2019高考物理真题-电磁学解答题及答案(8道题)

2019高考物理真题·电磁学综合题及答案（8道题）

1．如图所示，匀强磁场的磁感应强度大小为B ．磁场中的水平绝缘薄板与磁场的左、右边界分别垂直相交于M 、N ，MN =L ，粒子打到板上时会被反弹（碰撞时间极短），反弹前后水平分速度不变，竖直分速度大小不变、方向相反．质量为m 、电荷量为-q 的粒子速度一定，可以从左边界的不同位置水平射入磁场，在磁场中做圆周运动的半径为d ，且d

（1）求粒子运动速度的大小v ；

（2）欲使粒子从磁场右边界射出，求入射点到M 的最大距离d m ；

（3）从P 点射入的粒子最终从Q 点射出磁场，PM =d ，QN =

2

d ，求粒子从P 到Q 的运动时间t ．

'

【来源】江苏省2019年高考物理试题

【答案】（1）qBd v m =；（2）m d =；（3）A.当1L nd d =+（时，

π2L m t d qB =（），B.当L nd d =+（时， π2L m t d qB =-（）

分析：

（1）粒子在磁场中做匀速圆周运动由洛伦兹力提供向心力有：

2v qvB m R

=，解得：mv R qB = 由题可得：R d =

解得qBd v m =

； |

（2）如图所示，粒子碰撞后的运动轨迹恰好与磁场左边界相切

由几何关系得d m =d （1+sin60°）

解得m d = （3）粒子的运动周期2πm T qB

= 设粒子最后一次碰撞到射出磁场的时间为t '，则

(1,3,5,)4T t n t n '=+=

A.当1L nd d =+（时，粒子斜向上射出磁场 -

112

t T '=解得π2L m t d qB =+（）

B.当L nd d =+（时，粒子斜向下射出磁场 512

t T '=解得π2L m t d qB =-（）．

2．空间存在一方向竖直向下的匀强电场，O 、P 是电场中的两点．从O 点沿水平方向以不同速度先后发射两个质量均为m 的小球A 、B ．A 不带电，B 的电荷量为q （q >0）．A 从O 点发射时的速度大小为v 0，到达P 点所用时间为t ；B 从O 点到达P 点所用时间为2

t ．重力加速度为g ，求

（1）电场强度的大小；

（2）B 运动到P 点时的动能．

【来源】2019年全国统一高考物理试卷（新课标Ⅲ)

（

【答案】（1）3mg E q =

；（2）222k 0=2()E m v g t +

分析：

（1）设电场强度的大小为E ，小球B 运动的加速度为a ．根据牛顿定律、运动学公式和题给条件，有

mg +qE =ma ①

2211()222

t a gt =② 解得

3mg E q

=③ ]

（2）设B 从O 点发射时的速度为v 1，到达P 点时的动能为E k ，O 、P 两点的高度差为h ，根据动能定理有

2k 112

E mv mgh qEh -=+④ 且有

102

t v v t =⑤ 212

h gt =⑥ 联立③④⑤⑥式得

222k 0=2()E m v g t +⑦

,

3．如图所示，匀强磁场中有一个用软导线制成的单匝闭合线圈，线圈平面与磁场垂直．已知线圈的面积S =0.3m 2、电阻R =0.6Ω，磁场的磁感应强度B =0.2T.现同时向两侧拉动线

圈，线圈的两边在Δt =0.5s 时间内合到一起．求线圈在上述过程中

（1）感应电动势的平均值E ；

（2）感应电流的平均值I ，并在图中标出电流方向；

（3）通过导线横截面的电荷量q ．

【来源】江苏省2019年高考物理试题

】

【答案】（1）E =0.12V ；（2）I =0.2A （电流方向见图）；（3）q =0.1C

分析：

（1）由法拉第电磁感应定律有： 感应电动势的平均值E t

∆Φ=∆ 磁通量的变化B S ∆Φ=∆ 解得：B S E t

∆=∆ 代入数据得：E =0.12V ；

、

（2）由闭合电路欧姆定律可得： 平均电流E I R

= 代入数据得I =0.2A

由楞次定律可得，感应电流方向如图：

（3）由电流的定义式q I t

=

∆可得：电荷量q =I ∆t 代入数据得q =0.1C 。

@

4．如图所示，垂直于纸面的匀强磁场磁感应强度为B ．纸面内有一正方形均匀金属线框abcd ，其边长为L ，总电阻为R ，ad 边与磁场边界平行．从ad 边刚进入磁场直至bc 边刚要进入的过程中，线框在向左的拉力作用下以速度v 匀速运动，求：

（1）感应电动势的大小E ；

（2）拉力做功的功率P ；

（3）ab 边产生的焦耳热Q ．

@

【来源】2019年北京市高考物理试卷

【答案】(1) E BLv =；(2) 222B L v P R =；(3) 234B L v Q R

=

分析：

由导体棒切割磁感线产生电动势综合闭合电路欧姆定律和2Q I Rt =解题．

(1)从ad 边刚进入磁场到bc 边刚要进入的过程中，只有ad 边切割磁感线，所以产生的感应电动势为：E BLv =；

(2)线框进入过程中线框中的电流为：E I R =

ad 边安培力为：A F BIL =

【

由于线框匀速运动，所以有拉力与安培力大小相等，方向相反，即A F F =

所以拉力的功率为：A P Fv F v == 联立以上各式解得：222

B L v P R

=； (3) 线框进入过程中线框中的电流为：E I R

= 进入所用的时间为：L t v

= ad 边的电阻为：4

ad R R = 焦耳热为：2ad Q I R t = 联立解得：234B L v Q R

=． |

5．如图所示，固定在水平面上间距为l 的两条平行光滑金属导轨，垂直于导轨放置的两根金属棒MN 和PQ 长度也为l 、电阻均为R ，两棒与导轨始终接触良好．MN 两端通过开关S 与电阻为R 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k ．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B ．PQ 的质量为m ，金属导轨足够长，电阻忽略不计．