1. 2019年高考物理母题题源系列专题20电与磁综合计算题(含解析)(数理化网)  人教版

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          文件简介::
          电与磁综合计算题

          【母题来源一】2019年普通高等学校招生全国统一考试物理(新课标全国Ⅰ卷)
          【母题原题】(2019·新课标全国Ⅰ卷)如图,在直角三角形OPN区域内存在匀强磁场,磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向外。一带正电的粒子从静止开始经电压U加速后,沿平行于x轴的方向射入磁;一段时间后,该粒子在OP边上某点以垂直于x轴的方向射出。已知O点为坐标原点,N点在y轴上,OP与x轴的夹角为30°,粒子进入磁场的入射点与离开磁场的出射点之间的距离为d,不计重力。求
          (1)带电粒子的比荷;
          (2)带电粒子从射入磁场到运动至x轴的时间。

          【答案】(1)(2)
          【解析】(1)设带电粒子的质量为m,电荷量为q,加速后的速度大小为v。由动能定理有

          设粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径为r,由洛伦兹力公式和牛顿第二定律有


          由几何关系知d=r③
          联立①②③式得

          (2)由几何关系知,带电粒子射入磁场后运动到x轴所经过的路程为

          带电粒子从射入磁场到运动至x轴的时间为

          联立②④⑤⑥式得

          【母题来源二】2019年全国普通高等学校招生统一考试物理(天津卷)
          【母题原题】(2019·天津卷)如图所示,固定在水平面上间距为的两条平行光滑金属导轨,垂直于导轨放置的两根金属棒和长度也为、电阻均为,两棒与导轨始终接触良好。两端通过开关与电阻为的单匝金属线圈相连,线圈内存在竖直向下均匀增加的磁场,磁通量变化率为常量。图中虚线右侧有垂直于导轨平面向下的匀强磁场,磁感应强度大小为。的质量为,金属导轨足够长,电阻忽略不计。

          (1)闭合,若使保持静止,需在其上加多大的水平恒力,并指出其方向;
          (2)断开,在上述恒力作用下,由静止开始到速度大小为v的加速过程中流过的电荷量为,求该过程安培力做的功。
          【答案】(1),方向水平向右(2)
          【解析】(1)设线圈中的感应电动势为,由法拉第电磁感应定律,则

          设与并联的电阻为,有

          闭合时,设线圈中的电流为,根据闭合电路欧姆定律得

          设中的电流为,有

          设受到的安培力为,有

          保持静止,由受力平衡,有

          联立①②③④⑤⑥式得

          方向水平向右
          (2)设由静止开始到速度大小为v的加速过程中,运动的位移为,所用时间为,回路中的磁通量变化为,平均感应电动势为,有

          其中⑨
          设中的平均电流为,有

          根据电流的定义得
          ?
          由动能定理,有
          ?
          联立⑦⑧⑨⑩???式得
          ?
          【母题来源三】...
              

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