2021年全国各地高考物理模拟试题《电场、磁场、电磁感应》计算题汇编(含答案解析)

2021年全国各地高考物理模拟试题《电场、磁场、电磁感应》计算题汇编（含答案解析）

2021年全国各地高考物理模拟试题

《电场、磁场、电磁感应》试题汇编（含答案解析）

1．（2021?湖北模拟）如图所示，相距L=0.5m的平行导轨MNS、PQT处在磁感应强度B=0.4T的匀强磁场中，水平导轨处的磁场方向竖直向上，光滑倾斜导轨处的磁场方向垂直于导轨平面斜向下。质量均为m=40g、电阻均为R=0.1Ω的导体棒ab、cd均垂直放置于导轨上，并与导轨接触良好，导轨电阻不计。质量为M=200g的物体C，用绝缘细线绕过光滑的定滑轮分别与导体棒ab、cd相连接。细线沿导轨中心线且在导轨平面内，细线及滑轮质量不计。已知倾斜导轨与水平面的夹角θ=37°，水平导轨与ab棒间的动摩擦因数μ=0.4．重力加速度

g=10m/s2，水平导轨足够长，导体棒cd运动中始终不离开倾斜导轨。物体C由静止释放，当它达到最大速度时下落高度h=1m，试求这一运动过程中：（sin37°=0.6，cos37°=0.8）

（1）物体C能达到的最大速度vm是多少？（2）系统产生的内能是多少？（3）连接cd棒的细线对cd棒做的功是多少？

2．（2021?河南三模）某初中生设计了如下图甲所示的一种测定风力的装置。当有风吹到迎风板上时，压敏电阻R的阻值会发生变化，工作时迎风板总是正对风吹来的方向。已知电源电压恒为4.5V，定值电阻R0为1Ω，压敏电阻在电路中的阻值R与迎风板所承受的风力F的关系如下图乙所示。

（1）如图甲所示，风力表是由（选填“电流”或“电压”）表改装而成的。（2）若迎风板的面积为100cm2，求压敏电阻的阻值为0.5Ω时，迎风板所承受第1页（共47页）

的压强。

（3）无风时，电路中的电流是多少？此时压敏电阻的功率是多少？

3．（2021?东城区一模）两根材料相同的均匀直导线a和b串联在电路上，a 长为l0，b长为2l0。

（1）若沿长度方向的电势随位置的变化规律如图所示，求：①a、b两导线内电场强度大小之比

；

②a、b两导线横截面积之比。

（2）以下对直导线内部做进一步分析：设导线单位体积内有n个自由电子，电子电荷量为e，自由电子定向移动的平均速率为v。现将导线中电流I与导线横截面积S的比值定义为电流密度，其大小用j表示。①请建立微观模型，利用电流的定义

推导：j=nev；

②从宏观角度看，导体两端有电压，导体中就形成电流；从微观角度看，若导体内没有电场，自由电子就不会定向移动。设导体的电阻率为ρ，导体内场强为E，试猜想j与E的关系并推导出j、ρ、E三者间满足的关系式。（解题过程中需要用到的物理量要在解题时作必要的说明）

4．（2021?酒泉一模）如图所示的电路中，两平行金属板A、B水平放置，两极板的长度L=80cm，两板间的距离d=20cm．电源电动势E=28V，内电阻r=1Ω，电阻R=15Ω．闭合开关S，待电路稳定后，将一带负电的小球从A、B两金属板左端正中间位置M处以初速度v0=8m/s水平向右射入两板间，恰能从上极板B

板右侧边缘射出．若小球带电量为q=1×10﹣2 C，质量为m=2×10﹣2 kg，不考虑空气阻力，重力加速度g=10m/s2．求此时：（1）滑动变阻器接入电路的阻值；

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（2）电源的输出功率．

5．（2021?沧州校级模拟）如图电路中，电源的电动势E=3V，内阻r=1Ω，电阻R1=2Ω，R2=R4=1Ω，R3=8Ω，R5=5Ω，电容器的电容C=100μF，求闭合电键K后，通过电阻R3的总电量．

6．（2021?贵州模拟）有一仪器中电路如图所示，其中M是质量较大的金属块，将仪器固定在一辆汽车上，汽车启动时和急刹车时，发现其中一盏灯亮了，试分析是哪一盏灯亮了．

7．（2021?洪湖市校级模拟）在科技活动中某同学利用自制的电子秤来称量物体的质量．如图所示，托盘和弹簧的质量均不计，滑动变阻器的滑动端通过一水平绝缘轻杆与弹簧上端相连，当托盘中没有放物体时，电压表示数为零．设变阻器的总电阻为R，总长度为L，电源电动势为E，内阻r，限流电阻的阻值为R0，弹簧劲度系数为k，不计一切摩擦和其他阻力，电压表为理想电压表．当托盘上放上某物体时，电压表的示数为U，求此时称量物体的质量．

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8．（2021?涪城区校级模拟）互联网正在极大地促进商业的发展和消费的升级，“020”模式是指将线下的商务机会与互联网结合，让互联网成为线下交易的前台的一种商业新模式．具体到一家外卖公司与消费之间，就是消费者在网络平台上下单订购，而公司进行线下的配送服务．某外卖公司为了更好地为消费者服务，配送员工使用的是“XR一2021”型电动自行车工作，以下是该车的相关参数：名车满前后车轮额电动机额定电动机额定额定机械输出直径定转速电压电流功率称身载质载量重参40k80k数 g g 40cm r/min 该电动自行车采用后轮驱动直流电动机，其中额定转速是电动自行车在满载情况下在平直公路上以额定功率匀速行进时的车轮转速，求：

（1）电动自行车以额定转速行进时的速度v0；在额定工作状态时，损失的功率有80%是由于电动机绕线电阻生热而产生的，则电动机的绕线电阻为多大；

（2）满载（车身质量+满载载重）情况下，该车以速度v=5m/s沿着坡度为θ

=4.59°的长直坡道向上匀速行驶时，受到的摩擦阻力为车重（含载重）重量的0.02倍，求此状态下电动自行车实际运行机械功率（sin4.59°=0.08；重力加速度g=10m/s2）． 9．（2013?上海校级模拟）在如图所示的电路中，电源电压U恒为12V，滑动变阻器R的总阻值为30Ω，小灯L上标有“6V 0.3A”的字样．先将滑动变阻器R的滑片P移到b端，闭合电键S，求：（1）此时电流表的示数I1．

（2）将滑动变阻器的滑片P向上移动，当小灯正常发光时，电流表的示数I2为0.3A，这时滑动变阻器上，滑片P与a端之间的阻值RPa 为多大？

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48V 20A 835W

（3）当小灯正常发光时，变阻器消耗的总电功率PR．

10．（2013?亳州校级模拟）如图，R1=3?，R2=6?，R3=1.5?，C=20微法，当开关K断开时，电源所释放的总功率为4W，求：（1）电源的电动势和内电阻；（2）闭合K时，电源的输出功率；

（3）在K断开和闭合时，电容器所带的电量各是多少？

11．（2021?湖北模拟）如图所示，afe、bcd为两条平行的金属导轨，导轨间距l=0.5m。ed间连入一电源E=1V，ab间放置一根长为l=0.5m的金属杆与导轨接触良好，cf水平且abcf为矩形。空间中存在一竖直方向的磁场，当调节斜面abcf的倾角θ时，发现当且仅当θ在30°～90°之间时，金属杆可以在导轨上处于静止平衡。已知金属杆质量为0.1kg，电源内阻r及金属杆的电阻R均为0.5Ω，导轨及导线的电阻可忽略，金属杆和导轨间最大静摩擦力为弹力的μ倍。重力加速度g=10m/s2，试求磁感应强度B及μ。