2019年高考物理真題和模擬題分項匯編專題21電學計算題含解析211(數理化網)  人教版

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專題21電學計算題
1.(2019·新課標全國Ⅰ卷)如圖,在直角三角形OPN區域內存在勻強磁場,磁感應強度大小為B、方向垂直于紙面向外。一帶正電的粒子從靜止開始經電壓U加速后,沿平行于x軸的方向射入磁??;一段時間后,該粒子在OP邊上某點以垂直于x軸的方向射出。已知O點為坐標原點,N點在y軸上,OP與x軸的夾角為30°,粒子進入磁場的入射點與離開磁場的出射點之間的距離為d,不計重力。求
(1)帶電粒子的比荷;
(2)帶電粒子從射入磁場到運動至x軸的時間。

【答案】(1)(2)
【解析】(1)設帶電粒子的質量為m,電荷量為q,加速后的速度大小為v。由動能定理有

設粒子在磁場中做勻速圓周運動的半徑為r,由洛倫茲力公式和牛頓第二定律有


由幾何關系知d=r③
聯立①②③式得

(2)由幾何關系知,帶電粒子射入磁場后運動到x軸所經過的路程為

帶電粒子從射入磁場到運動至x軸的時間為

聯立②④⑤⑥式得

2.(2019·新課標全國Ⅱ卷)如圖,兩金屬板P、Q水平放置,間距為d。兩金屬板正中間有一水平放置的金屬網G,P、Q、G的尺寸相同。G接地,P、Q的電勢均為(>0)。質量為m,電荷量為q(q>0)的粒子自G的左端上方距離G為h的位置,以速度v0平行于紙面水平射入電場,重力忽略不計。
(1)求粒子第一次穿過G時的動能,以及它從射入電場至此時在水平方向上的位移大??;
(2)若粒子恰好從G的下方距離G也為h的位置離開電場,則金屬板的長度最短應為多少?

【答案】(1)(2)
【解析】(1)PG、QG間場強大小相等,均為E,粒子在PG間所受電場力F的方向豎直向下,設粒子的加速度大小為a,有

F=qE=ma②
設粒子第一次到達G時動能為Ek,由動能定理有

設粒子第一次到達G時所用的時間為t,粒子在水平方向的位移為l,則有

l=v0t⑤
聯立①②③④⑤式解得


(2)設粒子穿過G一次就從電場的右側飛出,則金屬板的長度最短,由對稱性知,此時金屬板的長度L為⑧
3.(2019·新課標全國Ⅲ卷)空間存在一方向豎直向下的勻強電場,O、P是電場中的兩點。從O點沿水平方向以不同速度先后發射兩個質量均為m的小球A、B。A不帶電,B的電荷量為q(q>0)。A從O點發射時的速度大小為v0,到達P點所用時間為t;B從O點到達P點所用時間為。重力加速度為g,求
(1)電場強度的大??;
(2)B運動到P點時的動能。
【答案】(1)(2)
【解析】(1)設電場強度的大小為E,小球B運動的加速度為a。根據牛頓定律、運動學公式和題給條件,有
mg+qE=ma①
②...
    

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