磁感 應(yīng)強度 B 隨時間 t 變化規(guī)律如題 23-2 圖所示．求： （1）在 t=0 到 t=t0時間內(nèi)，通過導(dǎo)線框的感應(yīng)電流大 ?。?（2）在 t=時刻，a、b 邊所受磁場作用力大??； （3）在 t=0 到 t=t0時間內(nèi)，導(dǎo)線框中電流做的功。 13．已知一帶正電小球，質(zhì)量，帶電量，如圖所示，從光滑的斜面 A 點靜止釋放，BC 段為 粗糙的水平面，其長，動摩擦因數(shù)。已知 A 點離 BC 平面高，BC 平面離地高 整個 AC 段都 θ 絕緣，不計連接處的碰撞能量損失和空氣阻力， 。 試求：（1）小球落地點離 D 的距離及落地點的速度大?。?（2）如果 BC 換成絕緣光滑的平面，小球依然從 A 點靜止釋放，若 要 讓小球的落地點不 變，可在如圖虛線右側(cè)加一個豎直的勻強電場，其方向向哪？場強大小是多少？ 14．如圖所示，空間存在著強度 E=2.5102N/C 方向豎直向上的勻強電場，在電場內(nèi)一長 為 L=0.5m 的絕緣細線，一端固定在 O 點，一端拴著質(zhì)量 m=0.5kg、電荷量 q=410－2 C 的 小球.現(xiàn)將細線拉直到水平位置，使小球由靜止釋放，當小球運動最高點時細線受到的拉力 恰好達到它能承受的最大值而斷裂.取 g=10m/s2.求： （1）小球的電性； （2）細線能承受的最大拉力； （3）當小球繼續(xù)運動后與 O 點水平方向距離為 L 時，小球距 O 點的高度。 1【答案】 （1） ；方向由 A 指向 B；（2） ；方向由 C 指向 B； （3） ；方向由 C 指向 A。 【解析】 試題分析：（1）根據(jù)庫侖定律 ，方向由 A 指向 B NrqkFBAB32109??? （2） 、電荷 AB 在 C 點形成的場強等大同向，即 ，CLkqEABAC /8./21094)2( 462???? 故 ，方向由 C 指向 B mVEBCAC4106.3??? （3）q C所受靜電力 ，方向由 C 指向 A …NqFC2.7? 考點：電場強度；場強的疊加. 2【答案】 （1）合場強為，方向由 A 指向 B（2） 【解析】 試題分析：（1）AB 兩點電荷在 O 點產(chǎn)生的電場強度： ，24ABkQEr??????＝ ＝ ＝ 故 O 點的合場強為，方向由 A 指向 B。 A、B 在 O′點產(chǎn)生的場強 EA′＝E B′＝， O′點的合場強 EO′＝E A′＝E B′＝，方向與 AB 的中垂線垂直，即與同向 考點：考查了電場強度 3【答案】 （1）略（2） （3） 【解析】 試題分析：（1）對小球進行受力分析，如圖所示。 （2）設(shè)繩子對小球的拉力為 T， 得： （3）設(shè)小球受到的庫侖力為 F，則，又 解得： 考點：本題旨在考查庫侖定律、物體的平衡。 4【答案】 （1） （2） 【解析】 試題分析：（1）設(shè)電場強度為 E，小球受重力 mg、電場力 qE 及線的拉力 F。 小球在 A 點，根據(jù)共點力平衡條件有 mgtanθ = qE 解得 （2）小球從 O′點運動到 A 點的過程中，電場力做正功，重力做負功。設(shè)小球到達 A 點的 速度為 υ ，根據(jù)動能定理有 qELsinθ – mgL ( 1 – cosθ ) = mυ 2 解得 考點：考查了力的平衡條件的應(yīng)用 點評：力分析時一定要選擇合適的研究對象進行正確的受力分析，應(yīng)用平衡條件進行求解 即可． 5【答案】 （1）13200J（2）120J（3）13080J 【解析】 試題分析：（1）根據(jù)公式 （2 分）可得=13200J （1 分） （2）根據(jù)公式 可得 （2 分） Q=120J （1 分） （3） 電動機電流所做的功與產(chǎn)生的熱量之差等于轉(zhuǎn)為的機械能，所以 （2 分）=13080J （1 分） 考點：考查了電工，電熱的計算 點評：對于非純電阻，電動機消耗的電能并不全部轉(zhuǎn)化為機械能，在選擇公式的時候應(yīng)注 意． 6【答案】10W 【解析】 試題分析：電路總電流 I=P/U=2A ( 2 分 ) 電動機總功率 P 電 =U 電 I=6*2=12W ( 2 分 ) 電動機熱功率 P Q=I2R=22*0.5=2W ( 3 分 ) 電動機的輸出功率 P 出 = P 電 - PQ=12W-2W=10W ( 3 分 ) 考點：考查非純電阻電路的計算 點評：難度較小，主要是注意到電動機為非純電阻電路，歐姆定律不再適用，應(yīng)利用能量 守恒定律求解 7【答案】 （1） (2)97.2% (3) 【解析】 試題分析：（1）根據(jù)能量守恒定律：電機總功率=電機內(nèi)阻消耗功率+電機輸出功率。根據(jù) 題意電機輸出功率：。電機輸入總功率 ，發(fā)熱功率，所以內(nèi)阻。36*5180PUIW?? （2）電動自行車效率 : 。 （3）當電動自行車達到最大速1750%97.2mI? 度時，合外力為零，牽引力 F 等于阻力 ，即，且，解得行駛的最大速度。 考點：閉合電路歐姆定律、運動過程中變速過程的分析 點評：此類題型考察了關(guān)于對題目信息提取的能力，通過審題將題目中信息轉(zhuǎn)化為閉合電 路歐姆定律，從而分析出結(jié)果。 8【答案】(1) 1 Ω; 83.3℅ (2)0.03 ；(3) 0.45 m/s 2 【解析】 試題分析： (1)從表中可知，輸出功率 P 出 = 180W，輸入功率 P 入 =UI=366W=216W P 損 = P 入 -P 出 =36W r=1 Ω (2)P 額 =fvm=k(M+m)gvm k= (3)P 額 =Fv F-k（M+m）g=（M+m）a a=0.45 m/s 2 9 考點：牛頓第二定律；功率. 【答案】 （1） ，方向水平向右 ；（2） 【解析】 （1）線圈的右邊受到磁場的安培力，共有條邊， 故 由左手定則，電流向外，磁場向下，安培力水平向右 （2）安培力的瞬時功率為 【考點定位】考查安培力、功率。 10【答案】60T 6N 方向垂直斜面向下 【解析】 試題分析：（1）由左手定則可知電流所受安培力方向水平向右，分析導(dǎo)體棒受力情況可知， 沿著斜面方向 TILmgBImg60cosin,cossin???? （2）在垂直斜面方向上 NF2i? 考點：考查受力平衡的分析 11【答案】 （1）6.410 －4 Wb（2） （3） 【解析】 試題分析：⑴△Φ＝Φ 2－Φ 1＝6.410 －4 Wb 3 分 （2）根據(jù)公式可得 （3）根據(jù)歐姆定律可得 考點：考查了法拉點電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用 點評：在用法拉第電磁感應(yīng)定律計算的時候，千萬不要忘記匝數(shù) 12【答案】（1）（2）（3） 【解析】根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律求出電動勢，再利用歐姆定律求電流。根據(jù)電流利用安 培力公式求作用力，最近根據(jù)電功的公式求解。 （1）由法拉第電磁感應(yīng)定律得，導(dǎo)線框的感應(yīng)電動勢（4 分） 通過導(dǎo)線框的感應(yīng)電流大?。海? 分） （2）ab 邊所受磁場作用力大?。? （4 分） （3）導(dǎo)線框中電流做的功：（4 分） 13【答案】 （1） （2） ，豎直向下 【解析】 試題分析：（1）小球從 A 到 C 過程中，根據(jù)動能定理可得： 從 C 開始平拋運動，設(shè)時間為，則， 設(shè)落地速度為 v，則， 聯(lián)立解得： （2）應(yīng)加一個豎直向下的電場，設(shè)電場強度大小為 E，此時從 A 到 C 過程： C 到落地點之間做類平拋運動，其加速度為 要到達原來的落地點，設(shè)所花時間為，則 聯(lián)立可得： 考點：考查了帶電粒子在電場中的運動 14【答案】 （1）小球的電性為正電； （2）細線能承受的最大拉力為 15N； （3）當小球繼續(xù)運動后與 O 點水平方向距離為 L 時，小球距 O 點的高度 0.625m 【解析】 試題分析：（1）由小球運動到最高點細線被拉斷，則說明電場力豎直向上，再由電場線豎 直向上，則可判定小球帶正電. （2）設(shè)小球運動到最高點時速度為 v，對該過程由動能定理有 在最高點對小球由牛頓第二定律得 解得，T=15N （3）小球在細線斷裂后，在豎直方向的加速度設(shè)為 a，則 設(shè)小球在水平方向運動 L 的過程中，歷時 t，則 L=vt 設(shè)豎直方向上的位移為 s，則 聯(lián)立解得，s=0.125m 所以小球距 O 點高度為 s+L=0.625m． 考點：帶電粒子在電場中的運動、動能定理、牛頓第二定律、圓周運動的向心力