（江苏专用）高考物理总复习 优编题型增分练：计算题规范练（一）-人教版高三物理试题VIP专享VIP免费

计算题规范练(一)四、计算题(本题共3小题，共计47分．解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤．只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位．)14．(15分)(2018·江苏一模)如图1所示，匝数为N＝100、边长为L＝0.5m、阻值为r＝1.5Ω的正方形导线框与间距为d＝0.5m的竖直导轨相连，正方形线框的上半部分处在水平向外的磁场B1中，导轨的下部存在着水平向里的磁感应强度为B2＝1T的匀强磁场．质量为m＝0.2kg、电阻为R＝0.5Ω的导体棒ab可以沿竖直导轨无摩擦地滑动，导体棒始终与导轨接触良好．当磁场B1发生变化时，导体棒ab刚好能处于静止状态．重力加速度g取10m/s2，试求：图1(1)此时通过ab棒的电流I的大小和方向；(2)此过程中磁场B1的变化率；(3)开始的5s内回路中产生的焦耳热Q.答案(1)4A方向由a到b(2)0.64T/s(3)160J解析(1)导体棒ab静止，所以有：mg＝B2IL可得：I＝＝A＝4A由左手定则判断知，电流方向由a到b.(2)根据法拉第电磁感应定律得：E＝NS式中S＝由闭合电路欧姆定律得：E＝I(R＋r)代入数据解得：＝0.64T/s(3)开始的5s内回路中产生的焦耳热为：Q＝I2(R＋r)t＝42×(0.5＋1.5)×5J＝160J.15．(16分)(2018·南通市等七市三模)如图2所示，两根不可伸长的细绳A、B端分别固定在水平天花板上，O端系有一质量m＝kg的物体，ABO组成一边长为L＝5m的正三角形．物体受到方向水平向左的风力作用，绳BO能承受的最大拉力Fm＝20N，绳AO不会被拉断，取g＝10m/s2.图2(1)水平风力F1＝5N时，物体处于静止状态，求绳BO中的拉力大小FB；(2)水平风力为F2时，绳BO刚好被拉断，求F2和绳BO被拉断时物体的加速度大小a；(3)在(2)的情况下，求物体运动过程中的最大速度vm和物体运动到最高点时与初始位置的高度差h.答案(1)15N(2)10m/s2(3)10m/s7.5m解析(1)设此时绳AO中的拉力大小为FA，由平衡条件有F1＋FAcos60°－FBcos60°＝0FAsin60°＋FBsin60°－mg＝0代入数据解得FB＝15N.(2)设绳BO被拉断时，物体仍在原来位置，则拉断前瞬间绳BO的拉力在水平和竖直方向的分力分别为：Fmx＝Fmcos60°＝10NFmy＝Fmsin60°＝10N由于Fmy＝mg，说明物体仍在原来位置，此时绳AO中的拉力大小为0.水平方向由平衡条件有F2＝Fmx＝10N绳BO被拉断后，物体做圆周运动，拉断时加速度方向沿圆切线方向，则F2sin60°＋mgcos60°＝ma解得a＝10m/s2.(3)设绳AO向左摆到与水平方向的夹角为θ时，物体运动的速度最大，则F2sinθ－mgcosθ＝0F2(Lcos60°＋Lcosθ)＋mg(Lsinθ－Lsin60°)＝mvm2解得vm＝10m/s设绳AO向左摆到与水平方向的夹角为α时，物体到达最高点，则F2(Lcos60°＋Lcosα)＋mg(Lsinα－Lsin60°)＝0h＝Lsin60°－Lsinα联立解得h＝7.5m.16．(16分)(2018·盐城市三模)如图3所示，两个相同的等腰直角三角形区域CDE和FGH中均有垂直纸面向里的匀强磁场，E、F、G处在同一水平直线上，D、C、H也处于同一水平直线上．平行四边形区域EFHC间存在匀强电场．一个重力不计的带正电的粒子从边界ED上的P点射入磁场，速度v的方向与EC边平行，再从EC边沿水平方向射出，已知GH长度为L，且L＝(2＋)d，EP和EF的长度均为d.带电粒子的比荷＝k，区域FGH中磁感应强度B2＝.图3(1)求区域CDE内磁感应强度的大小；(2)若电场方向竖直向下，粒子到达电场边界FH时，速度方向恰好与其平行，求粒子在电场中运动的时间；(3)若电场方向水平向右，要使粒子从GF边界射出磁场，求电场强度大小满足的条件．答案(1)(2)(3)0