资源预览内容
第1页 / 共11页
第2页 / 共11页
第3页 / 共11页
第4页 / 共11页
第5页 / 共11页
第6页 / 共11页
第7页 / 共11页
第8页 / 共11页
第9页 / 共11页
第10页 / 共11页
亲,该文档总共11页,到这儿已超出免费预览范围,如果喜欢就下载吧!
资源描述
高考磁场综合高考磁场综合-20 分题型分题型1、如图所示装置中,区域和中分别有竖直向上和水平向右的匀强电场,电场强度分别为 E 和;区域内有垂2E直向外的水平匀强磁场,磁感应强度为 B。一质量为 m、带电量为 q 的带负电粒子(不计重力)从左边界 O 点正上方的 M 点以速度 v0水平射入电场,经水平分界线 OP 上的 A 点与 OP 成 60角射入区域的磁场,并垂直竖直边界 CD进入区域的匀强电场中。求:(1)粒子在区域匀强磁场中运动的轨道半径(2)O、M 间的距离(3)粒子从 M 点出发到第二次通过 CD 边界所经历的时间解:带电粒子在 1 区做平抛运动。tan60=vy/v0Vy=3v0合速度为 V=(v02+vy2)=2v0(1) 进入磁场后的半径为 r。则有 qvB=mv2/rR=mv/qB=2mv0/qB(2)OM 之间距离设为 y,加速度 a=qE/mVy2=2ayY=vy2/2a=3v02/2(qE/m)=3mv02/2qE(2) 在 1 区用的时间 t1=2y/a=3mv0/qE在 2 区域运动时间为 t2=T/12=2m/12qB=m/6qB在 3 区域做直线运动,向右减速为零后返回。加速度 a2=qE/ 2m V=2v0t3=2*2v0/( qE/ 2m )=8mv0/ qE t=t1+t2+t3=(3+8) mv0/ qE+m/6qB2如图所示,光滑水平面上有正方形线框,边长为abcdMOEBCDP2EA60v0P/PQ/QHs第 15 题0Fabcd LabcdBL、电阻为 R、质量为 m。虚线和之间有一竖直向上的匀强磁场,磁感应强为 B,宽度为 H,且PP QQ HL。线框在恒力作用下开始向磁场区域运动,边运动 S 后进入磁场,边进入磁场前某时刻,0Fcdab线框已经达到平衡状态。当边开始离开磁场时,撤去恒力,重新施加外力,使得线框做加速度cd0FF大小为的匀减速运动,最终离开磁场。mF0(1)边刚进入磁场时两端的电势差;cd(2)边从进入磁场到这个过程中安培力做的总功;cdQQ (3)写出线框离开磁场的过程中,随时间 变化的关系式。Ft3.如图所示,真空室内存在宽度为d=8cm 的匀强磁场区域,磁感应强度B=0.332T,磁场方向垂直于纸 面向里;ab、cd足够长,cd为厚度不计的金箔,金箔右侧有一匀 强电场区域,电场强度E=3.32105N/C;方向与金箔成 37角.紧 挨边界ab放一点状 粒子放射源S,可沿纸面向各个方向均匀放 射初速率相同的 粒子,已知: 粒子的质量 m=6.641027kg,电荷量q = 3.21019C,初速度 = v 3.2106m/s。(sin37= 0.6,cos37= 0.8)求:(1) 粒子在磁场中作圆周运动的轨道半径R;(2)金箔cd被 粒子射中区域的长度L;(3)设打在金箔上 d 端离cd中心最远的 粒子穿出金箔进入电场, 在电场中运动通过N点,SNab且SN = 40cm,则此 粒子从金 箔上穿出时,损失的动能EK为多少?4、如图(a)所示,在真空中,半径为b的虚线所围的圆形区域内存在匀强磁场,磁场方向与纸面垂 直在磁场右侧有一对平行金属板M和N,两板间距离也为b,板长为 2b,两板的中心线O1O2与磁 场区域的圆心O在同一直线上,两板左端与O1也在同一直线上NabcdSE370 B有一电荷量为q、质量为m的带电粒子,以速率v0从圆周上的P点沿垂直于半径OO1并指向 圆心O的方向进入磁场,当从圆周上的O1点飞出磁场时,给M、N板加上如图(b)所示电压u最 后粒子刚好以平行于N板的速度,从N板的边缘飞出不计平行金属板两端的边缘效应及粒子所受 的重力 (1)求磁场的磁感应强度B; (2)求交变电压的周期T和电压U0的值;(3)若t = 时,将该粒子从MN板右侧T 2 沿板的中心线O2O1,仍以速率v0射入M、 N之间,求粒子从磁场中射出的点到P点的距离5如图甲所示,表面绝缘、倾角=30的斜面固定在水平地面上,斜面的顶端固定有弹性挡板, 挡板垂直于斜面,并与斜面底边平行。斜面所在空间有一宽度D=0.40m 的匀强磁场区域,其边界 与斜面底边平行,磁场方向垂直斜面向上,磁场上边界到挡板的距离s=0.55m。一个质量 m=0.10kg、总电阻R=0.25的单匝矩形闭合金属框abcd,放在斜面的底端,其中ab边与斜面底边 重合,ab边长L=0.50m。从t=0 时刻开始,线框在垂直cd边沿斜面向上大小恒定的拉力作用下, 从静止开始运动,当线框的ab边离开磁场区域时撤去拉力,线框继续向上运动,并与挡板发生碰 撞,碰撞过程的时间可忽略不计,且没有机械能损失。线框向上运动过程中速度与时间的关系如 图乙所示。已知线框在整个运动过程中始终未脱离斜面,且保持ab边与斜面底边平行,线框与斜 面之间的动摩擦因数=/3,重力加速度g取 10 3 m/s2。 (1)求线框受到的拉力F的大小; (2)求匀强磁场的磁感应强度B的大小; (3)已知线框向下运动通过磁场区域过程中的速度v随位移x的变化规律满足vv0-(式中v0为线框向下xmRLB22运动ab边刚进入磁场时的速度大小,x为线框ab边进入磁场后对磁场上边界的位移大小),求线框在 斜面上运动的整个过程中产生的焦耳热Q。图(a)图(b)Pv0OO1O2MNOT/2-U0U0utT3T/2v/m.s-1t/s00.42.0乙甲aBDLbcd挡板6如图所示,在xoy平面内第二象限的某区域存在一个矩形匀强磁场区,磁场方向垂直xoy平面向里, 边界分别平行于x轴和y轴一电荷量为e、质量为m的电子,从 坐标原点O以速度v0射入第二象限,速度方向与y轴正方向成 45 角,经过磁场偏转后,通过P(0,a)点,速度方向垂直于y轴, 不计电子的重力 (1)若磁场的磁感应强度大小为B0,求电子在磁场中的运动时间 t; (2)为使电子完成上述运动,求磁感应强度B的大小应满足的条 件; (3)若电子到达y轴上P点时,撤去矩形匀强磁场,同时在y轴 右侧加方向垂直xoy平面向里的匀强磁场,磁感应强度大小为B1, 在y轴左侧加方向垂直xoy平面向里的匀强磁场,电子在第 (k+1)次从左向右经过y轴(经过P点为第 1 次)时恰好通过坐 标原点,求y轴左侧磁场磁感应强度的大小B2及上述过程电子的运动时间t7如图甲所示,空间存在一垂直纸面向里的水平磁场,磁场上边界O M水平,以O点为坐标原点,OM 为x轴,竖直向下为y轴,磁感应强度大小在x方向保持不变、y轴方向按B=ky变化,k为大于零 的常数一质量为m、电阻为R、边长为L的正方形线框abcd从图示位置由静止释放,运动过程中 线框始终在同一竖直平面内,当线框下降h0(h0L)高度时达到最大速度,线框cd边进入磁场时 开始做匀速运动,重力加速度为g求: (1)线框下降h0高度时速度大小v1和匀速运动时速度大小v2; (2)线框从开始释放到cd边刚进入磁场的过程中产生的电能 E; (3)若将线框从图示位置以水平向右的速度v0抛出,在图乙中大致画出线框上a点的轨迹;xyv0OP 第 14 题图第 15 题图OyMabdcxyOav0h0L(甲)(乙)8如图所示,在一底边长为2L,45的等腰三角形区域内(O为底边中点)有垂直纸面向外的匀强磁 场. 现有一质量为m,电量为q的带正电粒子从静止开始经过电势差为U的电场加速后,从O点垂直 于AB进入磁场,不计重力与空气阻力的影响. (1)粒子经电场加速射入磁场时的速度?(2)磁感应强度B为多少时,粒子能以最大的圆周半径偏转后打到OA板?(3)增加磁感应强度的大小,可以再延长粒子在磁场中的运动时间,求粒子在磁场中运动的极限时间. (不计粒子与AB板碰撞的作用时间,设粒子与AB板碰撞前后,电量保持不变并以相同的速率反弹)9飞行时间质谱仪可以根据带电粒子的飞行时间对气体分子进行分析。如图所示,在真空状态下,自 脉冲阀 P 喷出微量气体,经激光照射产生不同正离子,自 a 板小孔进入 a、b 间的加速电场,从 b 板小孔射出,沿中线方向进入 M、N 板间的方形区域,然后到达紧靠在其右侧的探测器。已知极板 a、b 间的电压为 U0,间距为 d,极板 MN 的长度和间距均为l。不计离子重力及经过 a 板时的初速 度。(1)若 M、N 板间无电场和磁场,请推导出离子从 a 板到探测器的飞行时间,与比荷,q 和qkmUABOCLm 分别为离子的电荷量和质量)的关系式; (2)若在 M、N 间只加上偏转电压 U1,请论证说明不同正离子的轨迹是否重合; (3)若在 M、N 间只加上垂直于纸面的匀强磁场。已知进入 a、b 间的正离子有一价和二价的两种, 质量均为 m,元电荷为 e。要使所有正离子均能通过方形区域从右侧飞出,求所加磁场的磁感应强 度的最大值 Bm。10(20 分)如图 1 所示,一端封闭的两条平行光滑长导轨相距 L,距左端 L 处的右侧一段弯成半径为的四分之一圆弧,圆弧导轨的左、右两段处于高度相差的水平面上。以弧形导轨的末端点2L 2LO 为坐标原点,水平向右为 x 轴正方向,建立Ox坐标轴。圆弧导轨所在区域无磁场;左段区域存 在空间上均匀分布,但随时间 t 均匀变化的磁场 B(t),如图 2 所示;右段区域存在磁感应强度 大小不随时间变化,只沿 x 方向均匀变化的磁场 B(x),如图 3 所示;磁场 B(t)和 B(x)的方 向均竖直向上。在圆弧导轨最上端,放置一质量为 m 的金属棒 ab,与导轨左段形成闭合回路,金 属棒由静止开始下滑时左段磁场 B(t)开始变化,金属棒与导轨始终接触良好,经过时间 t0金属 棒恰好滑到圆弧导轨底端。已知金属棒在回路中的电阻为 R,导轨电阻不计,重力加速度为 g。(1)求金属棒在圆弧轨道上滑动过程中,回路中产生的感应电动势 E; (2)如果根据已知条件,金属棒能离开右段磁场 B(x)区域,离开时的速度为v,求金属棒从开 始滑动到离开右段磁场过程中产生的焦耳热 Q; (3)如果根据已知条件,金属棒滑行到 x=x1,位置时停下来, a求金属棒在水平轨道上滑动过程中遁过导体棒的电荷量 q; b通过计算,确定金属棒在全部运动过程中感应电流最大时的位置。11.如图所示,两同心圆半径分别为r1=R和r2=(十 1)R环形区域内2存在垂直于圆面的匀强磁场一质量为m、电荷量为q的带电粒子从圆心处以速率v出发沿圆面运动而恰好不能穿越大圆所包围的区域,不计重力.则(1)环形区域内匀强磁场的磁感应强度是多大?(2)该粒子的运动周期是多大?12.12.如图 1 所示,水平直线 PQ 下方有竖直向上的匀强电场,上方有垂直纸面方向的磁场,其磁感应强度 B 随时间的变化规律如图 2 所示(磁场的变化周期 T=2.410-5s)。现有质量带电量kgm12102为的点电荷,在电场中的 O 点由静止释放,不计电荷的重力。粒子经 t0=第一Cq6102s6102次以的速度通过 PQ,并进入上方的磁场中。取磁场垂直向外方向为正,并以粒子第smv/105 . 14 0一次通过 PQ 时为 t=0 时刻。(本题中取,重力加速度)。试求:32/10smg 电场强度 E 的大小; 时刻电荷与 O 点的水平距离;st5104 . 2 如果在 O 点右方 d=67.5cm 处有一垂直于 PQ 的足够大的挡板,求电荷从开始运动到碰到挡板所需 的时间。(保留三位有效数字)P PQ QO OE EB B图 (1)B/TB/T 0.30.3-0.5-0.50 0t/10t/10 -5-5s s1 11.41.42 22.42.43.43.4图 (2)13 如图所示,第四象限内有互相正交的
网站客服QQ:2055934822
金锄头文库版权所有
经营许可证:蜀ICP备13022795号 | 川公网安备 51140202000112号