备战高考物理与电磁感应现象的两类情况有关的压轴题附答案解析

一、电磁感应现象的两类情况

1．如图所示，无限长平行金属导轨EF、PQ固定在倾角θ=37°的光滑绝缘斜面上，轨道间距L=1m，底部接入一阻值R=0.06Ω的定值电阻，上端开口，垂直斜面向上的匀强磁场的磁感应强度B=2T。一质量m=2kg的金属棒ab与导轨接触良好，ab与导轨间的动摩擦因数μ=0.5，ab连入导轨间的电阻r=0.04Ω，电路中其余电阻不计。现用一质量M=6kg的物体通过一不可伸长的轻质细绳绕过光滑的定滑轮与ab相连.由静止释放物体，当物体下落高度h=2.0m时，ab开始匀速运动，运动中ab始终垂直导轨并与导轨接触良好。不计空气阻力，sin37°=0.6，cos37°=0.8，g取10m/s2。

(1)求ab棒沿斜面向上运动的最大速度；

(2)在ab棒从开始运动到开始匀速运动的这段时间内，求通过杆的电量q；

(3)在ab棒从开始运动到开始匀速运动的这段时间内，求电阻R上产生的焦耳热。

【答案】(1) (2)q=40C (3)

【解析】

【分析】

(1)由静止释放物体，ab棒先向上做加速运动，随着速度增大，产生的感应电流增大，棒所受的安培力增大，加速度减小，棒做加速度减小的加速运动；当加速度为零时，棒开始匀速，速度达到最大。据法拉第电磁感应定律、闭合电路的欧姆定律、安培力公式、平衡条件等知识可求出棒的最大速度。

(2)本小问是感应电量的问题，据法拉第电磁感应定律、闭合电路的欧姆定律、电流的定义式、磁通量的概念等知识可进行求解。

(3)从ab棒开始运动到匀速运动，系统的重力势能减小，转化为系统增加的动能、摩擦热和焦耳热，据能量守恒定律可求出系统的焦耳热，再由焦耳定律求出电阻R上产生的焦耳热。

【详解】

(1)金属棒ab和物体匀速运动时，速度达到最大值，由平衡条件知

对物体，有；对ab棒，有

又、

联立解得：

(2) 感应电荷量

据闭合电路的欧姆定律据法拉第电磁感应定律

在ab 棒开始运动到匀速运动的这段时间内，回路中的磁通量变化

联立解得：

(3)对物体和ab 棒组成的系统，根据能量守恒定律有：

又

解得：电阻R 上产生的焦耳热

2．如图所示，足够长且电阻忽略不计的两平行金属导轨固定在倾角为α=30°绝缘斜面上，导轨间距为l =0.5m 。沿导轨方向建立x 轴，虚线EF 与坐标原点O 在一直线上，空间存在

垂直导轨平面的磁场，磁感应强度分布为1

()00.60.8()0T x B x T x -

（取磁感应强度B

垂直斜面向上为正）。现有一质量为10.3m =kg ，边长均为l =0.5m 的U 形框cdef 固定在导轨平面上，c 点（f 点）坐标为x =0。U 形框由金属棒de 和两绝缘棒cd 和ef 组成，棒de 电阻为10.2R =Ω。另有一质量为20.1=m kg ，长为l =0.5m ，电阻为20.2R =Ω的金属棒ab 在离EF 一定距离处获得一沿斜面向下的冲量I 后向下运动。已知金属棒和U 形框与导轨间的动摩擦因数均为3

μ=

。（1）若金属棒ab 从某处释放，且I =0.4N·s ，求释放瞬间金属棒ab 上感应电流方向和电势差ab U ；

（2）若金属棒ab 从某处释放，同时U 形框解除固定，为使金属棒与U 形框碰撞前U 形框能保持静止，求冲量I 大小应满足的条件。

（3）若金属棒ab 在x =－0.32m 处释放，且I =0.4N·

s ，同时U 形框解除固定，之后金属棒ab 运动到EF 处与U 形框发生完全非弹性碰撞，求金属棒cd 最终静止的坐标。

【答案】（1）感应电流方向从b 到a ；0.1V;（2）0.48N ?s ；（3）2.5m 【解析】【分析】

【详解】

（1）金属棒获得冲量I 后，速度为

4m/s I

v m =

= 根据右手定则，感应电流方向从b 到a ；切割磁感线产生的电动势为

1E B lv =

其中11B =T ；

金属棒ab 两端的电势差为

1212

0.1V ab B lv

U R R R =

（2）由于ab 棒向下运动时，重力沿斜面的分力与摩擦力等大反向，因此在安培力作用下运动，ab 受到的安培力为

2212212

B l v F m a R R ==+

做加速度减小的减速运动；由左手定则可知，cd 棒受到安培力方向沿轨道向上，大小为

21212

B B l v F R R =+安

其中21T B =；

因此获得冲量一瞬间，cd 棒受到的安培力最大，最容易发生滑动为使线框静止，此时摩擦力沿斜面向下为最大静摩擦力，大小为

11cos sin m f m g m g μαα==

因此安培力的最大值为12sin m g θ；可得最大冲量为

()12122

122sin 0.48m m g R R I B B l α+==N·s

（3）当I =0.4N·

s 时，金属棒获得的初速度为04/v m s =，其重力沿斜面分力与摩擦力刚好相等，在安培力作用下做加速度减小的减速，而U 形框在碰撞前始终处于静止；设到达EF 时速度为1v ，取沿斜面向下为正，由动量定理得

22212012

B l vt

m v m v R R -=-+ 其中0.32m vt x == 解得

12m/s v =

金属棒与U 形线框发生完全非弹性碰撞，由动量守恒得

()11122m v m m v =+

因此碰撞后U 形框速度为

20.5m/s v =

同理：其重力沿斜面的分力与滑动摩擦力等大反向，只受到安培力的作用，当U 形框速度为v 时，其感应电流为

de ab B lv B lv

I R R -=

其中，de B ，ab B 分别为de 边和ab 边处的磁感应强度，电流方向顺时针，受到总的安培力为

()22

de ab de ab

B B l v

F B Il B Il R R -=-=

其中，,0.8cd ab B B kl k -== 由动量定理得

()2412212

0k l vt

m m v R R -=-++ 因此向下运动的距离为

()()1221224

2m m m v R R s k l ++=

此时cd 边的坐标为

x =2.5m

3．如图所示，两根竖直固定的足够长的金属导轨ad 和bc ，相距为L=10cm ；另外两根水平金属杆MN 和EF 可沿导轨无摩擦地滑动，MN 棒的质量均为m=0.2kg ，EF 棒的质量M =0.5kg ，在两导轨之间两棒的总电阻为R=0.2Ω（竖直金属导轨的电阻不计）；空间存在着垂直于导轨平面的匀强磁场，磁感应强度为B=5T ，磁场区域足够大；开始时MN 与EF 叠放在一起放置在水平绝缘平台上，现用一竖直向上的牵引力使MN 杆由静止开始匀加速上升，加速度大小为a =1m/s 2，试求：

（1）前2s 时间内流过MN 杆的电量（设EF 杆还未离开水平绝缘平台）；（2）至少共经多长时间EF 杆能离开平台。

【答案】（1）5C ；（2）4s 【解析】

【分析】【详解】

解：（1）t=2s 内MN 杆上升的距离为

21 2

h at = 此段时间内MN 、EF 与导轨形成的回路内，磁通量的变化量为

BLh ?Φ=

产生的平均感应电动势为

E t ?Φ

产生的平均电流为

E I R

流过MN 杆的电量

q It =

代入数据解得

25C 2BLat q R

（2）EF 杆刚要离开平台时有

BIL Mg =

此时回路中的电流为

E I R

MN 杆切割磁场产生的电动势为

E BLv =

MN 杆运动的时间为

v t a

代入数据解得

4s MgR

t B L a

4．如图所示，两条平行的固定金属导轨相距L =1m ，光滑水平部分有一半径为r =0.3m 的圆形磁场区域，磁感应强度大小为10.5T B =、方向竖直向下；倾斜部分与水平方向的夹角为θ=37°，处于垂直于斜面的匀强磁场中，磁感应强度大小为B =0.5T 。金属棒PQ 和MN 的质量均为m =0.lkg ，电阻均为1ΩR =。PQ 置于水平导轨上，MN 放置于倾斜导轨上、刚好不下滑。两根金属棒均与导轨垂直且接触良好。从某时刻起，PQ 棒在水平外力的作用下由静止开始向右运动，当PQ 棒进人磁场1B 中时，即以速度v =16m/s ；匀速穿过该区域。不

计导轨的电阻，PQ 始终在水平导轨上运动。取210m/s g =，sin370.6,37cos 0.8??==； (1)求MN 棒刚要滑动时，PQ 所处的位置；

(2)求从PQ 棒开始运动到MN 棒刚要滑动的过程中通过PQ 棒的电荷量；

(3)通过计算，定量画出PQ 棒进人磁场1B 后在磁场中水平外力F 随位移变化的图像。

【答案】(1)0.6m ；(2)

9800

C ；(3)

【解析】【分析】【详解】

(1)开始MN 刚好不下滑时，MN 受沿倾斜导轨向上的最大静摩擦力m f ，则

sin 37m f mg =?

设PQ 进入磁场1B 后切割磁感线的有效长度为x L ，由法拉第电磁感应定律得PQ 产生的感应电动势为

1x E B L v =

由闭合电路欧姆定律得整个回路中的感应电流为

2E I R

则MN 所受的安培力为

2A F B IL =

MN 棒刚要向上滑动时，MN 受沿倾斜导轨向下的最大静摩擦力，由力的平衡条件有

sin 37A m F f mg =+?

联立解得

0.6x L =m

即MN 棒刚要滑动时，PQ 棒刚好运动到圆形磁场区域的直径位置。

(2)从PQ 棒开始运动到MN 棒刚要滑动的过程中，穿过回路的磁通量的变化量为

21192400

BS B r π

π?Φ==?=Wb

平均感应电动势

E t

?Φ

? 平均感应电流

2E I R

通过PQ 棒的电荷量

922800

E q I t t R R π

?Φ=?=

?==

C (3)当PQ 棒进入磁场1B 后的位移为x 时，切割磁感线的有效长度为

2222()22y L r r x x rx =--=-+

回路中的电流为

12y B L v I R

受到的安培力为

1A y F B IL =

由题意知外力为

1A y F F B IL ==

故有

22128 4.82y A B L v F x x R

=-+ (00.6)x <<

因此PQ 棒所受水平外力F 随位移变化的图像如图所示

5．如图所示，CDE 和MNP 为两根足够长且弯折的平行金属导轨，CD 、MN 部分与水平面平行，DE 和NP 与水平面成30°，间距L =1m ，CDNM 面上有垂直导轨平面向下的匀强磁场，磁感应强度大小B 1=1T ，DEPN 面上有垂直于导轨平面向上的匀强磁场，磁感应强度大小B 2=2T 。两根完全相同的导体棒a 、b ，质量均为m =0.1kg ，导体棒b 与导轨CD 、MN 间的动摩擦因数均为μ=0.2，导体棒a 与导轨DE 、NP 之间光滑。导体棒a 、b 的电阻均为R =1Ω。开始时，a 、b 棒均静止在导轨上除导体棒外其余电阻不计，滑动摩擦力和最大静摩擦力大小相等，运动过程中a 、b 棒始终不脱离导轨，g 取10m/s 2. (1)b 棒开始朝哪个方向滑动，此时a 棒的速度大小；

(2)若经过时间t =1s ，b 棒开始滑动，则此过程中，a 棒发生的位移多大；

(3)若将CDNM 面上的磁场改成竖直向上，大小不变，经过足够长的时间，b 棒做什么运动，如果是匀速运动，求出匀速运动的速度大小，如果是匀加速运动，求出加速度大小。

【答案】（1）0.2m/s ；（2）0.24m ；（3）匀加速，0.4m/s 2。【解析】【分析】【详解】

（1）开始时，a 棒向下运动，b 棒受到向左的安培力，所以b 棒开始向左运动，当b 棒开始运动时有

1B IL mg μ=

对a 棒

2B Lv

I R

联立解得

1220.2m/s mg R

v B B L μ?=

（2）由动量定理得对a 棒

2sin mgt B ILt mv θ-=

其中

222B Lx

It R R

?Φ=

= 联立解得

2(sin )20.24mgt mv R

x m B L

θ-?=

= （3）设a 棒的加速度为a 1，b 棒的加速度为a 2，则有

21sin mg B IL ma θ-= 12-B IL mg ma μ=

且

2112

2B Lv B Lv I R

当稳定后，I 保持不变，则

2112

02B L v B L v I t R t

?-??==??? 可得

联立解得两棒最后做匀加速运动，有a 1=0.2m/s 2，a 2=0.4m/s 2

6．电源是通过非静电力做功把其它形式的能转化为电势能的装置，在不同的电源中，非静电力做功的本领也不相同，物理学中用电动势E 来表明电源的这种特性。在电磁感应现象中，感应电动势分为动生电动势和感生电动势两种。产生感应电动势的那部分导体就相当于“电源”，在“电源”内部非静电力做功将其它形式的能转化为电能。

（1）如图1所示，固定于水平面的U 形金属框架处于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度为B ，金属框两平行导轨间距为l 。金属棒MN 在外力的作用下，沿框架以速度v 向右做匀速直线运动，运动过程中金属棒始终垂直于两平行导轨并接触良好。已知电子的电荷量为e 。请根据电动势定义，推导金属棒MN 切割磁感线产生的感应电动势E 1；

（2）英国物理学家麦克斯韦认为，变化的磁场会在空间激发感生电场，感生电场与静电场不同，如图2所示它的电场线是一系列同心圆，单个圆上的电场强度大小处处相等，我们把这样的电场称为涡旋电场。在涡旋电场中电场力做功与路径有关，正因为如此，它是一种非静电力。如图3所示在某均匀变化的磁场中，将一个半径为x 的金属圆环置于半径为r 的圆形磁场区域，使金属圆环与磁场边界是相同圆心的同心圆，从圆环的两端点a 、b 引出两根导线，与阻值为R 的电阻和内阻不计的电流表串接起来，金属圆环的电阻为

R ，圆环两端点a 、b 间的距离可忽略不计，除金属圆环外其他部分均在磁场外。已知电子的电荷量为e ，若磁感应强度B 随时间t 的变化关系为B =B 0+kt （k >0且为常量）。 a ．若x ＜r ，求金属圆环上a 、b 两点的电势差U ab ；

b ．若x 与r 大小关系未知，推导金属圆环中自由电子受到的感生电场力2F 与x 的函数关系式，并在图4中定性画出F 2-x 图像。

【答案】（1）见解析（2）a. 2ab 2k πU =3x ； b.2

2 F =

2ker x

；图像见解析【解析】【分析】【详解】

（1）金属棒MN 向右切割磁感线时，棒中的电子受到沿棒向下的洛仑兹力，是这个力充当了非静电力。非静电力的大小

1F Bev =

从N 到M 非静电力做功为

由电动势定义可得

1W E Blv q

=非

（2）a.由01B B kt =+可得

k t

?=? 根据法拉第电磁感应定律

2B S

E kS t t ?Φ??=

==?? 因为x r <，所以

2=πS x

根据闭合电路欧姆定律得

E I R R =

ab U I R =?

联立解得

2π=3

ab k x U b.在很短的时间内电子的位移为s ?，非静电力对电子做的功为2F s ? 电子沿着金属圆环运动一周，非静电力做的功

222πW F s F x ?=∑=非

根据电动势定义

2W E e

非

当x r <时，联立解得

kex

F =

当x r >时，磁通量有效面积为

2S r π=

联立解得

2ker 2F x

= 由自由电子受到的感生电场力2F 与x 的函数关系式可得F 2-x 图像

7．如图所示，在倾角为θ的斜面内有两条足够长的不计电阻的平行金属导轨，导轨宽度为L ，导轨上端连有阻值为R 的电阻；在垂直于导轨边界ab 上方轨道空间内有垂直于导轨向上的均匀变化的匀强磁场B 1。边界ab 下方导轨空间内有垂直于导轨向下的匀强磁场B 2。电阻也为R 、质量为m 的导体棒MN 垂直于导轨放置，磁场B 1随时间均匀减小，且边界ab 上方轨道平面内磁通量变化率大小为k ，MN 静止且受到导轨的摩擦力为零；撤去磁场B 2，MN 从静止开始在较短的时间t 内做匀加速运动通过的距离为x 。重力加速度为g 。 (1)求磁场B 2的磁感应强度大小； (2)求导体棒MN 与导轨之间动摩擦因数；

(3)若再撤去B 1，恢复B 2，MN 从静止开始运动，求其运动过程中的最大动能。

【答案】(1)2sin Rmg kL

；(2)22tan cos x gt θθ-；(3)4224442sin k x mR g t θ

【解析】【分析】【详解】

(1)当磁场B 1随时间均匀减小，设回路中感应电动势为E ，感应电流为I ，则根据法拉第电磁感应定律

E k t

?Φ

=? 根据闭合电路欧姆定律

I R R

+ MN 静止且受到导轨的摩擦力为零，受力平衡

2sin mg B IL θ=

解得

22sin Rmg B kL

(2)撤去磁场B 2，设MN 从静止开始做匀加速运动过程中的加速度为a ，导体棒MN 与导轨之间动摩擦因数为μ，则

212

x at =

根据牛顿第二定律

sin cos mg mg ma θμθ-=

解得

22tan cos x

gt μθθ

(3)若再撤去B 1，恢复B 2，设MN 运动过程中的最大速度为v m ，最大动能为E km ，稳定时

sin cos mg mg F θμθ=+安

导体切割磁感线

2m E B Lv '=

通过回路的感应电流

2E I R

''=

安培力为

222m

22B L v F B I L R

='=

安最大动能

2km m 12

E mv =

联立方程解得

2444

2sin k x E mR g t θ

8．如图所示，竖直固定的足够长的光滑金属导轨MN 、PQ ，间距L =0.2m ，其电阻不计.完全相同的两根金属棒ab 、cd 垂直导轨放置，每棒两端都与导轨始终良好接触.已知两棒质量均为m =0.01kg ，电阻均为R =0.2Ω，棒cd 放置在水平绝缘平台上，整个装置处在垂直于导轨平面向里的匀强磁场中，磁感应强度B =1.0T.棒ab 在竖直向上的恒力F 作用下由静止开始向上运动，当ab 棒运动位移x =0.1m 时达到最大速度，此时cd 棒对绝缘平台的压力恰好为零，重力加速度g 取10m/s 2.求： (1)恒力F 的大小；

(2)ab 棒由静止到最大速度通过ab 棒的电荷量q ； (3)ab 棒由静止到达到最大速度过程中回路产生的焦耳热Q .

【答案】(1)0.2N(2)0.05C(3)5×10-3J 【解析】【详解】

(1)当棒ab 达到最大速度时，对ab 和cd 的整体：

20.2N F mg ==

(2) ab 棒由静止到最大速度通过ab 棒的电荷量

q It =

22BLx E t

I R R

== 解得

10.20.1

C 0.05C 220.2

BLx q R ??=

==? (3)棒ab 达到最大速度v m 时，对棒cd 有 BIL=mg

由闭合电路欧姆定律知

I R

＝

棒ab 切割磁感线产生的感应电动势

E=BLv m

代入数据解得

v m =1m/s

ab 棒由静止到最大速度过程中，由能量守恒定律得

()

m F mg x mv Q -+＝代入数据解得

Q =5×10-3J

9．如图所示，间距L =1m 的足够长的两不行金属导轨PQ 、MN 之间连接一个阻值为R =0.75Ω的定值电阻，一质量m =0.2kg 、长度L =1m 、阻值r =0.25Ω的金属棒ab 水平放置在导轨上，它与导轨间的动摩擦因数μ=0. 5。导轨不面的倾角37θ=?，导轨所在的空间存

在着垂直于导轨不面向上的磁感应强度大小B = 0.4T 的匀强磁场。现让金属棒b 由静止开始下滑，直到金属棒b 恰好开始做匀速运动，此过程中通过定值电阻的电量为q =1.6 C 。已知运动过程中金属棒ab 始终与导轨接触良好，导轨电阻不计，sin370.6?=，

cos370.8?=，重力加速度g =10m/s 2，求： (1)金属棒ab 下滑的最大速度；

(2)金属棒ab 由静止释放后到恰好开始做匀速运动所用的时间；

(3)金属棒ab 由静止释放后到恰好开始做匀速运动过程中，整个回路产生的焦耳热。

【答案】(1) 2.5/m v m s = (2) 2.85t s = (3) 0.975Q J = 【解析】【详解】

（1）设金属棒ab 下滑的最大速度为m v ，由法拉第电磁感应定律和闭合电路的欧姆定律得

()m BLv I R r =+

由平衡条件得

sin cos mg mg BIL θμθ=+

联立解得 2.5m/s m v =；

（2）金属棒ab 由静止开始下滑到恰好匀速运动的过程，由动量定理得

()sin cos 0m mg mg BIL t mv θμθ--=-

又

q It =

联立解得 2.85t s =；

（3）由法拉第电磁感应定律和闭合电路的欧姆定律得

BLx

q R r

+ 由能量守恒定律得

1sin cos 2

m mgx mg x mv Q θμθ=++g

联立解得0.975J Q =。

10．如图所示（俯视图），两根光滑且足够长的平行金属导轨固定在同一水平面上，两导轨间距 L =1m 。导轨单位长度的电阻 r =1Ω/m ，左端处于 x 轴原点，并连接有固定电阻 R 1=1Ω(与电阻 R 1 相连的导线电阻可不计）。导轨上放置一根质量 m =1kg 、电阻 R 2=1Ω的金

属杆ab ，整个装置处于磁感应强度B = B 0+kx （B 0=1T ，k =1T/m ）的磁场中，磁场方向竖直向下。用一外力F 沿水平方向拉金属杆ab ，使其从原点处开始以速度v =1m/s 沿 x 轴正方向做匀速运动，则：

（1）当 t =1s 时，电阻R 1上的发热功率。（2）求 0-2s 内外力F 所做的功。

（3）如果t =2s 调整F 的大小及方向，使杆以1m/s 2 的加速度做匀减速运动，定性讨论F 的大小及方向的变化情况。

【答案】(1)0.25W (2) 2J (3) 见解析【解析】【详解】

（1）当t =1s 时，x =vt =1m ，B =B 0+kx =2T ，所以R 1上的电流为120.52BLv

I R R xr

==++A ，得

21P I R ==0.25W

（2）电流与导体棒位置的关系为012()0.52B kx Lv

I R R xr

=++A ，得回路中的电流与导体棒位置

无关，由F ILB =得0F ILB ILkx =+，画出F -x 图象，求0-2s 内图象下面的“面积”，即是导体棒在运动过程中克服安培力所做的功

当t =0，B =1T ，所以0.5N F ILB ==，当t =2s ，B =3T ，所以 1.5N F ILB ==，x =2m ，所以做功的“面积”为2J 。

因导体棒是匀速运动，合力做功为0，所以外力克服安培力做功为2 J

（3）当t =2s 时 1.5N F ILB ==安，方向向左，此时合外力1N F ma ==合，方向向左，所以此时F 应向右，大小为0.5N 。随着速度的减小，安培力将减小，F 先减小。当安培力等于1N 时，F 减至0。当速度更小是，安培力也更小，此时F 应反向增大，当速度接近为0时，安培力也接近为0， F 接近1N 。

11．如图所示，两平行光滑不计电阻的金属导轨竖直放置，导轨上端接一阻值为R 的定值电阻，两导轨之间的距离为d ．矩形区域abdc 内存在磁感应强度大小为B 、方向垂直纸面向里的匀强磁场，ab 、cd 之间的距离为L ．在cd 下方有一导体棒MN ，导体棒MN 与导轨垂直，与cd 之间的距离为H ，导体棒的质量为m ，电阻为r ．给导体棒一竖直向上的恒力，导体棒在恒力F 作用下由静止开始竖直向上运动，进入磁场区域后做减速运动．若导体棒到达ab 处的速度为v 0，重力加速度大小为g ．求：

（1）导体棒到达cd 处时速度的大小；（2）导体棒刚进入磁场时加速度的大小；

（3）导体棒通过磁场区域的过程中，通过电阻R 的电荷量和电阻R 产生的热量．【答案】（1）2()F mg H

v m -=

（2）222()()B d F mg H F a g m R r m m

-=+ （3）

BLd q R r

+ 2

01[()()]2R R Q F mg H L mv R r =-+-+ 【解析】【分析】导体棒从开始到运动到cd 处的过程,利用动能定理可求得导体棒到达cd 处时速度的大小; 求出导体棒刚进入磁场时所受的安培力大小,再由牛顿第二定律求得加速度的大小；导体棒通过磁场区域的过程中,根据电量与电流的关系以及法拉第电磁感应定律、欧姆定律结合求通过电阻R 的电荷量.由能量守恒求电阻R 产生的热量；【详解】

（1）根据动能定理：

21()2

F mg H mv -=

解得导体棒到达cd 处时速度的大小：

2()F mg H

v m

（2）根据牛顿第二定律：

A mg F F ma +-=

安培力：

A =F BId

I R r

+ E Bdv =

导体棒刚进入磁场时加速度的大小：

222()()B d F mg H F

a g m R r m m

-=++

（3）导体棒通过磁场区域的过程中，通过电阻R 的电荷量：

q I t =?

I R r

+ ΔΔE t Φ

通过电阻R 的电荷量：

Δq R r Φ

+ 解得：

BLd

q R r

+ 根据动能定理：

A 01()()=2

F mg H L W mv -+-

电路中的总热量：

Q =W A

电阻R 中的热量：

R R

Q Q R r

+ 解得：

01[()()]2

R R Q F mg H L mv R r =

-+-+

12．据英国2018年《每日邮报》5月2日报道，中国科学家一直在努力测试一种超高速列车——真空管道超高速列车，它将比现有高铁快3倍，速度达到1000km/h 。其动力系统的简化模型如图1所示，图中粗实线表示固定在水平面上间距为L 的两条平行光滑金属导轨，电阻忽略不计，ab 和cd 是通过绝缘材料固定在列车底部的两根金属棒，长度均为L ，电阻均为R 并与导轨良好接触，始终与导轨保持垂直，两金属棒ab 和cd 间距为x ，列车与金属棒的总质量为m 。列车启动前，ab 、cd 处于磁感应强度为B 的匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面向下。为使列车启动，需在M 、N 间连接电动势为E 的直流电源，电源内阻及导线电阻忽略不计，列车启动完成后电源会自动关闭。

（1）启动时，若M 接“+”、N 接“-”，接通电源时判断列车运行方向，并简要说明理由；（2）求启动时列车加速度的最大值；

（3）列车启动完成后电源会自动关闭，列车将保持匀速行驶，到站时为让列车减速，需在前方设置如图2所示的一系列磁感应强度为B 的匀强磁场区域，磁场宽度和相邻磁场间距均等于x 。若某时刻列车的速度为v 0，此时ab 、cd 均在无磁场区域，试计算前方至少需要多少块这样的有界磁场才能使列车停下来。

【答案】（1）向右运动，理由：左手定则；（2）

2BEL

mR ；（3）022mv R N B L x

=，若N 为整数，则经过N 块即可；若N 不为整数，则经过N 的整数部分1+块即可【解析】【详解】

(1)接通电源时列车向右运动，理由M 接电压正极，金属棒中电流方向由a 到b ，由c 到

d ，根据左手定则，安培力方向向右，列车要向右运动；

(2)刚开始通电时加速度最大，此时两金属棒并联，每根中电流为：

E I R

每根金属棒受安培力：

F BIL =

所以列车的加速度为：

2BEL

a mR

(3)列车减速时总有一边切割磁感线，设切割磁感线的平均速度为v ，平均感应电动势为：

E BLv =

平均感应电流为：

2BLv

I R

所受安培力为：

F BI L ''=

设每经过一块磁场时设列车速度变化为v ?，列车前进时收到安培力的作用，由动量定理

列车安培力的冲量等于列车动量的变化量，即有：

222B L v

t m v R

?=?g 又由于：

2v t x ?=g

解得：

22B L x

v Rm ?=

0022=v mv R N v B L x

若N 为整数，则经过N 块即可

若N 不为整数，则经过N 的整数部分1+块即可

13．某电子天平原理如图所示，E 形磁铁的两侧为N 极，中心为S 极，两极间的磁感应强度大小均为B ，磁极宽度均为L ，忽略边缘效应，一正方形线圈套于中心磁极，其骨架与秤盘连为一体，线圈两端C 、D 与外电路连接，当质量为m 的重物放在秤盘上时，弹簧被压缩，秤盘和线圈一起向下运动(骨架与磁极不接触)，随后外电路对线圈供电，秤盘和线圈恢复到未放重物时的位置并静止，由此时对应的供电电流I 可确定重物的质量．已知线圈匝数为n ，线圈电阻为R ，重力加速度为g.问：

(1)线圈向下运动过程中，线圈中感应电流是从C 端还是从D 端流出？ (2)供电电流I 是从C 端还是从D 端流入？求重物质量与电流的关系； (3)若线圈消耗的最大功率为P ，该电子天平能称量的最大质量是多少？【答案】（1）感应电流从C 端流出（2）2nBL

m I g =（3）02nBL P

m g

=【解析】【分析】【详解】

（1）根据右手定则，线圈向下切割磁感线，电流应从Ｄ端流入，从Ｃ端流出

（２）根据左手定则可知，若想使弹簧恢复形变，安培力必须向上，根据左手定则可知电流应从D 端流入，根据受力平衡2mg nBI L =?① 解得2nBL

m I g

② （3）根据最大功率2P I R =得P I R

= ②③联立解得：02nBL P

m g R

14．如图所示，两根相距L 1的平行粗糙金属导轨固定在水平面上，导轨上分布着n 个宽度

为d、间距为2d的匀强磁场区域，磁场方向垂直水平面向上．在导轨的左端连接一个阻值为R的电阻，导轨的左端距离第一个磁场区域L2的位置放有一根质量为m，长为L1，阻值为r的金属棒,导轨电阻及金属棒与导轨间的接触电阻均不计．某时刻起,金属棒在一水平向右的已知恒力F作用下由静止开始向右运动，已知金属棒与导轨间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g．

(1)若金属棒能够匀速通过每个匀强磁场区域，求金属棒离开第2个匀强磁场区域时的速度v2的大小；

(2)在满足第(1)小题条件时，求第n个匀强磁场区域的磁感应强度B n的大小；

(3)现保持恒力F不变，使每个磁场区域的磁感应强度均相同，发现金属棒通过每个磁场区域时电路中的电流变化规律完全相同，求金属棒从开始运动到通过第n个磁场区域的整个过程中左端电阻R上产生的焦耳热Q.

【答案】（1）（2）（3）

【解析】

试题分析：（1）金属棒匀加速运动有

解得：

（2）金属棒匀加速运动的总位移为

金属棒进入第n个匀强磁场的速度满足

金属棒在第n个磁场中匀速运动有

解得：

（3）金属棒进入每个磁场时的速度v和离开每个磁场时的速度均相同，由题意可得

历年高考物理压轴题精选(一)详细解答

历年高考物理压轴题精选（一）一、力学 2001年全国理综（江苏、安徽、福建卷） 31．（28分）太阳现正处于主序星演化阶段。它主要是由电子和H 11、He 4 2等原子核组成。维持太阳辐射的是它内部的核聚变反应，核反应方程是2e+4H 11→He 4 2+释放的核能，这些核能最后转化为辐射能。根据目前关于恒星演化的理论，若由于聚变反应而使太阳中的H 11核数目从现有数减少10％，太阳将离开主序垦阶段而转入红巨星的演化阶段。为了简化，假定目前太阳全部由电子和H 11核组成。（1）为了研究太阳演化进程，需知道目前太阳的质量M 。已知地球半径R =6.4×106 m ，地球质量m =6.0×1024 kg ，日地中心的距离r =1.5×1011 m ，地球表面处的重力加速度g =10 m/s 2，1年约为3.2×107秒。试估算目前太阳的质量M 。（2）已知质子质量m p =1.6726×10 －27 kg ，He 42质量m α=6.6458×10 －27 kg ，电子质量m e =0.9 ×10－ 30 kg ，光速c =3×108 m/s 。求每发生一次题中所述的核聚变反应所释放的核能。（3）又知地球上与太阳光垂直的每平方米截面上，每秒通过的太阳辐射能w =1.35×103 W/m 2。试估算太阳继续保持在主序星阶段还有多少年的寿命。（估算结果只要求一位有效数字。）参考解答：（1）估算太阳的质量M 设T 为地球绕日心运动的周期，则由万有引力定律和牛顿定律可知 ① 地球表面处的重力加速度 2 R m G g ② 由①、②式联立解得 ③ 以题给数值代入，得M ＝2×1030 kg ④

---2018高三期中物理压轴题答案

2016-2018北京海淀区高三期中物理易错题汇编 1.如图所示为某种弹射装置的示意图，该装置由三部分组成，传送带左边是足够长的光滑水平面，一轻质弹簧左端固定，右端连接着质量M = 6.0kg的物块A．装置的中间是水平传送带，它与左右两边的台面等高，并能平滑对接．传送带的皮带轮逆时针匀速转动，使传送带上表面以u = 2.0m/s匀速运动．传送带的右边是一半径R = 1.25m位于竖直平面内的光滑1/4圆弧轨道．质量m = 2.0kg的物块B从1/4圆弧的最高处由静止释放．已知物块B与传送带之间的动摩擦因数μ= 0.1，传送带两轴之间的距离l = 4.5m．设物块A、B之间发生的是正对弹性碰撞，第一次碰撞前，物块A静止．取g = 10m/s2．求：（1）物块B滑到1/4圆弧的最低点C时对轨道的压力．（2）物块B与物块A第一次碰撞后弹簧的最大弹性势能．（3）如果物块A、B每次碰撞后，物块A再回到平衡位置时弹簧都会被立即锁定，而当它们再次碰撞前锁定被解除，求物块B经第一次与物块A后在传送带碰撞上运动的总时间． 2.我国高速铁路使用的和谐号动车组是由动车和拖车编组而成，提供动力的车厢叫动车，不提供动力的车厢叫拖车．某列动车组由8节车厢组成，其中车头第1节、车中第5节为动车，其余为拖车，假设每节动车和拖车的质量均为m = 2 × 104kg，每节动车提供的最大功率P = 600kW．（1）假设行驶过程中每节车厢所受阻力f大小均为车厢重力的0.01倍，若该动车组从静止以加速度a = 0.5m/s2加速行驶． 1求此过程中，第5节和第6节车厢间作用力大小． 2以此加速度行驶时所能持续的时间．（2）若行驶过程中动车组所受阻力与速度成正比，两节动车带6节拖车的动车组所能达到的最大速度为v1．为提高动车组速度，现将动车组改为4节动车带4节拖车，则动车组所能达到的最大速度为v2，求v1与v2的比值． 3.暑假里，小明去游乐场游玩，坐了一次名叫“摇头飞椅”的游艺机，如图所示，该游艺机顶上有一个半径为 4.5m的“伞盖”，“伞盖”在转动过程中带动下面的悬绳转动，其示意图如图所示．“摇头飞椅”高O1O2 = 5.8m，绳长5m．小明挑选了一个悬挂在“伞盖”边缘的最外侧的椅子坐下，他与座椅的总质量为40kg．小明和椅子的转动可简化为如图所示的圆周

高考物理压轴题之电磁学专题(5年)(含答案分析).

25.2014新课标2 （19分）半径分别为r和2r的同心圆形导轨固定在同一水平面内，一长为r、质量为m且质量分布均匀的直导体棒AB置于圆导轨上面，BA的延长线通过圆导轨中心O，装置的俯视图如图所示．整个装置位于一匀强磁场中，磁感应强度的大小为B，方向竖直向下，在内圆导轨的C点和外圆导轨的 D点之间接有一阻值为R的电阻（图中未画出）．直导体棒在水平外力作用下以速度ω绕O逆时针匀速转动、转动过程中始终与导轨保持良好接触，设导体棒与导轨之间的动摩擦因数为μ，导体棒和导轨的电阻均可忽略，重力加速度大小为g．求：（1）通过电阻R的感应电流的方向和大小；（2）外力的功率．

25.（19分）2013新课标1 如图，两条平行导轨所在平面与水平地面的夹角为θ，间距为L。导轨上端接有一平行板电容器，电容为C。导轨处于匀强磁场中，磁感应强度大小为B，方向垂直于导轨平面。在导轨上放置一质量为 m的金属棒，棒可沿导轨下滑，且在下滑过程中保持与导轨垂直并良好接触。已知金属棒与导轨之间的动摩擦因数为μ，重力加速度大小为g。忽略所有电阻。让金属棒从导轨上端由静止开始下滑，求: (1)电容器极板上积累的电荷量与金属棒速度大小的关系； (2)金属棒的速度大小随时间变化的关系。２４.（１４分）2013新课标2 如图，匀强电场中有一半径为ｒ的光滑绝缘圆轨道，轨道平面与电场方向平行。ａ、b为轨道直径的两端，该直径与电场方向平行。一电荷为ｑ(q>０)的质点沿轨道内侧运动.经过a 点和b点时对轨道压力的大小分别为Nａ和Ｎｂ不计重力，求电场强度的大小Ｅ、质点经过a点和b点时的动能。

高考物理电磁综合压轴大题汇编

2016年高考押题 1.（18分）在竖直平面内，以虚线为界分布着如图所示足够大的匀强电场和匀强磁场，其中匀强电场方向竖直向下，大小为E ；匀强磁场垂直纸面向里，磁感应强度大小为B 。虚线与水平线之间的夹角为θ＝45°，一带负电粒子从O 点以速度v 0水平射入匀强磁场，已知带负电粒子电荷量为q ，质量为m ，（粒子重力忽略不计）。（1）带电粒子从O 点开始到第1次通过虚线时所用的时间；（2）带电粒子第3次通过虚线时，粒子距O 点的距离；（3）粒子从O 点开始到第4次通过虚线时，所用的时间。 1.（18分）解：如图所示：（1）根据题意可得粒子运动轨迹如图所示。 2πm T Bq = ……………………………………（2分）因为θ=45°，根据几何关系，带电粒子从O 运动到A 为3/4圆周……（1分）则带电粒子在磁场中运动时间为： 3π2m t Bq = ………………………………………………………………………………………（1分）（2）由qvB=m 2 v r ………………………………………………………（2分）得带电粒子在磁场中运动半径为：0 mv r Bq = ，…………………………（1分）带电粒子从O 运动到A 为3/4圆周，解得0 22OA mv x r Bq ==…………………（1分）带电粒子从第2次通过虚线到第3次通过虚线运动轨迹为1 4圆周，OA AC x x =所以粒子距O 点的距离0 2222OC mv x r Bq ==………………………………（1 分）（3）粒子从A 点进入电场，受到电场力F=qE ，则在电场中从A 到B 匀减速，再从B 到A 匀加速进入磁场。在电场中加速度大小为：

全国各地多年高考物理压轴题汇集与详细解析

最近两年全国各地高考物理压轴题汇集（详细解析63题） 1（20分）如图12所示，PR 是一块长为L =4 m 的绝缘平板固定在水平地面上，整个空间有一个平行于PR 的匀强电场E ，在板的右半部分有一个垂直于纸面向外的匀强磁场B ，一个质量为m =0．1 kg ，带电量为q =0．5 C 的物体，从板的P 端由静止开始在电场力和摩擦力的作用下向右做匀加速运动，进入磁场后恰能做匀速运动。当物体碰到板R 端的挡板后被弹回，若在碰撞瞬间撤去电场，物体返回时在磁场中仍做匀速运动，离开磁场后做匀减速运动停在C 点，PC =L/4，物体与平板间的动摩擦因数为μ=0．4，取g=10m/s 2 ，求：（1）判断物体带电性质，正电荷还是负电荷？（2）物体与挡板碰撞前后的速度v 1和v 2 （3）磁感应强度B 的大小（4）电场强度E 的大小和方向 2(10分)如图2—14所示，光滑水平桌面上有长L=2m 的木板C ，质量m c =5kg ，在其正中央并排放着两个小滑块A 和B ，m A =1kg ，m B =4kg ，开始时三物都静止．在A 、B 间有少量塑胶炸药，爆炸后A 以速度6m ／s 水平向左运动，A 、B 中任一块与挡板碰撞后，都粘在一起，不计摩擦和碰撞时间，求： (1)当两滑块A 、B 都与挡板碰撞后，C 的速度是多大? (2)到A 、B 都与挡板碰撞为止，C 的位移为多少? 3（10分）为了测量小木板和斜面间的摩擦因数，某同学设计如图所示实验，在小木板上固定一个轻弹簧，弹簧下端吊一个光滑小球，弹簧长度方向与斜面平行，现将木板连同弹簧、小球放在斜面上，用手固定木板时，弹簧示数为F 1，放手后，木板沿斜面下滑，稳定后弹簧示数为F 2，测得斜面斜角为θ，则木板与斜面间动摩擦因数为多少？（斜面体固定在地面上） 4有一倾角为θ的斜面，其底端固定一挡板M ，另有三个木块A 、B 和C ，它们的质量分别为m A =m B =m ，m C =3 m ，它们与斜面间的动摩擦因数都相同.其中木块A 连接一轻弹簧放于斜面上，并通过轻弹簧与挡板M 相连，如图所示.开始时，木块A 静止在P 处，弹簧处于自然伸长状态.木块B 在Q 点以初速度v 0向下运动，P 、Q 间的距离为L.已知木块B 在下滑过程中做匀速直线运动，与木块A 相碰后立刻一起向下运动，但不粘连，它们到达一个最低点后又向上运动，木块B 向上运动恰好能回到Q 点.若木块A 静止于P 点，木块C 从Q 点开始以初速度03 2 v 向下运动，经历同样过程，最后木块C 停在斜面上的R 点，求P 、R 间的距离L ′的大小。 5如图，足够长的水平传送带始终以大小为v ＝3m/s 的速度向左运动，传送带上有一质量为M ＝2kg 的小木图12

(新)高考物理典型压轴题汇总含答案解析

典型高考物理压轴题集锦含答案解析 1. 地球质量为M ，半径为 R ，自转角速度为ω，万有引力恒量为 G ，如果规定物体在离地球无穷远处势能为 0，则质量为 m 的物体离地心距离为 r 时，具有的万有引力势能可表示为 E p = -G r Mm .国际空间站是迄今世界上最大的航天工程，它是在地球大气层上空地球飞行的一个巨大的人造天体，可供宇航员在其上居住和进行科学实验.设空间站离地面高度为 h ，如果在该空间站上直接发射一颗质量为 m 的小卫星，使其能到达地球同步卫星轨道并能在轨道上正常运行，则该卫星在离开空间站时必须具有多大的动能？解析：由G 2r Mm =r mv 2得，卫星在空间站上的动能为 E k =21 mv 2 = G ) (2h R Mm +。卫星在空间站上的引力势能在 E p = -G h R Mm + 机械能为 E 1 = E k + E p =-G ) (2h R Mm + 同步卫星在轨道上正常运行时有 G 2r Mm =m ω2r 故其轨道半径 r = 3 2 ωMG 由③式得，同步卫星的机械能E 2 = -G r Mm 2=-G 2 Mm 3 2 GM ω =-2 1 m (3ωGM )2 卫星在运行过程中机械能守恒，故离开航天飞机的卫星的机械能应为

E 2，设离开航天飞机时卫星的动能为 E k x ，则E k x = E 2 - E p -2 1 3 2ωGM +G h R Mm + 2. 如图甲所示，一粗糙斜面的倾角为37°，一物块m=5kg 在斜面上，用F=50N 的力沿斜面向上作用于物体，使物体沿斜面匀速上升，g 取10N/kg ，sin37°=0.6，cos37°=0.8，求：（1）物块与斜面间的动摩擦因数μ；（2）若将F 改为水平向右推力F '，如图乙，则至少要用多大的力F '才能使物体沿斜面上升。（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力）解析：（1）物体受力情况如图，取平行于斜面为x 轴方向，垂直斜面为y 轴方向，由物体匀速运动知物体受力平衡 0sin =--=f G F F x θ 0cos =-=θG N F y 解得 f=20N N=40N

高考物理压轴大题

35．（18分）如图所示，一个质量为=2.0×10-11kg ，电荷量= +1.0×10-5C 的带电微粒（重力忽略不计），从静止开始经U 1=100V 电压加速后，水平进入两平行金属板间的偏转电场，偏转电场的电压U 2=100V 。金属板长L =20cm ，两板间距d =cm 。求：（1）微粒进入偏转电场时的速度的大小（2）微粒射出偏转电场时的偏转角θ和速度v （3）若带电微粒离开偏转电场后进入磁感应强度为B = T 的均强磁场，为使微粒不从磁场右边界射出，该匀强磁场的宽度D 至少为多大 36．（18分）如图所示，质量为m A =2kg 的木板A 静止放在光滑水平面上，一质量为 m B =1kg 的小物块B 从固定在地面上的光滑弧形轨道距木板A 上表面某一高H 处由静止开始滑下，以某一初速度v 0滑上A 的左端，当A 向右运动的位移为L =0.5m 时，B 的速度为v B =4m/s ，此时A 的右端与固定竖直挡板相距x ，已知木板A 足够长（保证B 始终不从A 上滑出），A 与挡板碰撞无机械能损失，A 、B 之间动摩擦因数为μ=0.2，g 取10m/s 2 （1）求B 滑上A 的左端时的初速度值v 0及静止滑下时距木板A 上表面的高度H （2）当x 满足什么条件时，A 与竖直挡板只能发生一次碰撞 35．（18分）如图所示，一质量为m 、电量为+q 、重力不计的带电粒子，从A 板的S 点由静止开始释放，经A 、B 加速电场加速后，穿过中间偏转电场，再进入右侧匀强磁场区域．已知AB 间的电压为U ，MN 极板间的电压为2U ，MN 两板间的距离和板长均为L ，磁场垂直纸面向里、磁感应强度为B 、有理想边界．求：（1）带电粒子离开B 板时速度v 0的大小；（2）带电粒子离开偏转电场时速度v 的大小与方向；（3）要使带电粒子最终垂直磁场右边界射出磁场，磁场的宽度d 多大？挡板 v 0 B A （第36题图） x L H （第35题图） U 2 B U 1 v 0 D θ v B B A －－－ N + + + M S ●

近十年年高考物理电磁感应压轴题

θ v 0 x y O M a b B N 电磁感应 2006年全国理综 (北京卷) 24．（20分）磁流体推进船的动力来源于电流与磁场间的相互作用。图1是平静海面上某实验船的示意图，磁流体推进器由磁体、电极和矩形通道（简称通道）组成。如图2所示，通道尺寸a ＝，b ＝、c ＝。工作时，在通道内沿z 轴正方向加B ＝的匀强磁场；沿x 轴正方向加匀强电场，使两金属板间的电压U ＝；海水沿y 轴正方向流过通道。已知海水的电阻率ρ＝Ω·m 。（1）船静止时，求电源接通瞬间推进器对海水推力的大小和方向；（2）船以v s ＝s 的速度匀速前进。若以船为参照物，海水以s 的速率涌入进水口由于通道的截面积小球进水口的截面积，在通道内海水速率增加到v d ＝s 。求此时两金属板间的感应电动势U 感。（3）船行驶时，通道中海水两侧的电压U / ＝U －U 感计算，海水受到电磁力的80%可以转化为对船的推力。当船以v s ＝s 的船速度匀速前进时，求海水推力的功率。解析24.(20分) （1）根据安培力公式,推力F 1=I 1Bb ，其中I 1= R U ,R ＝ρac b 则F t = 8.796==B p U Bb R U ac N 对海水推力的方向沿y 轴正方向(向右) （2）U 感=Bu 感b= V （3）根据欧姆定律，I 2= 600)('4=-=pb ac b Bv U R U A 安培推力F 2＝I 2Bb ＝720 N

推力的功率P ＝Fv s ＝80%F 2v s ＝2 880 W 2006年全国物理试题（江苏卷） 19．（17分）如图所示，顶角θ=45°，的金属导轨 MON 固定在水平面内，导轨处在方向竖直、磁感应强度为B 的匀强磁场中。一根与ON 垂直的导体棒在水平外力作用下以恒定速度v 0沿导轨MON 向左滑动，导体棒的质量为m ，导轨与导体棒单位长度的电阻均匀为r 。导体棒与导轨接触点的a 和b ，导体棒在滑动过程中始终保持与导轨良好接触。t =0时，导体棒位于顶角O 处，求：（1）t 时刻流过导体棒的电流强度I 和电流方向。（2）导体棒作匀速直线运动时水平外力F 的表达式。（3）导体棒在0～t 时间内产生的焦耳热Q 。（4）若在t 0时刻将外力F 撤去，导体棒最终在导轨上静止时的坐标x 。 19．（1）0到t 时间内，导体棒的位移 x ＝t t 时刻，导体棒的长度 l ＝x 导体棒的电动势 E ＝Bl v 0 回路总电阻 R ＝(2x ＋2x )r 电流强度 022E I R r ＝＝（＋）电流方向 b →a （2） F ＝BlI ＝22 02 22E I R r ＝＝（＋）（3）解法一 t 时刻导体的电功率 P ＝I 2 R ＝23 02 22E I R r ＝＝（＋） ∵P ∝t ∴ Q ＝2P t ＝232 02 2(22E I R r ＝＝＋）解法二 t 时刻导体棒的电功率 P ＝I 2 R 由于I 恒定 R / ＝v 0rt ∝t

高考物理压轴题解析及题型特点

2019年高考物理压轴题解析及题型特点 2019年高考物理压轴题特点与解答思路一份试卷的压轴题，难度大，分值也大，是用来鉴别考生掌握知识与综合应用能力高下的分档题。所以，拿下压轴题，就能胜券在握。压轴题显著特点综合的知识多一般是三个以上知识点融汇于一题。譬如：电磁感应综合的压轴题，可以渗透磁场安培力、闭合电路欧姆定律、电功、电功率、功能原理、能量转化与守恒定律、牛顿定律、运动学公式，力学平衡等多个知识点。物理技能要求高解题时布列的物理方程多，需要等量代换，有时用到待定系数法;研究的物理量是时间、位移或其他相关物理量的函数时，则通过解析式进行分析讨论;当研究的物理量出现极值、临界值，可能涉及三角函数，也有用到判别式、不等式性质等。难易设计有梯度虽说压轴题有难度，但并不是一竿子难到底，让你望题生畏，而是先易后难。通常情况下的第(1)、(2)问，估计绝大多数考生还是有能力和信心完成的，所以，绝对不能全部放弃。压轴题解答思路压轴题综合这么多知识点，又能清晰地呈现物理情境。其中，物理问题的发生、变化、发展的全过程，正是我们研究问题的思路要沿袭的。分析物理过程根据题设条件，设问所求，把问题的全过程分解为几个与答题有直接关系的子过程，使复杂问题化为简单。有时压轴题的设问前后呼应，即前问对后问有作用，这样子过程中某个结论成为衔接

两个设问的纽带;也有的压轴题设问彼此独立，即前问不影响后问，那就细致地把该子过程分析解答完整。分析过程，看清设问间关系才能使解答胸有成竹。分析原因与结果针对每一道压轴题，无论从整体还是局部考虑，物理过程都包含有原因与结果。所以，分析原因与结果成为解压轴题的必经之路。譬如：引起电磁感应现象的原因，是导体棒切割磁感线、还是穿过回路的磁通量发生变化，或者两者同作用。导体棒切割磁感线，是受外作用(恒力、变力)，还是具有初速度。正是原因不同、研究问题所选用的物理规律就不同，进而，我们结合题意分析这些原因导致怎样的结果。针对题目需要我们回答的问题，不外乎从受力情况、运动状态、能量转化等方面着手研究，最终得出题目要求的结果。确定思路方法解压轴题不必刻意追求方法的创新，因为试题知识容量大，综合性强，很难做到解题方法大包大揽的巧妙与简捷。还是踏踏实实地从读题、审题开始。提取复杂情境中有价值信息，明确已知条件、挖掘隐含条件、预测临界条件。画研究对象受力图、运动情境示意图，初步展示分析问题的思路。至于采用的方法，一则从已知条件切入，根据物理过程列出有关物理方程，就表达式中仍是未知的物理量，要继续顺着相关过程寻找，不断地用已知替换未知。另则，从题目所求入手列物理方程，一步一步地往前推，也是完成未知替换已知，两者最终达到用所有的已知量表示待求量。对于已知条件是数据的压轴题，也可以采用分步计算求相关物理量数值。不过，要明确所求的值对下一步解答有何作用，是否是承上启下

高考物理压轴题-2019年精选学习文档

2019高考物理压轴题高考马上就要来了，这是一篇2019高考物理压轴题，让我们一起来看看吧~ 1.(2019广州模拟)拖着旧橡胶轮胎跑是身体耐力训练的一种有效方法.如果某受训者拖着轮胎在水平直道上跑了100 m，那么下列说法正确的是() A.轮胎受到地面的摩擦力做了负功 B.轮胎受到的重力做了正功 C.轮胎受到的拉力不做功 D.轮胎受到地面的支持力做了正功 2.(2019届汕头模拟)一辆汽车从静止出发，在平直的公路上加速前进，如果发动机的牵引力保持恒定，汽车所受阻力保持不变，在此过程中() A.汽车的速度与时间成正比 B.汽车的位移与时间成正比 C.汽车做变加速直线运动 D.汽车发动机做的功与时间成正比 3(2019届春阳一中检测)木板质量为M，长度为L，小木块质量为m，水平地面光滑，一根不计质量的轻绳跨过定滑轮分别与M和m连接，小木块与木板间的动摩擦因数为，开始时木块静止在木板左端，现用水平向右的力将m拉至右端，拉力至少做功为()

A.mgL B.2mgL C.mgL/2 D.(M+m)gL 4.质量为m的小球以初速度v0水平抛出，恰好垂直打在倾角为的斜面上，(不计空气阻力)，则球落在斜面上时重力的瞬时功率为() A.mgv0tan B. C. D.mgv0cos 二、双项选择题(本大题共5小题，每小题8分，共40分.在每小题给出的四个选项中，有两个选项符合题目要求，全部选对的得8分，只选1个且正确的得4分，有选错或不答的得0分.) 5.质量为m的物体置于倾角为的斜面上，物体与斜面间的动摩擦因数为，在外力作用下，斜面以加速度a沿水平方向向左做匀加速运动，运动中物体m与斜面体相对静止.则关于斜面对m的支持力和摩擦力的下列说法中正确的是() A.支持力一定做正功 B.摩擦力一定做正功 C.摩擦力可能不做功 D.摩擦力一定做负功 6.(2019届潮州模拟)倾角为的斜劈放在水平面上，斜劈上用固定的竖直挡板挡住一个光滑的质量为m的小球，当整个装置沿水平面以速度v向左匀速运动时间t时，以下说法正确的是() A.小球的重力做功为零

高考理综大题及答案历年物理压轴题解析

2008 年高考全国理综Ⅱ卷（生物试题） 1、选择题 1．为了确定某种矿质元素是否是植物的必需元素，应采用的方法是 A．检测正常叶片中该矿质元素的含量 B．分析根系对该矿质元素的吸收过程 C．分析环境条件对该矿质元素的吸收的影响 D．观察含全部营养的培养液中去掉该矿质元素前、后植株生长发育状况【答案】选D 【解析】判断元素是否是必需元素通常用溶液培养法。在人工配制的完全培养液中，除去某种矿质元素，然后观察植物的生长发育情况：如果植物的生长发育仍正常，说明该元素不是植物所必需的；如果植物的生长发育不正常（出现特定的缺乏症状），且只有补充了该种元素（其他元素无效）后，植物的生长发育又恢复正常（症状消失），说明该元素是必需的矿质元素。 2．下列关于人体内环境及其稳态的叙述，正确的是 A．葡萄糖以自由扩散方式从消化道腔中进入内环境 B． H2CO3/NaHCO3 对血浆pH 相对稳定有重要作用 C．内环境的温度随气温变化而变化 D．人体内的内环境即指体液【答案】选B 【解析】葡萄糖被小肠吸收方式是主动运输。人体的体温是相对恒定的，不会随环境气温的变化而发生明显的变化。人体的体液包括细胞内液和细胞外液，细胞外液主要包括组织液，血浆和淋巴等。人体内的细胞外液构成了体内细胞生活的液体环境，这个液体环境叫做人体的内环境。人体血浆pH 通常在7.35-7.45 之间，而且相对稳定，这主要依靠血浆中的缓冲物质（如H2CO3/NaHCO3、NaH2PO4/Na2HPO4 等）的调节。 3．下列对根瘤菌的叙述，正确的是 A．根瘤菌在植物根外也能固氮 B．根瘤菌离开植物根系不能存活 C．土壤淹水时，根瘤菌固氮量减少 D．大豆植株生长所需的氮都来自根瘤菌【答案】选C 【解析】根瘤菌是共生固氮菌，可独立生活在含化合态氮的环境中，但不能进行固氮，因为固氮过程所需要的[H]须由寄主细胞提供。大豆所需要的氮素有的高达80%以上可由根瘤菌来提供。根瘤菌是好氧性细菌，当土壤淹水时使豆科植物根系缺氧，豆科植物生长不良且不

历年高考物理压轴题精选

历年高考物理压轴题精选(二) 2006年理综（全国卷Ⅰ）（河南、河北、广西、新疆、湖北、江西、等省用） 25.(20分)有个演示实验，在上下面都是金属板的玻璃盒内，放了许多锡箔纸揉成的小球，当上下板间加上电压后，小球就上下不停地跳动。现取以下简化模型进行定量研究。如图所示，电容量为C 的平行板电容器的极板A 和B 水平放置，相距为d ，与电动势为ε、内阻可不计的电源相连。设两板之间只有一个质量为m 的导电小球，小球可视为质点。已知：若小球与极板发生碰撞，则碰撞后小球的速度立即变为零，带电状态也立即改变，改变后，小球所带电荷符号与该极板相同，电量为极板电量的α倍（α<<1）。不计带电小球对极板间匀强电场的影响。重力加速度为g 。（1）欲使小球能够不断地在两板间上下往返运动，电动势ε至少应大于多少？（2）设上述条件已满足，在较长的时间间隔T 内小球做了很多次往返运动。求在T 时间内小球往返运动的次数以及通过电源的总电量。解析25.解：（1）用Q 表示极板电荷量的大小，q 表示碰后小球电荷量的大小。要使小球能不停地往返运动，小球所受的向上的电场力至少应大于重力，则 q ε d >mg ① 其中 q=αQ ② 又有 Q=C ε ③ 由以上三式有 ε> mgd αC ④ （2）当小球带正电时，小球所受电场力与重力方向相同，向下做加速运动。以a 1表示其加速度，t 1表示从A 板到B 板所用的时间，则有 q ε d +mg=ma 1郝双制作 ⑤ d=12 a 1t 12 ⑥ 当小球带负电时，小球所受电场力与重力方向相反，向上做加速运动，以a2表示其加速度，t 2表示从B 板到A 板所用的时间，则有 q ε d －mg=ma 2 ⑦

高考物理经典压轴题集

1（20分）如图12所示，PR 是一块长为L =4 m 的绝缘平板固定在水平地面上，整个空间有一个平行于PR 的匀强电场E ，在板的右半部分有一个垂直于纸面向外的匀强磁场B ，一个质量为m =0．1 kg ，带电量为q =0．5 C 的物体，从板的P 端由静止开始在电场力和摩擦力的作用下向右做匀加速运动，进入磁场后恰能做匀速运动。当物体碰到板R 端的挡板后被弹回，若在碰撞瞬间撤去电场，物体返回时在磁场中仍做匀速运动，离开磁场后做匀减速运动停在C 点，PC =L/4，物体与平板间的动摩擦因数为μ=0．4，取g=10m/s 2 ，求：（1）判断物体带电性质，正电荷还是负电荷？（2）物体与挡板碰撞前后的速度v 1和v 2 （3）磁感应强度B 的大小（4）电场强度E 的大小和方向 2(10分)如图2—14所示，光滑水平桌面上有长L=2m 的木板C ，质量m c =5kg ，在其正中央并排放着两个小滑块A 和B ，m A =1kg ，m B =4kg ，开始时三物都静止．在A 、B 间有少量塑胶炸药，爆炸后A 以速度6m ／s 水平向左运动，A 、B 中任一块与挡板碰撞后，都粘在一起，不计摩擦和碰撞时间，求： (1)当两滑块A 、B 都与挡板碰撞后，C 的速度是多大? (2)到A 、B 都与挡板碰撞为止，C 的位移为多少? 3（10分）为了测量小木板和斜面间的摩擦因数，某同学设计如图所示实验，在小木板上固定一个轻弹簧，弹簧下端吊一个光滑小球，弹簧长度方向与斜面平行，现将木板连同弹簧、小球放在斜面上，用手固定木板时，弹簧示数为F 1，放手后，木板沿斜面下滑，稳定后弹簧示数为F 2，测得斜面斜角为θ，则木板与斜面间动摩擦因数为多少？（斜面体固定在地面上） 4有一倾角为θ的斜面，其底端固定一挡板M ，另有三个木块A 、B 和C ，它们的质量分别为m A =m B =m ，m C =3 m ，它们与斜面间的动摩擦因数都相同.其中木块A 连接一轻弹簧放于斜面上，并通过轻弹簧与挡板M 相连，如图所示.开始时，木块A 静止在P 处，弹簧处于自然伸长状态.木块B 在Q 点以初速度v 0向下运动，P 、Q 间的距离为L.已知木块B 在下滑过程中做匀速直线运动，与木块A 相碰后立刻一起向下运动，但不粘连，它们到达一个最低点后又向上运动，木块B 向上运动恰好能回到Q 点.若木块A 静止于P 点，木块C 从Q 点开始以初速度 03 2 v 向下运动，经历同样过程，最后木块C 图 12

2020历年高考物理真题：压轴大题精选汇编(含答案和解析)

历年高考真题物理压轴题精选汇编第1题如图12所示，PR是一块长为L=4 m的绝缘平板固定在水平地面上，整个空间有一个平行于PR的匀强电场E，在板的右半部分有一个垂直于纸面向外的匀强磁场B，一个质量为m=0．1 kg，带电量为q=0．5 C的物体，从板的P端由静止开始在电场力和摩擦力的作用下向右做匀加速运动，进入磁场后恰能做匀速运动。当物体碰到板R端的挡板后被弹回，若在碰撞瞬间撤去电场，物体返回时在磁场中仍做匀速运动，离开磁场后做匀减速运动停在C点，PC=L/4，物体与平板间的动摩擦因数为μ=0．4，取g=10m/s2 ，求：（1）判断物体带电性质，正电荷还是负电荷？（2）物体与挡板碰撞前后的速度v1和v2 （3）磁感应强度B的大小（4）电场强度E的大小和方向图12 第2题如图2—14所示，光滑水平桌面上有长L=2m的木板C，质量m c=5kg，在其正中央并排放着两个小滑块A和B，m A=1kg，m B=4kg，开始时三物都静止．在A、B间有少量塑胶炸药，爆炸后A以速度6m／s水平向左运动，A、B中任一块与挡板碰撞后，都粘在一起，不计摩擦和碰撞时间，求： (1)当两滑块A、B都与挡板碰撞后，C的速度是多大? (2)到A、B都与挡板碰撞为止，C的位移为多少?

3（10分）为了测量小木板和斜面间的摩擦因数，某同学设计如图所示实验，在小木板上固定一个轻弹簧，弹簧下端吊一个光滑小球，弹簧长度方向与斜面平行，现将木板连同弹簧、小球放在斜面上，用手固定木板时，弹簧示数为F 1，放手后，木板沿斜面下滑，稳定后弹簧示数为F 2，测得斜面斜角为θ，则木板与斜面间动摩擦因数为多少？（斜面体固定在地面上） 4有一倾角为θ的斜面，其底端固定一挡板M ，另有三个木块A 、B 和C ，它们的质量分别为m A =m B =m ，m C =3 m ，它们与斜面间的动摩擦因数都相同.其中木块A 连接一轻弹簧放于斜面上，并通过轻弹簧与挡板M 相连，如图所示.开始时，木块A 静止在P 处，弹簧处于自然伸长状态.木块B 在Q 点以初速度v 0向下运动，P 、Q 间的距离为L.已知木块B 在下滑过程中做匀速直线运动，与木块A 相碰后立刻一起向下运动，但不粘连，它们到达一个最低点后又向上运动，木块B 向上运动恰好能回到Q 点.若木块A 静止于P 点，木块C 从Q 点开始以初速度03 2v 向下运动，经历同样过程，最后木块C 停在斜面上的R 点，求P 、 R 间的距离L ′的大小。

高考物理法拉第电磁感应定律-经典压轴题附详细答案

高考物理法拉第电磁感应定律-经典压轴题附详细答案一、法拉第电磁感应定律 1．如图甲所示，一个圆形线圈的匝数n＝100，线圈面积S＝200cm2，线圈的电阻r＝1Ω，线圈外接一个阻值R＝4Ω的电阻，把线圈放入一方向垂直线圈平面向里的匀强磁场中，磁感应强度随时间变化规律如图乙所示。求：（1）线圈中的感应电流的大小和方向；（2）电阻R两端电压及消耗的功率；（3）前4s内通过R的电荷量。【答案】（1）0﹣4s内，线圈中的感应电流的大小为0.02A，方向沿逆时针方向。4﹣6s 内，线圈中的感应电流大小为0.08A，方向沿顺时针方向；（2）0﹣4s内，R两端的电压是0.08V；4﹣6s内，R两端的电压是0.32V，R消耗的总功率为0.0272W；（3）前4s内通过R的电荷量是8×10﹣2C。【解析】【详解】（1）0﹣4s内，由法拉第电磁感应定律有：线圈中的感应电流大小为：由楞次定律知感应电流方向沿逆时针方向。 4﹣6s内，由法拉第电磁感应定律有：线圈中的感应电流大小为：，方向沿顺时针方向。（2）0﹣4s内，R两端的电压为：消耗的功率为： 4﹣6s内，R两端的电压为：消耗的功率为：故R消耗的总功率为：（3）前4s内通过R的电荷量为：

2．如图所示，在垂直纸面向里的磁感应强度为B 的有界矩形匀强磁场区域内，有一个由均匀导线制成的单匝矩形线框abcd ，线框平面垂直于磁感线。线框以恒定的速度v 沿垂直磁场边界向左运动，运动中线框dc 边始终与磁场右边界平行，线框边长ad =l ，cd =2l ，线框导线的总电阻为R ，则线框离开磁场的过程中，求：（1）线框离开磁场的过程中流过线框截面的电量q ；（2）线框离开磁场的过程中产生的热量 Q ；（3）线框离开磁场过程中cd 两点间的电势差U cd ．【答案】（1）22Bl q R =（2） 234B l v Q R =（3）43cd Blv U = 【解析】【详解】 (1)线框离开磁场的过程中,则有： 2E B lv =g E I R = q It = l t v = 联立可得：2 2Bl q R = (2)线框中的产生的热量： 2Q I Rt = 解得：234B l v Q R = (3) cd 间的电压为： 2 3 cd U I R =g 解得：43 cd Blv U = 3．如图所示，电阻不计的相同的光滑弯折金属轨道MON 与M O N '''均固定在竖直平面内，二者平行且正对，间距为L =1m ，构成的斜面ONN O ''跟水平面夹角均为30α =?，两侧斜面均处在垂直斜面向上的匀强磁场中，磁感应强度大小均为B =0.1T ．t =0时，将长度也为L =1m ，电阻R =0.1Ω的金属杆ab 在轨道上无初速释放．金属杆与轨道接触良好，轨道

高考物理压轴题详解

高考物理压轴题（含详解答案）

1、如图9-13所示，S 是粒子源，只能在纸面上的360°范围内发射速率相同、质量为 m 、电量为q 的电子。MN 是一块足够大的挡板，与S 相距OS = L 。它们处在磁感强度为 B 、方向垂直纸面向里的匀强磁场中，试求：（1）要电子能到达挡板，其发射速度至少应为多大？（2）若发射速率为m eBL ，则电子击打在挡板上的范围怎样？【解说】第一问甚简，电子能击打到挡板的临界情形是轨迹与挡板相切，此时 r min = 2 L ；在第二问中，先求得r = L ，在考查各种方向的初速所对应的轨迹与挡板相交的“最远”点。值得注意的是，O 点上方的最远点和下方的最远点并不是相对O 点对称的。【答案】（1）m 2eBL ；（2）从图中O 点上方距O 点3L 处到O 点下方距O 点L 处的范围内。 2、如图9-14甲所示，由加速电压为U 的电子枪发射出的电子沿x 方向射入匀强磁场，要使电子经过x 下方距O 为L 且∠xOP = θ的P 点，试讨论磁感应强度B 的大小和方向的取值情况。【解说】以一般情形论：电子初速度v 0与磁感应强度B 成任意夹角α ，电子应做螺旋运动，半径为r = eB sin mv 0α，螺距为d = eB cos mv 20απ，它们都由α 、B 决定（v 0 =e mU 2是固定不变的）。我们总可以找到适当的半径与螺距，使P 点的位置满足L 、θ的要求。电子运动轨迹的三维展示如图9-14乙所示。如果P 点处于（乙图中）螺线轨迹的P 1位置，则α = θ ，B ∥OP ；如果P 点处于P 2 或P 3位置，则α ≠ θ ，B 与OP 成一般夹角。对于前一种情形，求解并不难——只要解L = kd （其中k = 1，2，3，…）方程即可；而对后一种情形，要求出B 的通解就难了，这里不做讨论。此外，还有一种特解，那就是当B ⊥OP 时，这时的解法和【例题4】就完全重合了。【答案】通解不定。当B ∥OP 时，B = e mU 2L cos k 2θπ（其中k = 1，2，3，…）；当B ⊥OP 时，B =e mU 2L sin 2θ。

历年高考物理压轴题精选(三)详细解答

历年高考物理压轴题精选（三） 2008年（宁夏卷） 23.（15分）天文学家将相距较近、仅在彼此的引力作用下运行的两颗恒星称为双星。双星系统在银河系中很普遍。利用双星系统中两颗恒星的运动特征可推算出它们的总质量。已知某双星系统中两颗恒星围绕它们连线上的某一固定点分别做匀速圆周运动，周期均为T ，两颗恒星之间的距离为r ，试推算这个双星系统的总质量。（引力常量为G ） 24.(17分) 如图所示，在xOy 平面的第一象限有一匀强电场，电场的方向平行于y 轴向下；在x 轴和第四象限的射线OC 之间有一匀强磁场，磁感应强度的大小为B ，方向垂直于纸面向外。有一质量为m ，带有电荷量+q 的质点由电场左侧平行于x 轴射入电场。质点到达x 轴上A 点时，速度方向与x 轴的夹角?，A 点与原点O 的距离为d 。接着，质点进入磁场，并垂直于OC 飞离磁场。不计重力影响。若OC 与x 轴的夹角为?，求（1）粒子在磁场中运动速度的大小：（2）匀强电场的场强大小。 24.（17分） (1)质点在磁场中的轨迹为一圆弧。由于质点飞离磁场时，速度垂直于OC ，故圆弧的圆心在OC 上。依题意，质点轨迹与x 轴的交点为A ，过A 点作与A 点的速度方向垂直的直线，与OC 交于O ＇。由几何关系知，AO ＇垂直于OC ＇，O ＇是圆弧的圆心。设圆弧的半径为R ，则有 R =dsin ? ? 由洛化兹力公式和牛顿第二定律得 R v m qvB 2 = ②

将?式代入②式，得 ?sin m qBd v = ③ (2)质点在电场中的运动为类平抛运动。设质点射入电场的速度为v 0，在电场中的加速度为a ，运动时间为t ，则有 v 0＝v cos ? ④ v sin ?＝at ⑤ d =v 0t ⑥ 联立④⑤⑥得 d v a ??cos sin 2= ⑦ 设电场强度的大小为E ，由牛顿第二定律得 qE ＝ma ⑧ 联立③⑦⑧得 ??cos 3sin 2m d qB E = ⑨ 2008年（海南卷） 16.如图，空间存在匀强电场和匀强磁场，电场方向为y 轴正方向，磁场方向垂直于xy 平面(纸面)向外，电场和磁场都可以随意加上或撤除，重新加上的电场或磁场与撤除前的一样.一带正电荷的粒子从P(x=0，y=h)点以一定的速度平行于x 轴正向入射.这时若只有磁场，粒子将做半径为R 0的圆周运动；若同时存在电场和磁场，粒子恰好做直线运动.现在，只加电场，当粒子从P 点运动到x=R 0平面(图中虚线所示)时，立即撤除电场同时加上磁场，粒子继续运动，其轨迹与x 轴交于M 点.不计重力.求 (I)粒子到达x=R 0平面时速度方向与x 轴的夹角以及粒子到x 轴的距离； (Ⅱ)M 点的横坐标x M . 16.(I)设粒子质量、带电量和入射速度分别为m 、q 和v 0，则电场的场强E 和磁场的磁感应强度B 应满足下述条件 qE=qv o B ①

高考物理压轴题汇编

高考物理压轴题汇编 1、如图所示，在盛水的圆柱型容器内竖直地浮着一块圆柱型的木块，木块的体积为V ，高为h ，其密度为水密度ρ的二分之一，横截面积为容器横截面积的二分之一，在水面静止时，水高为2h ，现用力缓慢地将木块压到容器底部，若水不会从容器中溢出，求压力所做的功。解：由题意知木块的密度为ρ/2，所以木块未加压力时，将有一半浸在水中，即入水深度为h/2，木块向下压，水面就升高，由于木块横截面积是容器的1/2，所以当木块上底面与水面平齐时，水面上升 h/4，木块下降h/4，即：木块下降h/4，同时把它新占据的下部V/4体积的水重心升高3h/4，由功能关系可得这一阶段压力所做的功vgh h g v h g v w ρρρ16 142441=-= 压力继续把木块压到容器底部，在这一阶段，木块重心下降45h ，同时底部被木块所占空间的水重心升高45h ，由功能关系可得这一阶段压力所做的功 vgh h g v h vg w ρρρ16 10452452=-= 整个过程压力做的总功为：vgh vgh vgh w w w ρρρ1611161016121=+=+= 30.(14分)喷墨打印机的结构简图如图4—12所示，其中墨盒可以发出墨汁微滴，其半径约为10－5 m ，此微滴经过带电室时被带上负电，带电的多少由计算机按字体笔画高低位置输入信号加以控制。带电后的微滴以一定的初速度进入偏转电场，带电微滴经过偏转电场发生偏转后打到纸上，显示出字体.无信号输入时，墨汁微滴不带电，径直通过偏转板而注入回流槽流回墨盒。偏转板长1.6 cm ，两板间的距离为0.50 cm ，偏转板的右端距纸3.2 cm 。若墨汁微滴的质量为1.6×10－10 kg ，以20 m/s 的初速度垂直于电场方向进入偏转电场，两偏转板间的电压是8.0×103 V ，若墨汁微滴打到纸上的点距原射入方向的距离是2.0 mm.求这个墨汁微滴通过带电室带的电量是多少？（不计空气阻力和重力，可以认为偏转电场只局限于平行板电容器内部，忽略边缘电场的不均匀性.）为了使纸上的字放大10%，请你分析提出一个可行的方法. 解：设微滴的带电量为q ，它进入偏转电场后做类平抛运动，离开电场后做直线运动打到纸上，距原入射方向的距离为 y =21at 2+L tan Φ(2分)，又a =md qU （1分），t =01v (1分)，tan Φ=0v at (1分)，

高考物理压轴题30道

高考物理压轴题（30道） 1（20分）如图12所示，PR 是一块长为L =4 m 的绝缘平板固定在水平地面上，整个空间有一个平行于PR 的匀强电场E ，在板的右半部分有一个垂直于纸面向外的匀强磁场B ，一个质量为m =0．1 kg ，带电量为 q =0．5 C 的物体，从板的P 端由静止开始在电场力和摩擦力的作用下向右做匀加速运动，进入磁场后恰能做匀速运动。当物体碰到板R 端的挡板后被弹回，若在碰撞瞬间撤去电场，物体返回时在磁场中仍做匀速运动，离开磁场后做匀减速运动停在C 点，PC =L/4，物体与平板间的动摩擦因数为μ=0．4，取g=10m/s 2 ，求：（1）判断物体带电性质，正电荷还是负电荷？（2）物体与挡板碰撞前后的速度v 1和v 2 （3）磁感应强度B 的大小（4）电场强度E 的大小和方向 1.（1）由于物体返回后在磁场中无电场，且仍做匀速运动，故知摩擦力为0，所以物体带正电荷．且： mg =qBv 2…………………………………………………………① （2）离开电场后，按动能定理，有：-μ mg 4L =0-2 1mv 2………………………………② 由①式得：v 2=22 m/s 图12

（3）代入前式①求得：B = 2 2 T （4）由于电荷由P 运动到C 点做匀加速运动，可知电场强度方向水平向右，且：（ Eq -μmg ） 2 12=L mv 12 -0……………………………………………③ 进入电磁场后做匀速运动，故有：Eq =μ （qBv 1+mg ）……………………………④ 由以上③④两式得：?? ?==N/C 2.4m/s 241E v 2(10分)如图2—14所示，光滑水平桌面上有长L=2m 的木板C ，质量m c =5kg ，在其正中央并排放着两个小滑块A 和B ，m A =1kg ，m B =4kg ，开始时三物都静止．在A 、B 间有少量塑胶炸药，爆炸后A 以速度6m ／s 水平向左运动，A 、B 中任一块与挡板碰撞后，都粘在一起，不计摩擦和碰撞时间，求： (1)当两滑块A 、B 都与挡板碰撞后，C 的速度是多大? (2)到A 、B 都与挡板碰撞为止，C 的位移为多少? 2（1）A 、B 、C 系统所受合外力为零，故系统动量守恒，且总动量为零，故两物块与挡板碰撞后，C 的速度为零，即0=C v （2）炸药爆炸时有 B B A A v m v m = 解得s m v B /5.1= 又B B A A s m s m =