高考物理复习热点电场磁场的综合用

拾躲市安息阳光实验学校高考物理专题复习电场B.一定做曲线运动

与磁场的综合应用C.只有重力做功

一、选择题D.电场力对小球一定做正功

1.（2008学年越秀区高三摸底调研测试）如图所示虚线所围的区域内（为真答案：B

空环境），存在电场强度为E的匀强电场和磁感强度为B的匀强磁场.已知从左方4.（南海区普通高中高考题例研究）回旋加速器是用来加速

水平射入的电子,穿过这区域时未发生偏转.设重力可忽略，则在这区域中的E带电粒子的装置，如图所示.它的核心部分是两个D形金属盒,

两盒相距很近，分别和高频交流电源相连接，两盒间的'厂窄缝中

和B的方向可能是（）

A、E和B都沿水平方向，并与电子运动方向相：］同形成匀强电场，使带电粒子每次通过窄缝都得到加速。两盒放在匀强磁场中,

;>1

B、E和B都沿水平方向，并与电子运动方向相……上?」反磁场方向垂直于盒底而，带电粒子在磁场中做圆周运动，通过两盒间的窄缝时

C、E竖直向上,B水平、垂直纸面向外反复被加速，直到达到最大圆周半径时通过特殊装置被引出。如果用同一回旋

D、E竖直向上,B水平、垂直纸面向里加速器分别加速瓶核3H）和a粒子（，He）比较它们所加的高频交流电源的

答案：ABC周期和获得的最大动能的大小，有（)

2.（山东嘉祥一中高考冲刺）如图所示，虚线间空间存在由匀强电场E和匀A.加速気核的交流电源的周期较大,航核获得的最大动能也较大

强磁场B组成的正交或平行的电场和磁场，有一个带正电小球（电量为+q,质B.加速気核的交流电源的周期较大,航核获得的最大动能较小

量为m）从正交或平行的电磁混合场上方的某一高度自由落下，那么，带电小C.加速気核的交流电源的周期较小,航核获得的最大动能也较小

球可能沿直线通过下列的哪个电磁混合场（）D.加速気核的交流电源的周期较小,航核获得的最大动能较大

答案：CD答案：B

3.（高三第一次调研考试）如图所示，有一带电小球，从两竖直的带电平行5.（高考理科综合试题预测卷）在磁感应强度为B的

XXXXX

板上方某高度处自由落下，两板间匀强磁场方向垂直纸面向外，则小球通过电匀强磁场中,有一与磁场方向垂直长度为L金属杆aO,

共法心力X*XX

场、磁场空间时（）「：二

已知ab=bc=cO=L/3,a、c与磁场中以0为圆心d卜。的同心

XXXX荚XXXXX

A.可能做匀加速直线运动E：:圆金属轨道始终接触良好.一电容为C的电容器接在

用心专心

轨道上,如图所示,当金属杆在与磁场垂直的平面内以0为轴，以角速度3顺时与正粒子相同，带电量与正粒子相等但电性符号相反，例如反质子是,H。假若

针匀速转动时（）使一束质子、反质子、a粒子、反a粒子组成的射线，通过00,进入匀强磁场B?

A.U=2U而形成4条径迹，如图所示，则反a粒子的径迹为（）

acab

B.U=2UA.1B.2C.3D.4

acbO

C.电容器带电量Q答案：B

9

D.若在eO间连接一个理想电压表,则电压表示数为零

答案：BC

6.（2007〜2008学年度第二学期期中质量调研）磁流体发电是一项新兴技术,

它可以把气体的内能直接转化为电能，下图是它的示意

图.平行金属板A、B之间有一个很强的匀强磁场,磁感应

则沿y轴的负方向，以加速度a=2g（g为重力加速度）作匀加速直线运动，当

强度为B,将一束等离子体（即高温下电离的气体，含有

液滴运动到坐标原点时，瞬间被安置在原点的一个装置改变了带电性质（液滴

大量正、负带电粒子）垂直于B的方向喷入磁场，每个离子的速度为v,电荷

所带电荷量和质量均不变），随后液滴进入y<0的空间内运动.液滴在y<0的空

量大小为q,A、B两板间距为d,稳定时下列说法中正确的是（）

间内运动过程中（）

A.图中A板是电源的正极B.图中B板是电源的正极A.重力势能一定是不断减小

C.电源的电动势为BvdD.电源的电动势为BvqB.电势能一定是先减小后增大

答案：BCC.动能不断增大

7.（第二轮高中毕业班质检）由中国提供永磁体的阿D.动能保持不变

尔法磁谱仪原理图如图所示，它曾由航天飞机携带升空,

将来安装在阿尔法国际航空站中，主要使命之一是探索

宇宙中的反物质。反物质由反粒子组成，反粒子的质量

用心

行板电容器带电.板间存在垂直纸面向里的匀强磁场.一个带电粒子恰能以水外，有带电量相同的正负离子组成的等离子束，以速度v沿着水平方向由左端

平速度V向右匀速通过两板间.在以下方法中，要使带电粒子仍能匀速通过两连续射入，电容器的电容为C,当S闭合且平行金属板M、N之间的内阻为r。

板，（不考虑带电粒子所受重力）正确的是（）电路达到稳定状态后，关于电容器的充电电荷量Q说法正确的是（）

A.把两板间距离减小一倍，同时把粒子速率增加一倍A.当S断开时，Q>CBdv.

1

B.把两板的距离增大一倍，同时把板间的磁场增大一倍B.当s断开时，Q=CB,IV髄:：9y

C.当S闭合时，Q<CBdvU一一!

C.把开关S断开，两板的距离增大一倍，同时把板间的磁场减小一倍

D.把开关S断开，两板的距离减小一倍，同时把粒子速率减小一倍D.当S闭合时，Q>CBdv

答案：A答案：BC

10.（苏北四市髙三第三次调研试题）如图所示，虚线12.（2007〜2008学年度第二学期期中质量调飞卜研）如图所

示，水平正对放置的带电平行金属板间的匀强电7:::f::场方向竖

EF的下方存在着正交的匀强电场和匀强磁场，电场t]强度

为E,磁感应强度为及一带电微粒自离EF为h的高h---1+

er-处由直向上，匀强磁场方向垂直纸面向里，一带电小球从光滑

EF

静止下落，从B点进入场区，做了一段匀速圆周运动，。从D绝缘轨道上的a点由静止释放，经过轨道端点P进入板间后恰好沿水平方向做

点射出.下列说法正确的是（）匀速直线运动.现在使小球从稍低些的b点由静止释放，经过轨道端点P进入

A.微粒受到的电场力的方向一定竖直向上两板之间的场区.关于小球和小球现在的运动情况，以下判断中正确的是（）

B.微粒做圆周运动的半径为£区A.小球可能带负电

B.小球在电、磁场中运动的过程动能增大

C.从B点运动到D点的过程中微粒的电势能先增大后减小

C.小球在电、磁场中运动的过程电势能增大

D.从B点运动到D点的过程中微粒的电势能和重力势能之和在最低点C

D.小球在电、磁场中运动的过程机械能总量不变

最小

答案:BC

答案：ABC

13.（金陵中学2007—2008学年髙三一轮复

11.（金陵中学2007—2008学年髙三一轮复习检测一）如图所示，平行金属

习检测一）如图，电源电动势为E,内阻为r,

板M、N之间的距离为d,其中匀强磁场的磁感应强度为B,方向垂直于纸面向

用心专心

滑动变阻器电阻为R,开关S闭合。两平行极板间有匀强磁场，一带电粒子正15.（山东嘉祥一中髙考冲刺）地面附近空间中存在着水

好以速度v匀速穿过两板，以下说法正确的是（）平方向的匀强电场和匀强磁场，已知磁场方向垂直纸面向

A.保持开关S闭合，将滑片P向上滑动一点,粒子将可能从下极板边缘射里，一个带电油滴能沿一条与竖直方向成a角的直线MN

出运动（MN在垂直于磁场方向的平面内），如图14所示，则

B.保持开关S闭合，将滑片P向下滑动一点,粒子将可能从下极板边缘射以下判断中正确的是（）

出A.如果油滴带正电，它是从M点运动到N点

C.保持开关S闭合，将a极板向下移动一点,粒子将继续沿直线穿出B.如果油滴带正电，它是从N点运动到M点

D.如果将开关S断开，粒子将继续沿直线穿出C.如果电场方向水平向左，油滴是从M点运动到N点

答案:ABD.如果电场方向水平向右，油滴是从M点运动到N点

14.（苏、锡、常、镇四市高三教学情况调査二）某制16.（山东三校联考）地球大气层外部有一层复杂

药厂的污水处理站的管道中安装了如图所示的流量计，该离层，既分布有地磁场，也分布有电场，假设某时刻

装置由绝缘材料制成，长、宽、高分别为a、b、c,左右两端开口，在垂直于空间中有一小区域存在如图所示的电场和磁场；电场

上下底面方向加磁感应强度为B的匀强磁场，在前后两个面的内侧固定有金属向在纸面内斜向左下方，磁场的方向垂直纸面向

板作为电极，当含有大量正负离子（其重力不计）的污水充满管口从左向右流时一带电宇宙粒子，恰以速度彩垂直于电场和磁场射入该区域，不计重力作用,

经该装置时，利用电压表所显示的两个电极间的电压U,就可测出污水流量Q则在该区域中，有关该带电粒子的运动情况可能的是（）

（单位时间内流出的污水体积）.则下列说法正确的是（）A.仍作直线运动B.立即向左下方偏转

A.后表面的电势一定髙于前表面的电势，与正负哪种离子多少无关C.立即向右上方偏转D.可能做匀速圆周运动

B.若污水中正负离子数相同，则前后表面的电势差为零答案：ABC

C.流量Q越大，两个电极间的电压U越大二、计算题

D.污水中离子数越多，两个电极间的电压U越大17.（高三第一次质量检测）如图所示，粒子源S可以不断地产生质量为叭

答案：AC电荷量为+q的粒子（重力不计）.粒子从I孔漂进（初速不计）一个水平方向的加

用心专心

速电场，再经小孔。进入相互正交的匀强电场和匀强磁场区域，电场强度大小场的平面内作匀速圆周运动，转动一周后打到ab板的下部.由于不计板的厚度,

2

为E,磁感应强度大小为B「方向如图.虚线PQ、MN之间存在着水平向右的匀所以质子从第一次打到ab板到第二次打到ab板后运动的时间为粒子在磁场运

强磁场，磁感应强度大小为B（图中未画出）.有一块折成直角的硬质塑料板动一周的时间，即一个周期T.

2

abc（不带电，宽度很窄，厚度不计）放置在PQ、MN之间（截面图如图），a、c两由m，B=昭和运动学公式y=驷，得？=驷

2RvqB

粒子在磁场中共碰到2块板，‘'做圆周运动所需的时间为27

点恰在分别位于PQ、MN上，ab=bc=L,a=45°.现使粒子能沿图中虚线00

231

进入PQ、MN之间的区域.粒子进入磁场中，在v方向的总位移s=2Lsin45°,时间为1=丄

2V

0

⑴求加速电压U「贝t=t+t=驷6BL

12

（2）假设粒子与硬质塑料板相碰后，速度大小不变，方向变化遵守光的反射定2

18.（2008-度棉湖中学髙三平时考试）如图所示，在直角坐标系的第一、二

律.粒子在PQ、MN之间的区域中运动的时间和路程分别是多少？

象限内有垂直于纸面的匀强磁场，第

象限有沿y轴负方向的匀强电场；第

象限无电场和磁场。现有一质量为限

荷量为q的粒子以速度v°从y轴上的M

沿x轴负方向进入电场，不计粒子的

速度为v,根据能的力，粒子经x轴上的N点和P点最后

转化和守恒定律得：W回到M点,设0M=L,0N=2L.求：

I2»

要使粒子能沿图中虚线02进入PQ、MN之间的区域，（1）带电粒子的电性，电场强度E的大小；

则粒子所受到向上的洛伦兹力与向下的电场力大小相等,（2）带电粒子到达N点时的速度大小和方向；

得到「互（3）匀强磁场的磁感应强度的大小和方向；

i>B

将②式代‘入①式，得°=应

（4）粒子从M点进入电场，经N、P点最后又回到M点所用的时间。

12qB2

（2）粒子从0以速度v进入PQ、MN之间的区域，先做匀速直线运动，打到解析：（1）粒子从M至N运动过程有：L=Lat2①

302

ab板上，以大小为'的速度垂直于磁场方向运动.粒子将以半径R在垂直于磁

用心专心

加速度”=竺②运动时间”也③匀强磁场，磁感应强度为B.一质量为m,电荷量为q的带正电的粒子从y轴正

mV

0

半轴上的M点以速度v垂直于y轴射入电场，经x轴上的N点与x轴正方向成

mv20

由①②③得电场强度。=%,£=吧=上9-恒则E=—1+-④

t2qq(2L)2o2qL60°角射入磁场,最后从y轴负半轴上的P点垂直于y轴射出磁场，如图所示.不

计粒子重力，求：

(2)设v与X成。角tan。=丄=竺=1,。=45。

Nvv

00

⑴M、N两点间的电势差U、w；.

带电粒子到N点速度=同⑤

⑵粒子在磁场中运动的轨道半径r；从卜”

N0

(3)带电粒子在磁场中做圆周运动的轨迹如图所示，圆心在0'处，设半径

⑶粒子从M点运动到P点的总时间t.,.M..,

为R,由几何关系知带电粒子过P点的速解析：⑴设粒子过N点的速度为v,有°...........

向与x成45。角，则0P=0M=L

v=2v......................

0F♦••♦8♦

则R=〃⑥

V2粒子从M点到N点的过程，有

⑵粒子在磁场中以0'为圆心做匀速圆周运动，半径为O'N,有

由牛顿第二定律得：

⑶由几何关系得：ON=rsin。

由⑥⑦解得：B=

3Lg设粒子在电场中运动的时间为t,有

1

ON=vt

(4)粒子从M至N时间：f=三@01

।v

粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期

粒子在磁场中运动时间：/=』7=之四=丝£®

244qB4v设粒子在磁场中运动的时间为七,有

o

粒子从P至M运动时间,=回=丄0t=t+t

12

3VV

N0

解得：「_(3/+2.

从M点进入电场，经N、P回M所用时间-桝+12)厶3qB

1234V

20.(新洲中学髙三摸底考试试卷)在如图所示，X轴上方有一匀强磁场，磁

19.(庆丰中学2008-2009学年髙三第二次月考)在平面直角坐标系xOy中,

感应强度的方向垂直于纸面向里，大小为B,X轴下方有一匀强电场，电场强度

第I象限存在沿y轴负方向的匀强电场，第IV象限存在垂直于坐标平面向外的

的大小为E,方向与y轴的夹角。为45。且斜向上方.现有一质量为M电量为

用心专心

q的正离子，以速度V由y轴上的A点沿y轴正方向射入磁场，该离子在磁场

0联立⑥⑦解得⑧

中运动一段时间后从X轴上的C点进入电场区域，该离子经C点时的速度方向

设粒子再次进入磁场后在磁场中运动的时间为t3,由题意知

与x轴夹角为45。.不计离子的重力，设磁场区域和电场区域足够大.求：

(1)C点的坐标：

(2)离子从A点出发到第三次穿越x轴时的运动时间；故而，设粒子从A点到第三次穿越x轴的时间为

(3)离子第四次穿越x轴时速度的大小及速度方向与电场方向的夹角.him2mv向

t=t+t+t=------+---*侬

>234qBqE

解析：(J1磁腐殲电粒子在洛仑兹力作期丁做川吉展动，故有(3)粒子从第三次过x轴到第四次过x轴的过程是在电场中做类似平抛的运

XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX

XXxxxxxxxxxxxxxxx^xxxx动，即沿着v的方向(设为x'轴)做匀速运动，即

qvB=mxxxxxxxxxxxxxxxx^xxxxx0

rxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx

……①

0

V=V........②

(0

粒子运动轨迹如图所示，由几何知识知，y沿着qE的方向(设为y，轴)做初速为0的匀变速运动，即

XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX

XXXXXXXXXXXXXX=……③，

X/XXXX

X2m

XXX才XXXXX

XXXXXXX’XXXXXXXv=西④；

y'ni

故，C

设离子第四次穿越X轴时速度的大小为V,速度方向与电场方向的夹角为a.

⑵设粒子从A到C哪寸间为彳设粒子从A則C的时间为“由题意知由图中几何关系知

-=cos45o.............⑤，

,=2r=2型⑤

X

>84g8

y=Jv?+y：........⑥，

设粒子从进入电场到返回C的时间为t,其在电场中做匀变速运动，由牛顿

2

tana=，..............⑦

第二定律和运动学知识，有v

y*

qE=ma⑥综合上述①②③④⑤⑥⑦得

及2v=at>⑦v=占1；).......⑧

02

用心专心

a=arctan—.......⑼

2解得外力随时间变化关系为：F=B^*

m

21.(3月髙三统一考试)如图所示，在竖直平面内放置一长为L的薄壁玻璃

(3)设小球在管中运动时间为t,小球在磁场中做圆周运动的半径为R,

管，在玻璃管的a端放置一个直径比玻璃管直径略小的小球，小球带电荷量为

轨迹如图所示，t时间内玻璃管的运动距离,

-q、质量为m。玻璃管右边的空间存在着匀强电场与匀强磁场的复合场。匀强

由牛顿第二定律得：⑪8=吧

磁场方向垂直于纸面向外，磁感应强度为B；匀强电场R

方向竖直向下，电场强度大小为mg/q。电磁场的左由几何关系得：sina

边界与玻璃管平行，右边界足够远。玻璃管带着小球

由于水平外

以水平速度v0垂直于左边界向右运动，

力F的作用，玻璃管进入磁场后速度保持不变，经一

段时间后小球从玻璃管b端滑出并能在竖直平面内，最后从左边界飞离电磁场。

设运动过程中小球的电荷量保持不变，不计一切阻力。求:

(1)小球从玻璃管b端滑出时速度的大小。

22.(2007-2008学年度髙三复习第一阶段质量监测)在如图所示的直角坐

(2)从玻璃管进入磁场至小球从b端滑出的过程中,

标系中，x轴的上方有与x轴正方向成45°角的匀强电场，场强的大小为

外力F随时间t变化的关系。

E=72x104V/m.X轴的下方有垂直于My面的匀强磁场，磁感应强度的大小为

(3)通过计算画出小球离开玻璃管后的运动轨迹。

B=2xioar.把一个比荷为q/m=2X10sC/kg的正电荷从坐标为(0,1)的A

解析：(1)由E=mg/g得,Eq="?g，即重力与电场力平衡

点处由静止释放.电荷所受的重力忽略不计，求：

如图所示，所以小球管中运动的加速度为：

(1)电荷从释放到第一次进入磁场时所用的时间，；

设小球运动至b端时的y方向速度分量为V/

(2)电荷在磁场中运动轨迹的半径；

则：V2=2aLX____

y(3)电荷第三次到达x轴上的位置.

所以小球运动至b端时速度大小为

解析：(1)电荷从A点匀加速运动到X轴的C点，位移为s=AC=V1,”

(2)由平衡条件可知，玻璃管受到的水平

用心专心

加速度为a=—=2-J2xlOnm/s（1）求磁场方向第一次改变时，粒子所处位置的坐标。

m

（2）在图甲中画出粒子从射入磁场到射出电场过程中运动的轨迹。

所用的时间为"=1x10-65

（3）求粒子射出电场时的动能。

（2）电荷到达C点的速度为-0=2”X1O6,”/S，速度方向与X轴正方向

解析：（1）带电粒子在磁场中运动的轨道半径为r,

成45°

由牛顿运动定律qBv=,”V2①

7

在磁场中运动时，有/8=,”上

R

得轨道半径尺="=也得中」嗜蓝对。。3……②

qB2

粒子运动的周期八謂二募際限iws，③

（3）轨迹圆与X轴相交的弦长为人=后=1,”

电荷从坐标原点。再次进入电场中，速度方向与pm

电场方向垂直，电荷在电场中做类平抛运某g倉

-2--1*T'x/m

轨迹如图所示，与x轴第三次相交时，设将啰。勺电，：

时间为广,则

得/=2xgs

即电荷第三次到达x轴上的点的坐标为（8m,0）（2）粒子运动轨迹如图所示。

23.（髙三教学质量检测）如图甲所示，在直角坐标系y轴右侧虚线区域内，（3）粒子离开磁场后以速度v水平向右射入匀强电场。粒子在电场中

分布着场强E=^*U）5N/C的匀强电场，方向竖直向上；在y轴左侧虚线区域内，沿电场方向运动的位移