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复合场压轴题无答案版

发布时间:2013-09-20 13:07:55  

青藤教育

电磁复合场压轴题攻略

(2010江苏)13.如图所示,两足够长的光滑金属导轨竖直放置,相距为L, 一理想电流表与两导轨相连,匀强磁场与导轨平面垂直。一质量为m、有效电阻为R的导体棒在距磁场上边界h处静止释放。导体棒进入磁场后,流经电流表的电流逐渐减小,最终稳定为I。整个运动

过程中,导体棒与导轨接触良好,且始终保持水平,不计导轨的电阻。求:

(1) 磁感应强度的大小B;

(2) 电流稳定后, 导体棒运动速度的大小v;

(3) 流经电流表电流的最大值Im

mgI2R答案:(1)B=(2)v=(3)Im

=ILmg

(2009全国卷2)24.如图,匀强磁场的磁感应强度方向垂直于纸面向里,大小随时间的变化率?B?k,k 为负的常量。用电阻率为?、横截面积为S的硬导线做成一边长为l的方?t

框。将方框固定于纸面内,其右半部位于磁场区域中。求

(1) 导线中感应电流的大小;

(2) 磁场对方框作用力的大小随时间的变化

1

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答案:(1)I?kls 8?

k2l2s(2). 8?

(2011海南省高考)16.如图,ab和cd是两条竖直放置的长直光滑金属导轨,MN和M'N'是两根用细线连接的金属杆,其质量分别为m和2m。竖直向上的外力F作用在杆MN上,使两杆水平静止,并刚好与导轨接触;两杆的总电阻为R,导轨间距为l。整个装置处在磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场方向与导轨所在平面垂直。导轨电阻可忽略,重力加速度为g。在t=0时刻将细线烧断,保持F不变,金属杆和导轨始终接触良好。求

(1)细线烧断后,任意时刻两杆运动的速度之比;

(2)两杆分别达到的最大速度。

答案:(1)2(2)v1?2mgRmgRv?, 23B2l23B2l2

(2009年宁夏和辽宁高考物理试题)25.如图所示,在第一象限有一匀强电场,场强大小为E,方向与y轴平行;在x轴下方有一匀强磁场,磁场方向与纸面垂直。一质量为m、电荷量为-q(q>0)的粒子以平行于x轴的速度从y轴上的P点处射入电场,在x轴上的Q点处进入磁场,并从坐标原点O离开磁场。粒子在磁场中的运动轨迹与y轴交于M点。已知OP=l,OQ?23l。不计重力。求

(1)M点与坐标原点O间的距离;

(2)粒子从P点运动到M点所用的时间。

2

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?答案:(1)6l(2

)t???2+ 1?(2010四川高考)24.如图所示,电源电动势E0?15V内阻r0?1?,电阻R1?30?,R2?60?。间距d?0.2m的两平行金属板水平放置,板间分布有垂直于纸面向里、磁感应强度B?1T的匀强磁场。闭合开关S,板间电场视为匀强电场,将一带正电的小球以初速度v?0.1m/s沿两板间中线水平射入板间。设滑动变阻器接入电路的阻值为

2g?10m/sR1,忽略空气对小球的作用,取。

(1)当Rx?29?时,电阻R2消耗的电功率是多大?

(2)若小球进入板间做匀速度圆周运动并与板相碰,碰时速度与初速度的夹角为60?,则是多少?

R1

答案:(1)0.6W(2)54Ω

(08江苏)14.(16分)在场强为B的水平匀强磁场中,一质量为m、带正电q的小球在O点静止释放,小球的运动曲线如图所示.已知此曲线在最低点的曲率半径为该点到X轴距离的2倍,重力加速度为g.求:

(1)小球运动到任意位置P(x,y)的速率v.

(2)小球在运动过程中第一次下降的最大距离ym.

3

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(3)当在上述磁场中加一竖直向上场强为E(E?mg)的匀强电场时,小球从O点静止q

释放后获得的最大速率vm.

(2009年天津高考)11.如图所示,直角坐标系xOy位于竖直平面内,在水平的x轴下方存在匀强磁场和匀强电场,磁场的磁感应为B,方向垂直xOy平面向里,电场线平行于y轴。一质量为m、电荷量为q的带正电的小球,从y轴上的A点水平向右抛出,经x轴上的M点进入电场和磁场,恰能做匀速圆周运动,从x轴上的N点第一次离开电场和磁场,MN之间的距离为L,小球过M点时的速度方向与x轴的方向夹角为?.不计空气阻力,重力加速度为g,求

(1) 电场强度E的大小和方向;

(2) 小球从A点抛出时初速度v0的大小;

(3) A点到x轴的高度h.

q2B2L2mgqBL答案:(1),方向竖直向上 (2) cot? (3)28mg2mq

C档

水平地面上方矩形区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场,两个边长相等的单匝闭合正方形线圈Ⅰ和Ⅱ,分别用相同材料,不同粗细的导线绕制(Ⅰ为细导线)。两线圈在距磁场上界面h高处由静止开始自由下落,再进入磁场,最后落到地面。运动过程中,线圈平面始终保持在竖直平面内且下边缘平行于磁场上边界。设线圈Ⅰ、Ⅱ落地时的速度大小分别为v1、v2,

4

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在磁场中运动时产生的热量分别为Q1、Q2。不计空气阻力,则( )

A.v1 <v2,Q1< Q2 B.v1 =v2,Q1= Q2

C.v1 <v2,Q1>Q2 D.v1 =v2,Q1< Q2

答案:D

(2011年福建省)17. 如图,足够长的U型光滑金属导轨平面与水平面成?角(0<?<90°),其中MN平行且间距为L,导轨平面与磁感应强度为B的匀强磁场垂直,导轨电阻不计。金属棒ab由静止开始沿导轨下滑,并与两导轨始终保持垂直且良好接触,ab棒接入电路的电阻为R,当流过ab棒某一横截面的电量为q时,帮的速度大小为v,则金属棒ab在这一过程中( )

A.ab棒运动的平均速度大小为?

B.平滑位移大小为12qR BL

C.产生的焦二热为qBL?

B2L2?sin? D.受到的最大安培力大小为R

答案:C

(2009年福建)18.如图所示,固定位置在同一水平面内的两根平行长直金属导轨的间距为d,其右端接有阻值为R的电阻,整个装置处在竖直向上磁感应强度大小为B的匀强磁场中。一质量为m(质量分布均匀)的导体杆ab垂直于导轨放置,且与两导轨保持良好接触,杆与导轨之间的动摩擦因数为u。现杆在水平向左、垂直于杆的恒力F作用下从静止开始沿导轨运动距离L时,速度恰好达到最大(运动过程中杆始终与导轨保持垂直)。设杆接入电路的电阻为r,导轨电阻不计,重力加速度大小为g。则此过程( )

A.杆的速度最大值为(F??mg)R B2d2

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B.流过电阻R的电量为Bdl R?r

C.恒力F做的功与摩擦力做的功之和等于杆动能的变化量

D.恒力F做的功与安倍力做的功之和大于杆动能的变化量

答案BD

(2010年山东省高考)21.如图所示,空间存在两个磁场,磁感应强度大小均为B,方向相反且垂直纸面,MN、PQ为其边界,OO’为其对称轴。一导线折成边长为l的正方形闭合回路abcd,回路在纸面内以恒定速度vo向右运动,当运动到关于OO’对称的位置时( )

A.穿过回路的磁通量为零

B.回路中感应电动势大小为2Blv0

C.回路中感应电流的方向为顺时针方向

D.回路中ab边与cd边所受安培力方向相同

答案:ABD

(2011上海市高考物理)18.如图,质量为m、长为L的直导线用两绝缘细线悬挂于O、O',并处于匀强磁场中。当导线中通以沿x正方向的电流I,且导线保持静止时,悬线与竖直方向夹角为?。则磁感应强度方向和大小可能为( )

mgmgtan? B.y正向, ILIL

mgmgtan? D.沿悬线向上,sin? C.z负向,ILILA.z正向,

答案:BC

(2011年江苏高考物理)5.如图所示,水平面内有一平行金属导轨,导轨光滑且电阻不计。匀强磁场与导轨一闪身垂直。阻值为R的导体棒垂直于导轨静止放置,且与导轨接触。T=0时,将形状S由1掷到2。Q、i、v和a分别表示电容器所带的电荷量、棒中的电流、棒的速度和加速度。下列图象正确的是( )

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答案:D

(2009全国卷1)26.如图,在x轴下方有匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向垂直于x y平面向外。P是y轴上距原点为h的一点,N0为x轴上距原点为a的一点。A是一块平行于x轴的挡板,与x轴的距离为ha,A的中点在y轴上,长度略小于。带点粒子与挡板碰撞22

前后,x方向的分速度不变,y方向的分速度反向、大小不变。质量为m,电荷量为q(q>0)的粒子从P点瞄准N0点入射,最后又通过P点。不计重力。求粒子入射速度的所有可能值。

答案

a2?h2

vo?,n?0 mh

3a2?h2

v1?,n?1 4mh

2a2?h2

v2?,n?2 3mh

.(2010全国2)26图中

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左边有一对平行金属板,两板相距为d,电压为V;两板之间有匀强磁场,磁场应强度大小为B0,方向平行于板面并垂直于纸面朝里。图中右边有一边长为a的正三角形区域EFG(EF边与金属板垂直),在此区域内及其边界上也有匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向垂直于纸面朝里。假设一系列电荷量为q的正离子沿平行于金属板面,垂直于磁场的方向射入金属板之间,沿同一方向射出金属板之间的区域,并经EF边中点H射入磁场区域。不计重力

(1)已知这些离子中的离子甲到达磁场边界EG后,从边界EF穿出磁场,求离子甲的质量。

(2)已知这些离子中的离子乙从EG边上的I点(图中未画出)穿出磁场,且GI长为3a,4求离子乙的质量。

(3)若这些离子中的最轻离子的质量等于离子甲质量的一半,而离子乙的质量是最大的,问磁场边界上什么区域内可能有离子到达。

答案:EF边上从O到P点。EG边上从K到I。

(2011海南省高考)10.空间存在方向垂直于纸面向里的匀强磁场,图中的正方形为其边界。一细束由两种粒子组成的粒子流沿垂直于磁场的方向从O点入射。这两种粒子带同种电荷,它们的电荷量、质量均不同,但其比荷相同,且都包含不同速率的粒子。不计重力。下列说法正确的是( )

A.入射速度不同的粒子在磁场中的运动时间一定不同

B.入射速度相同的粒子在磁场中的运动轨迹一定相同

C.在磁场中运动时间相同的粒子,其运动轨迹一定相同

D.在磁场中运动时间越长的粒子,其轨迹所对的圆心角一定越大

答案:BD

(10全国1)26

.如图,在0?x区域内存在与xy平面垂直的匀强磁场,磁感应强度的大小为B。在t=0时刻,一位于坐标原点的粒子源在xy

平面内发射出大量同种带电粒

8

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子,所有粒子的初速度大小相同,方向与y轴正方向夹角分布在0~180°范围内。已知沿y轴正方向发射的粒子在t=t0时刻刚好从磁场边界上

,a)点离开磁场。求:

(1)粒子在磁场中做圆周运动的半径R及粒子的比荷q; m

(2)此时刻仍在磁场中的粒子的初速度方向与y轴正方向夹角的取值范围;

(3)从粒子发射到全部粒子离开磁场所用的时间.

答案:⑴R?q2? a ?m3B0t

⑵速度与y轴的正方向的夹角范围是60°到120°

⑶从粒子发射到全部离开所用时间为2t0

(2011年广东省)35.如图19(a)所示,在以O为圆心,内外半径分别为R1和R2的圆环区域内,存在辐射状电场和垂直纸面的匀强磁场,内外圆间的电势差U为常量,R1=R0,R2=3R0,一电荷量为+q,质量为m的粒子从内圆上的A点进入该区域,不计重力。 (1)已知粒子从外圆上以速度v1射出,求粒子在A点的初速度v0的大小。

(2)若撤去电场,如图19(b),已知粒子从OA延长线与外圆的交点C以速度v2射出,方向与OA延长线成45°角,求磁感应强度的大小及粒子在磁场中运动的时间。 (3)在图19(b)中,若粒子从A点进入磁场,速度大小为v3,方向不确定,要使粒子一定能够从外圆射出,磁感应强度应小于多少?

? (a)

答案:(1

图19mv3R02

),(3)B?

2qR02v2

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(2011高考物理新课标试卷)25.如图,在区域I(0≤x≤d)和区域II(d≤x≤2d)内分别存在匀强磁场,磁感应强度大小分别为B和2B,方向相反,且都垂直于Oxy平面。一质量为m、带电荷量q(q>0)的粒子a于某时刻从y轴上的P点射入区域I,其速度方向沿x轴正向。已知a在离开区域I时,速度方向与x轴正方向的夹角为30°;因此,另一质量和电荷量均与a相同的粒子b也从p点沿x轴正向射入区域I,其速度大小是a的1/3。不计重力和两粒子之间的相互作用力。求

(1)粒子a射入区域I时速度的大小;

(2)当a离开区域II时,a、b两粒子的y坐标之差。

答案: (1)va1?2qBd

m(2

)y2

pa?ypb?3?2)d

(08全国1)25.(22分)

如图所示,在坐标系xoy中,过原点的直线OC与x轴正向的夹

角φ=120°,在OC右侧有一匀强电场;在第二、三象限内有一匀

强磁场,其上边界与电场边界重叠、右边界为y轴、左边界为图

中平行于y轴的虚线,磁场的磁感应强度大小为B,方向垂直纸

面向里。一带正电荷q、质量为m的粒子以某一速度自磁场左边

界上的A点射入磁场区域,并从O点射出,粒子射出磁场的速

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度方向与x轴的夹角θ=30°,大小为v,粒子在磁场中的运动轨迹为纸面内的一段圆弧,且弧的半径为磁场左右边界间距的两倍。粒子进入电场后,在电场力的作用下又由O点返回磁场区域,经过一段时间后再次离开磁场。已知粒子从A点射入到第二次离开磁场所用的时间恰好等于粒子在磁场中做圆周运动的周期。忽略重力的影响。求

(1)粒子经过A点时速度的方向和A点到x轴的距离;

(2)匀强电场的大小和方向;

(3)粒子从第二次离开磁场到再次进入电场时所用的时间。

(2009全国卷2)25.如图,在宽度分别为l1和l2的两个毗邻的条形区域分别有匀强磁场和匀强电场,磁场方向垂直于纸面向里,电场方向与电、磁场分界线平行向右。一带正电荷的粒子以速率v从磁场区域上边界的P点斜射入磁场,然后以垂直于电、磁场分界线的方向进入电场,最后从电场边界上的Q点射出。已知PQ垂直于电场方向,粒子轨迹与电、磁场分界线的交点到PQ的距离为d。不计重力,求电场强度与磁感应强度大小之比及粒子在磁场与电场中运动时间之比。

l12?d22dl答案:arcsin(212) 2dl2l1?d

(2011重庆高考)25.某仪器用电场和磁场来

(2011山东省高考)25.扭摆器是同步辐射装置中的插入件,能使粒子的运动轨迹发生扭摆。其简化模型如图Ⅰ、Ⅱ两处的条形均强磁场区边界竖直,相距为L,磁场方向相反且垂直干扰面。一质量为m、电量为-q、重力不计的粒子,从靠近平行板电容器MN板处由静止释放,极板间电压为U,粒子经电场加速后平行于纸面射入Ⅰ区,射入时速度与水平和方向夹角??30?

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(1)当Ⅰ区宽度L1=L、磁感应强度大小B1=B0时,粒子从Ⅰ区右边界射出时速度与水平方向夹角也为30?,求B0及粒子在Ⅰ区运动的时间t0

(2)若Ⅱ区宽度L2=L1=L磁感应强度大小B2=B1=B0,求粒子在Ⅰ区的最高点与Ⅱ区的最低点之间的高度差h

(3)若L2=L1=L、B1=B0,为使粒子能返回Ⅰ区,求B2应满足的条件

(4)若B1?B2,L1?L2,且已保证了粒子能从Ⅱ区右边界射出。为使粒子从Ⅱ区右边界射出的方向与从Ⅰ区左边界射出的方向总相同,求B1、B2、L1、、L2、之间应满足的关系式。 (2011年高考物理试题全国卷二)25.如图,与水平面成45°角的平面MN将空间分成I和II两个区域。一质量为m、电荷量为q(q>0)的粒子以速度v0从平面MN上的p0点水平右射入I区。粒子在I区运动时,只受到大小不变、方向竖直向下的电场作用,电场强度大小为E;在II区运动时,只受到匀强磁场的作用,磁感应强度大小为B,方向垂直于纸面向里。求粒子首次从II区离开时到出发点p0的距离。粒子的重力可以忽略。

答案:l?

0?2v01??? ?q?EB?

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