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文檔簡介

1、1如圖所示,圓形區(qū)域內(nèi)有垂直于紙面向里的勻強磁場,一個帶電粒子以速度v從A點沿直徑AOB方向射入磁場,經(jīng)過t時間從C點射出磁場,OC與OB成600角?,F(xiàn)將帶電粒子的速度變?yōu)関/3,仍從A點沿原方向射入磁場,不計重力,則粒子在磁場中的運動時間變?yōu)锳 BC D2半徑為右端開小口的導(dǎo)體圓環(huán)和長為2的導(dǎo)體直桿,單位長度電阻均為R0。圓環(huán)水平固定放置,整個內(nèi)部區(qū)域分布著豎直向下的勻強磁場,磁感應(yīng)強度為B。桿在圓環(huán)上以速度平行于直徑CD向右做勻速直線運動,桿始終有兩點與圓環(huán)良好接觸,從圓環(huán)中心O開始,桿的位置由確定,如圖所示。則A=0時,桿產(chǎn)生的電動勢為B時,桿產(chǎn)生的電動勢為 C=0時,桿受的安培力大小為

2、D時,桿受的安培力大小為 3如圖,質(zhì)量分別為mA和mB的兩小球帶有同種電荷,電荷最分別為qA和qB,用絕緣細線懸掛在天花板上。平衡時,兩小球恰處于同一水平位置,細線與豎直方向間夾角分別為1與2(12)。兩小球突然失去各自所帶電荷后開始擺動,最大速度分別vA和vB,最大動能分別為EkA和EkB。則 ( )(A)mA一定小于mB (B)qA一定大于qB(C)vA一定大于vB (D)EkA一定大于EkB4如圖,理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為201,兩個標(biāo)有“12V,6W”的小燈泡并聯(lián)在副線圈的兩端。當(dāng)兩燈泡都正常工作時,原線圈中電壓表和電流表(可視為理想的)的示數(shù)分別是A120V,0.10A B240

3、V,0.025A C120V,0.05A D240V,0.05A5如圖,均勻磁場中有一由半圓弧及其直徑構(gòu)成的導(dǎo)線框,半圓直徑與磁場邊緣重合;磁場方向垂直于半圓面(紙面)向里,磁感應(yīng)強度大小為B0.使該線框從靜止開始繞過圓心O、垂直于半圓面的軸以角速度勻速轉(zhuǎn)動半周,在線框中產(chǎn)生感應(yīng)電流?,F(xiàn)使線框保持圖中所示位置,磁感應(yīng)強度大小隨時間線性變化。為了產(chǎn)生與線框轉(zhuǎn)動半周過程中同樣大小的電流,磁感應(yīng)強度隨時間的變化率的大小應(yīng)為A. B. C. D. 6如圖所示直角坐標(biāo)系中,矩形區(qū)域內(nèi)有垂直于紙面向外的勻強磁場,磁感應(yīng)強度大小為B=5.010-2T;第一象限內(nèi)有沿方向的勻強電場,電場強度大小為N/C。已知

4、矩形區(qū)域邊長為0.60m,ab邊長為0.20m。在邊中點處有一放射源,某時刻,放射源沿紙面向磁場中各方向均勻地輻射出速率均為m/s的某種帶正電粒子,帶電粒子質(zhì)量kg,電荷量C,不計粒子重力,求:(計算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)(1)粒子在磁場中運動的半徑;(2)從軸上射出的粒子中,在磁場中運動的最短路程為多少?(3)放射源沿-方向射出的粒子,從射出到從軸離開所用的時間。7如圖所示,相距為L的兩條足夠長光滑平行金屬導(dǎo)軌固定在水平面上,導(dǎo)軌由兩種材料組成。PG右側(cè)部分單位長度電阻為r0,且PQ=QH=GH=L。PG左側(cè)導(dǎo)軌與導(dǎo)體棒電阻均不計。整個導(dǎo)軌處于勻強磁場中,磁場方向垂直于導(dǎo)軌平面向下,磁感應(yīng)強

5、度為B。質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒AC在恒力F作用下從靜止開始運動,在到達PG之前導(dǎo)體棒AC已經(jīng)勻速。(1)求當(dāng)導(dǎo)體棒勻速運動時回路中的電流;(2)若導(dǎo)體棒運動到PQ中點時速度大小為v1,試計算此時導(dǎo)體棒加速度;(3)若導(dǎo)體棒初始位置與PG相距為d,運動到QH位置時速度大小為v2,試計算整個過程回路中產(chǎn)生的焦耳熱。8(12分)如圖所示,在勻強電場中,有A、B兩點,它們間距為2cm ,兩點的連線與場強方向成60角。將一個不知道電荷性質(zhì),電量為210-5C的電荷由A移到B,其電勢能增加了0.2J。求:(1)判斷電荷帶正電還是負電?由A到B電場力做的功WAB?(2)A、B兩點的電勢差UAB為多少?(3)勻強電

6、場的場強的大?。?(18分)如圖所示,在無限長的豎直邊界NS和MT間充滿勻強電場,同時該區(qū)域上、下部分分別充滿方向垂直于NSTM平面向外和向內(nèi)的勻強磁場,磁感應(yīng)強度大小分別為和,KL為上下磁場的水平分界線,在NS和MT邊界上,距KL高處分別有P、Q兩點,NS和MT間距為.質(zhì)量為、帶電量為的粒子從P點垂直于NS邊界射入該區(qū)域,在兩邊界之間做圓周運動,重力加速度為.(1)求該電場強度的大小和方向。(2)要使粒子不從NS邊界飛出,求粒子入射速度的最小值。(3)若粒子能經(jīng)過Q點從MT邊界飛出,求粒子入射速度的所有可能值。10在如圖所示的直角坐標(biāo)系中,x軸的上方存在與x軸正方向成45角斜向右下方的勻強電

7、場,場強的大小為E104 V/m.x軸的下方有垂直于xOy面向外的勻強磁場,磁感應(yīng)強度的大小為B2102 T把一個比荷為2108 C/kg的正電荷從坐標(biāo)為(0,1)的A點處由靜止釋放電荷所受的重力忽略不計(1)求電荷從釋放到第一次進入磁場時所用的時間;(2)求電荷在磁場中做圓周運動的半徑;(保留兩位有效數(shù)字)(3)當(dāng)電荷第二次到達x軸時,電場立即反向,而場強大小不變,試確定電荷到達y軸時的位置坐標(biāo)11(20分)如圖所示,直角坐標(biāo)系xoy位于豎直平面內(nèi),y軸正方向豎直向上,x軸正方向水平向右??臻g中存在相互垂直的勻強電場和勻強磁場,勻強磁場垂直xoy平面向里,磁感應(yīng)強度大小為B。勻強電場(圖中未

8、畫出)方向平行于xoy平面,小球(可視為質(zhì)點)的質(zhì)量為m、帶電量為+q,已知電場強度大小為,g為重力加速度。(1)若勻強電場方向水平向左,使小球在空間中做直線運動,求小球在空間中做直線運動的速度大小和方向;(2)若勻強電場在xoy平面內(nèi)的任意方向,確定小球在xoy平面內(nèi)做直線運動的速度大小的范圍;(3)若勻強電場方向豎直向下,將小球從O點由靜止釋放,求小球運動過程中距x軸的最大距離。12如圖所示,一根長為的細絕緣線,上端固定,下端系一個質(zhì)量為m的帶電小球,將整個裝置放入一勻強電場,電場強度大小為E,方向水平向右,已知:當(dāng)細線偏離豎直方向為370時,小球處于平衡狀態(tài),(sin370=0.6)試求

9、:(1)小球帶何種電荷,帶電量為多少;(2)如果將細線剪斷,小球經(jīng)時間t發(fā)生的位移大小;(3)若將小球拉至最低點無初速釋放,當(dāng)小球運動到圖示位置時受到線的拉力的大小。13如圖所示的坐標(biāo)系,x軸沿水平方向,y軸沿豎直方向在x軸上方空間的第一、第二象限內(nèi),既無電場也無磁場,在第三象限內(nèi)存在沿y軸正方向的勻強電場和垂直于xOy平面向里的勻強磁場,在第四象限內(nèi)存在沿y軸負方向、場強大小與第三象限電場強度相等的勻強電場一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶電質(zhì)點,從y軸上yh處的P1點以一定的水平初速度沿x軸負方向進入第二象限,然后經(jīng)過x軸上x2h處的P2點進入第三象限,帶電質(zhì)點恰能做勻速圓周運動,之后經(jīng)過y軸上y

10、2h處的P3點進入第四象限試求:(1)第三象限空間中電場強度和磁感應(yīng)強度的大小(2)帶電質(zhì)點在第四象限空間運動過程中的最小速度14(18分)如圖所示,在直角坐標(biāo)系平面的第II象限內(nèi)有半徑為的圓分別與x軸、y軸相切于C(,0)、D(0,)兩點,圓內(nèi)存在垂直于平面向外的勻強磁場,磁感應(yīng)強度B與軸平行且指向負方向的勻強電場左邊界與軸重合,右邊界交軸于G點,一帶正電的粒子A(重力不計)電荷量為、質(zhì)量為,以某一速率垂直于軸從C點射入磁場,經(jīng)磁場偏轉(zhuǎn)恰好從D點進入電場,最后從G點以與軸正向夾角45的方向射出電場求: (1)OG之間距離; (2)該勻強電場電場強度E;(3)若另有一個與A的質(zhì)量和電荷量相同、

11、速率也相同的正粒子,從C點沿與軸負方向成30角的方向射入磁場,則粒子再次回到軸上某點時,該點坐標(biāo)值為多少?參考答案【答案】B【解析】由牛頓第二定律及勻速圓周運動得:;。作出粒子的運動軌跡圖,由圖可得以速度v從A點沿直徑AOB方向射入磁場經(jīng)過t=T/6從C點射出磁場,軌道半徑;速度變?yōu)関/3時,運動半徑是r/3=,由幾何關(guān)系可得在磁場中運動轉(zhuǎn)過的圓心角為1200,運動時間為T/3,即2t。A、C、D項錯誤; B項正確?!敬鸢浮緼D 【解析】桿的有效切割長度隨角度變化關(guān)系為由法拉第電磁感應(yīng)定律可知A答案顯然正確,B錯誤;此時導(dǎo)體棒是電源,而兩圓弧并聯(lián)后作為外電路,由全電路歐姆定律通過計算可知答案D

12、正確,選AD3ACD【解析】分別對A、B進行受力分析,如圖所示兩球間的庫侖斥力是作用力與反作用力總是大小相等,與帶電量的大小無關(guān),因此B選項不對,對于A球: 對于B球: 聯(lián)立得:F= 又12可以得出:mALB這樣代入后可知: C選項正確A到達最低點的動能:B到達最低點的動能:由于12可知,又:可得:因此D選項也正確。4D【解析】當(dāng)兩燈泡都正常工作時,每個燈泡中電流為0.5A。副線圈輸出電壓12V,輸出電流為。由變壓器變壓公式可知原線圈中電壓表讀書為240V。由功率關(guān)系可知,原線圈中電流表讀數(shù)為0.05A,選項D正確。5 C【解析】為了產(chǎn)生與線框轉(zhuǎn)動半周過程中同樣大小的電流,只要產(chǎn)生相同的感應(yīng)電

13、動勢即可。根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律: 當(dāng)面積發(fā)生改變時可得: 其中,當(dāng)磁場發(fā)生改變時可得:其中根據(jù)題意可得:=,正確答案為C。6(1)0.10m (2)0.10m (3)【解析】試題分析:(1)粒子運動的軌跡如圖,由牛頓第二定律可得: (2分) 解得:m (1分)(2)由數(shù)學(xué)知識可知,最短弦對應(yīng)最短的弧長;由圖可知,=(1分)最短的弧長即最短路程m=0.10m (2分)(3)粒子在磁場中的周期 (1分)粒子在磁場中沿運動的時間 (1分)粒子在電場中的加速度(1分) 解得:則可解得粒子在電場中往返運動的時間為t2+t3=2t=1.0107s (1分)由圖可知,故粒子在磁場中運動的第二部分時間(1分

14、)粒子運動的總時間。(1分)考點:本題考查了帶電粒子在磁場中的運動【名師點睛】帶電粒子在電場中的運動,綜合了靜電場和力學(xué)的知識,分析方法和力學(xué)的分析方法基本相同先分析受力情況再分析運動狀態(tài)和運動過程,然后選用恰當(dāng)?shù)囊?guī)律解題解決這類問題的基本方法有兩種,第一種利用力和運動的觀點,選用牛頓第二定律和運動學(xué)公式求解;第二種利用能量轉(zhuǎn)化的觀點,選用動能定理和功能關(guān)系求解7(1)(2),方向水平向左 (3)QF(Ld)【解析】試題分析:(1)導(dǎo)體棒勻速,則:FF安 (1分)根據(jù)安培力公式F安ILB (1分)解得:(1分)(2)導(dǎo)體棒進入PQ右側(cè)后,回路中電阻減小,電流增大,導(dǎo)體棒做減速運動。(1分)設(shè)導(dǎo)

15、體棒的加速度為a,則: F安F ma(1分)F安ILB根據(jù)閉合電路歐姆定律有:I(1分)根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律有:EBLv1(1分)解得:(1分),方向水平向左(1分)(3)對導(dǎo)體棒整個運動過程應(yīng)用功能關(guān)系,有:F(Ld)Q(2分)解得:QF(Ld)(1分)考點:本題考查了電磁感應(yīng)定律、牛頓第二定律、功能關(guān)系、歐姆定律.8(1)0.2J;(2)104V;(3)106v/m【解析】試題分析:(1)帶負電,電勢能增加0.2J 即電場力做功為W=0.2J (2分)(2) 由AB電場力做負功 q=210-5c (2分) 則UAB= (2分)(3)根據(jù)勻強電場中的關(guān)系式有:U=Ed (2分) 由幾何關(guān)系

16、可知: d=cos60=0.01m (2分) 則E=106v/m (2分)考點:勻強電場、電勢能、電勢差9(1),方向豎直向上 (2) (3);【解析】試題分析:(1)設(shè)電場強度大小為。由題意有,得,方向豎直向上。(2)如圖所示,設(shè)粒子不從NS邊飛出的入射速度最小值為vmin,對應(yīng)的粒子在上下區(qū)域運動的半徑為r1和r2,圓心的連線與NS的夾角為由,有由解得:(3)如圖所示,設(shè)粒子的入射速度為v,粒子在上下方區(qū)域的運動半徑為和,粒子第一次通過KL時距離K點為由題意有(n=1,2,3)得即n=1時,;n=2時,;n=3時,;考點:本題考查了帶電粒子在復(fù)合場中的運動、力的平衡、勻速圓周運動規(guī)律.10

17、(1)106 s(2)0.71 m(3)(0,8)【解析】(1)如圖,電荷從A點勻加速運動到x軸上C點的過程:位移sACm加速度a21012 m/s2時間t106 s.(2)電荷到達C點的速度為vat2106 m/s速度方向與x軸正方向成45角,在磁場中運動時由qvB得Rm即電荷在磁場中的偏轉(zhuǎn)半徑為0.71 m.(3)軌跡圓與x軸相交的弦長為xR1 m,所以電荷從坐標(biāo)原點O再次進入電場中,且速度方向與電場方向垂直,電荷在電場中做類平拋運動設(shè)電荷到達y軸的時間為t,則:tan 45解得t2106 s則類平拋運動中垂直于電場方向的位移Lvt4 my8 m即電荷到達y軸時位置坐標(biāo)為(0,8)11(1

18、);方向斜向下與x軸方向夾角45;(2);(3)?!窘馕觥吭囶}分析:(1)由題意知小球做勻速直線運動 (2分)受力分析如圖 (2分)勻速直線運動速度大小 (1分)方向如圖,斜向下與x軸方向夾角45 (1分)(2)小球做直線運動的條件為:洛侖茲力與電場力和重力的合力為一對平衡力。當(dāng)電場在xoy平面內(nèi)方向任意時,電場力與重力合力最大值為2mg (1分)最小值為零 (1分)則: (2分) (2分)得 (2分)(3)設(shè)小球運動到最低位置時下落高度為H,此時速度最大為v0,方向水平 (2分)任意時刻v沿x軸正向、y軸負向的分速度分別為vx,vy.。與vy.對應(yīng)的洛侖茲力水平分力方向沿x軸正向,小球由靜止

19、釋放到最低點的過程中,應(yīng)用動量定理得: (2分)小球由靜止釋放到最低點的過程中,由動能定理得: (1分)解得: (1分)考點:洛倫茲力,力的平衡,動量定理,動能定理。12(1)正 (2)(3)【解析】試題分析:(1)對小球受力分析,受重力、拉力和電場力,電場力向右,故帶正電荷,根據(jù)平衡條件可知:x方向:,y方向:,解得,故故小球帶正電荷,帶電量為(2)剪短細線后,小球受電場力和重力,合力沿著繩子向右下方,大小等于第一問中繩子的拉力,為;根據(jù)牛頓第二定律,加速度為,做初速度為零的勻加速直線運動,位移為小球做圓周運動,到達圖示位置時,受到重力、電場力和細線的拉力,重力和電場力的合力為;三力的合力指向圓心,提供向心力,有,解得 考點:共點力平衡的條

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