高考物理 终极猜想题19 力电综合(一).doc

终极猜想十九力电综合(一)(本卷共4小题，满分64分建议时间：45分钟 )命题老师寄语力电综合题目，在高考中常常作为压轴的计算题试题物理情景比较复杂，难度较大；它把力学知识和电学知识融合在一起，综合考查考生分析问题的能力【题组1】力学知识与电场或磁场知识的综合1(13分)如图1甲所示，在真空中足够大的绝缘水平地面上，一个质量为m0.2 kg、带电荷量为q2.0106 c的小物块处于静止状态，小物块与地面间的动摩擦因数0.1.从t0时刻开始，空间上加一个如图乙所示的电场(取水平向右的方向为正方向，g取10 m/s2)求：图1(1)4秒内小物块的位移大小；(2)4秒内电场力对小物块所做的功解析(1)02 s内小物块加速度a12 m/s2(2分)位移x1a1t4 m(1分)2 s末的速度为v2a1t14 m/s(1分)2 s4 s内小物块加速度a22 m/s2(2分)位移x2v2t2a2t4 m(1分)4秒内的位移xx1x28 m(2分)(2)v4v2a2t20，即4 s末小物块处于静止状态设电场力对小物块所做的功为w，由动能定理有：wmgx0(2分)解得w1.6 j(2分)答案(1)8 m(2)1.6 j2(13分)如图2所示，条形区域aa、bb中存在方向垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度b的大小为0.3 t，aa、bb为磁场边界，它们相互平行，条形区域的长度足够长，宽度d1 m一束带正电的某种粒子从aa上的o点以大小不同的速度沿着与aa成60角方向射入磁场，当粒子的速度小于某一值v0时，粒子在磁场区域内的运动时间t04108 s；当粒子速度为v1时，刚好垂直边界bb射出磁场取3，不计粒子所受重力求：图2 (1)粒子的比荷；(2)速度v0和v1的大小解析(1)当粒子的速度小于某一值v0时，粒子不能从bb离开磁场区域，只能从aa边离开，无论粒子速度大小，在磁场中运动的时间都相同，轨迹如图所示(图中只画了一个粒子的轨迹)(2分)粒子在磁场区域内做圆周运动的圆心角均为1240，运动时间t0t，(1分)又t(1分)解得109 c/kg(1分)(2)当粒子速度为v0时，粒子在磁场内的运动轨迹刚好与bb边界相切，此时有r0r0sin 30d(1分)又qv0b(1分)得v0107 m/s(2分)当粒子速度为v1时，刚好垂直边界bb射出磁场区域，此时轨迹所对圆心角230，有r1sin 30d(1分)又qv1b(1分)解得v12108 m/s(2分)答案(1)109 c/kg(2)107 m/s2108 m/s【题组2】力学知识与组合场知识的综合3(19分)(2013东莞三模)如图3所示，在空间中存在垂直纸面向里的匀强磁场，其竖直边界ab、cd的宽度为d，在边界ab左侧是竖直向下、场强为e的匀强电场现有质量为m、带电量为q的粒子(不计重力)从p点以大小为v0的水平初速度射入电场，随后与边界ab成45射入磁场若粒子能垂直cd边界飞出磁场，穿过小孔进入如图所示两竖直平行金属板间的匀强电场中减速至零且不碰到正极板图3(1)请画出粒子上述过程中的运动轨迹，并求出粒子进入磁场时的速度大小v；(2)求匀强磁场的磁感应强度b；(3)求金属板间的电压u的最小值解析(1)轨迹如图所示：(3分)vv0(3分)(2)粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，其轨道半径r由几何关系可知：rd(2分)qvbm(3分)解得：b(3分)(3)粒子进入板间电场至速度减为零的过程，由动能定理有：qu0mv2(3分)解得：u(2分)答案(1)见解析v0(2)(3)4(19分)如图4所示，mn是一段在竖直平面内半径为1 m 的光滑的圆弧轨道，轨道上存在水平向右的匀强电场轨道的右侧有一垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为b10.1 t现有一带电荷量为1 c、质量为100 g的带正电小球从m点由静止开始自由下滑，恰能沿np方向做直线运动，并进入右侧的复合场(np沿复合场的中心线)已知ab板间的电压为uba2 v，板间距离d2 m，板的长度l3 m，若小球恰能从板的右边沿飞出，g取10 m/s2.求：图4(1)小球运动到n点时的速度v的大小(2)水平向右的匀强电场的电场强度e的大小(3)复合场中的匀强磁场的磁感应强度b2的大小解析(1)小球沿np做直线运动，由平衡条件可得：mgqvb1(2分)解得v10 m/s.(3分)(2)小球从m点到n点的过程中，由动能定理得：mgrqermv2(2分)代入数据解得：e4 n/c.(3分)(3)在板间复合场中小球受电场力1 n与重力平衡