2017年高考冲刺物理电磁场计算题专练(有答案).docx

1、2017年高考冲刺物理电磁场计算题专练（有答案）25. （ 20分）如图所示，在绝缘水平面上的两物块A、B用劲度系数为k的水平绝缘轻质弹簧连接，物块B、C用跨过定滑轮的绝缘轻绳连接，A靠在竖直墙边，C在倾角为0的长斜面上，滑轮两侧的轻绳分别 与水平面和斜面平行。A、B、C的质量分别是ni、2m、2m, A、C均不带电，B带正电，滑轮左侧存在着水平向左的匀强电场，整个系统不计一切摩擦，B与滑轮足够远。B所受的电场力大小为6mgsin 0 .开始时系统静止。现让C在沿斜面向下的拉力 F作用下做加速度大小为 a的匀加速直线运动，弹簧始终未超过弹性限度，重力加速度大小为go（1）求弹簧的压缩长度xl：

2、（2）求A刚要离开墙壁时C的速度大小v 1及拉力F的大小：（3）若A刚要离开墙壁肘，撤去拉力F,同时电场力大小突然减为 2mgsm 0 ,方向不变，求在之后的运动过程中弹簧的最大弹性势能Epm o25、（18分）如图所示，一等腰直角三角形OMN的腰长为2L, P点为ON的中点，三角形 PMN存在着垂直于纸面向里的匀强磁场I（磁感应强度大小未知），一粒子源置于P点，可以射出垂直于 ON向上的不同速率、不同种类的带正电的粒子.不计粒子的重力和粒子之间的相互作用.（1）求线段PN上有粒子击中区域的长度 s：（2）若三角形区域 OMN的外部存在着垂直于纸面向外的匀强磁场【I, 磁M/J I/XXXX4

3、 4XX /XX感应强度大小为 B：三角形OMP区域存在着水平向左的匀强电场.某粒子/ ：从P点射出后经时间t恰好沿水平向左方向穿过MN进入磁场II,然后从M点射出磁场H进入电场，又在电场力作用下通过 P点.求该粒子的比荷N以及电场的电场强度大小.25.如图a所示，竖直虚线 MN、PQ间由垂直于纸面向里的匀强磁场， MN左侧由水平的平行金属板， 板的右端紧窕虚线 MN，在两板的电极E、F上加上如图b所示的电压，在板的左端沿两板的中线 00不 断地射入质量为 m,电量为q的带正电粒子，粒子的速度大小均为vo,侧移最大的粒子刚好从板的右3L侧边缘射入磁场，两板长为 L,两板间距dX L,若_远小于

4、T,磁场的磁感应强度大小为 B,粒3vo子间的相互作用及重力忽略不计，求：（I）两板间电压的最大值 U0为多少？（2）要使所有粒子均不能从边界PQ射出磁场，PQ、MN间的最小距离为多大？（3）若将下板向下平移 bid,所有粒子仍从 O点射入，则所有粒子进入磁场后，要使所有粒子均不能从边界PQ射出磁场，PQ、MN间的最小距离为多大。25.如图，直角坐标系 xoy中，A、C分别为x、y轴上的两点，OC长为L, N OAC-30。， OAC区域有垂直于xoy平面向外的匀强磁场，区域外无磁场。有大量质量为m,电荷量为q的带正电粒子，以平行于y轴方向从OA边各处持续不断射入磁场。已知能从 AC边 垂直射

5、出的粒子在磁场中的运动时间为t,不考虑粒广间的相互作用且粒子重力不计。（1）求磁场磁感应强度B的大小：（2）有些粒J的运动轨迹会与 AC边相切，求相切轨迹的最大半径1m及其对应的入射速度vm ：（3）若粒/入射速度相同，有些粒子能在边界AC上相遇，求相遇 的两粒子入射时间差的最大值。25. （ 18分）如图所示，圆心为 O、半径为R的圆形磁场区域中-2R存在垂直纸面向外的匀强磁场，以圆心 O为坐标原点建立坐标系，在、一3R处有一垂宜y轴的固定绝缘挡板，一质量为 m、带电量为+q的粒子，与x轴成60。角从 M点（-R, 0）以初速 v0斜向上射入 度磁场区域，经磁场偏转后由N点离开磁场（N点未画

6、出）恰好垂直打在挡板上，粒子与挡板碰撞后原速率弹回，再次进入磁场，最后离开磁场。不计粒子的重力，求：（1）磁感应强度B的大小；Q）N点的坐标：（3）粒从M点进入磁场到最终离开磁场区域运动的总时间。25. （18分）如图甲所示，直角坐标系xoy中，第二象限有沿X轴正方向的匀强电场，第一、四象限有垂直坐 标平面的匀强交变磁场，磁场方向垂直纸而向外为正方向。第三象限有一发射装置（没有画出）沿y轴正方向射出一个比荷Z-lOOC/kg的带正电的粒子（可视为质点且不计重力），该粒子以vo-20m/sg 10m / s：.的速度从X轴上的点 a （-2m, 0）进入第二象限，从 y轴上的点 C （ 0, 4

7、m）进入第一象限。取粒子刚进入第一象限的时刻为0时刻，第一、四象限磁场的磁感应强度按图乙所示规律变化（1）求第二象限电场的电场强度大小；（2）求粒广第次经过x轴时的位置坐标;25.如图所示为一方向垂直纸面向里的半圆形匀强磁场区域，O为其圆心，AB为其直径。足够长的收集板MN平行于AB且与半圆形区域相切与P点，O放置粒子源，可在OA与OB之间180围向磁场连续射入速度均为 V。的带负电粒子，已知 AB-2L,粒子的质量均为 m,带电荷量均为 q,不计粒子重力以及相互作用。/X X X x、/X X X X X xLx 彼 X X ：OB 1）若要使所用粒子均不能被收集板收集，所加磁场需满足的条件

8、（2）若所加磁场的磁感应强度为 吧，收集板上被粒子击中区域上嵬近M端 P点的最远距离距qL5- （6分）设粒产在微场中运动华枝为，,根据题设条件Wi出粒干的运动航迹,由几何关系得一-/? 3由洛伦兹力等右向心力：夕%6=也工（2分） r分）（2） （2分）由图几何关系可得:Wh 8 =*（1 分） qRx = /?sin60M（1分）y = -J?cos600 =（I 分）2N点的坐标为 湾R, -R） 22 （10分）粒;在出场中运动的周期r= 纲 2分 qB由几何知识得粒f在磁场中运动的胧心角共为ixo.粒广在磁场中运动时间r,=-2分）2粒f在磁场外的运动，由匀速H线运动可行；从出磁场划

9、杵次进建场的时间r, = （2 分）-%其中 $ = 3/?-；A（1 分）粒r从”点进入附场到我终离开磁场区域运动的总时间片，计“（2分）WJ： / J5+“q d 分）25.（1）带电粒在第二象限的电场中做类平抛运动，设粒广从A点到C点用时为t，则vc粒子在第一象限磁场中运动时有：qvc B m 一r解得：r am2cF 2 1粒子做圆周运动的周期 T- _ sVC 20所以粒子在磁场中的运动轨迹如图甲所示，粒子运动第四个半圆的过程中第一-次经过X轴，在X轴上时应的弦长为r所以OD-3nl粒子第一次经过x轴时的位置坐标为(3m.O)24、( 1)当释放高度为ho时，恰好触发压力开关，mgh

10、o 4mvo2 , N mg2R代入-15N,解得Nho -0.2m由于h ho ,未触发压力开关，长木板不动，小滑块在木板上减速运动最终停止mgh- mgs 0得 s-0.5m(2)当 h h 时，o Q mghqElo = mv， lOh1当 h， ho 时，mgh 1 - niv2，mv m m v, 2Q L111V2 X M m v ,解得 q 5h 2225、(1) qv0 B 1W-,由左手定则可知 OA方向入射的粒子不被收集，则所有粒子均不能被收集，可r知几何关系 21 LqLmvn(2)若所加磁场的磁感应强度为一，可得半径呼 LqLqB沿OA方向入射的粒能打到收集板靠近M端离

11、P点最远的位置，由几何关系可知，射出磁场时的速度方向为沿左上与水平成60。，如图所示 zx xk飞 x x * x xf xkxIx X X、AOB由几何关系可得，M端距P点最远的距离1L.sill 603OB的角 -30,粒r sini cos解得Bmv0或者B.qL5(3)有 的粒子能被收集板收集到，恰被收集到的粒子射入磁的速度方向与 6子偏出磁的速度方向与MN平行其几何关系如所示L1 入匀磁后做匀速周运有qvB m yi要求粒子在磁中恰好不从上界射出，： , r M224. （14 分）(1)粒子在中加速,根据能定理有2分）2分）r = 102分）qB bKE-2m（ 1(2)由“将光屏向x正方向平移，粒子