高考物理之复合场优秀课件.ppt
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1、高考物理之复合场第1页,本讲稿共30页如图所示,坐标空间中有场强为如图所示,坐标空间中有场强为E的匀强电场和磁感应强度为的匀强电场和磁感应强度为B的匀的匀强磁场,强磁场,y轴为两种场的分界面,图中虚线为磁场区域的右边界轴为两种场的分界面,图中虚线为磁场区域的右边界.现有现有一质量为一质量为m,电荷量为,电荷量为-q的带电粒子从电场中坐标位置的带电粒子从电场中坐标位置(-L,0)处,以处,以初速度初速度v0沿沿x轴正方向开始运动,且已知轴正方向开始运动,且已知L=.试求试求:要使带电粒子能穿越磁场区域而不再返回电场中,磁要使带电粒子能穿越磁场区域而不再返回电场中,磁场的宽度场的宽度d应满足的条件
2、应满足的条件.(忽略带电粒子重力作用忽略带电粒子重力作用)v0(-L,0)OBm,-qxEy答案上题答案(1)(2)与正轴方向成 (3)第2页,本讲稿共30页如图所示,在如图所示,在xoy坐标平面内的第一象限内有沿坐标平面内的第一象限内有沿-y方向的匀强电场。方向的匀强电场。在第四象限内有垂直平面向外的匀强磁场。现有一质量为在第四象限内有垂直平面向外的匀强磁场。现有一质量为m,带电,带电量为量为+q的粒子(重力不计)以初速度的粒子(重力不计)以初速度v0沿沿-x方向从坐标为(方向从坐标为(3L,L)的的P点开始运动,接着进入磁场后由坐标原点开始运动,接着进入磁场后由坐标原O点射出,射出的速度与
3、点射出,射出的速度与y轴方向夹角为轴方向夹角为45,求:,求:(1 1)粒子从)粒子从O O点射出的速度点射出的速度v v和电场强度和电场强度E E;(2 2)粒子从)粒子从P P点运动到点运动到O O电过程所需要的时间?电过程所需要的时间?yxPOV0(3L,L)V45(1)(2)第3页,本讲稿共30页如图所示,如图所示,x轴上方存在磁感应强度为轴上方存在磁感应强度为B的圆形匀强磁场区域,磁的圆形匀强磁场区域,磁场方向垂直纸面向外(图中未画出)。场方向垂直纸面向外(图中未画出)。x轴下方存在匀强电场,轴下方存在匀强电场,场强大小为场强大小为E,方向沿与,方向沿与x轴负方向成轴负方向成60角斜
4、向下。一个质量为角斜向下。一个质量为m,带电量为,带电量为e的质子以速度的质子以速度v0从从O点沿点沿y轴正方向射入匀强磁轴正方向射入匀强磁场区域。质子飞出磁场区域后,从场区域。质子飞出磁场区域后,从b点处穿过点处穿过x轴进入匀强电场中,轴进入匀强电场中,速度方向与速度方向与x轴正方向成轴正方向成30,之后通过了,之后通过了b点正下方的点正下方的c点。不计点。不计质子的重力。质子的重力。(1)求出圆形匀强磁场区域的最小半径和最小面积;)求出圆形匀强磁场区域的最小半径和最小面积;(2)求出)求出b点到点到c点的距离。点的距离。(1)(2)第4页,本讲稿共30页如图如图5-19所示的理想变压器的原
5、、副线圈电路中分别接所示的理想变压器的原、副线圈电路中分别接有有4个完全相同的灯泡,而且全都正常发光,那么,这个完全相同的灯泡,而且全都正常发光,那么,这三个线圈的匝数之比三个线圈的匝数之比=;如果;如果 两端的两端的输出电压为输出电压为U,则变压器的输入电压,则变压器的输入电压 =,电源的输出电压电源的输出电压 =。321;3U;4U第5页,本讲稿共30页面积为面积为S的矩形线圈,在匀强磁场中以其一边为轴匀的矩形线圈,在匀强磁场中以其一边为轴匀速转动,转轴与磁感线垂直,线圈中感应电动势速转动,转轴与磁感线垂直,线圈中感应电动势e与与时间时间t的关系如图所示,感应电动势最大值和周期可由的关系如
6、图所示,感应电动势最大值和周期可由图中读出求:(图中读出求:(1)该匀强磁场的磁感强度的大小)该匀强磁场的磁感强度的大小(2)在)在tT/12时刻,线圈平面与磁感线的夹角时刻,线圈平面与磁感线的夹角图11-8te0m-mT/2T(1)(2)第6页,本讲稿共30页如图所示,一个匝数为如图所示,一个匝数为10匝的矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于匝的矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动,周期为磁场方向的轴匀速转动,周期为T,若把万用表的选择开关拨,若把万用表的选择开关拨到交流电压挡,测得到交流电压挡,测得a,b两点间的电压为两点间的电压为20V,则可知:从中性,则可知:从中性面开始计时,当面
7、开始计时,当t=T/8时,穿过线圈的磁通量的变化率约为(时,穿过线圈的磁通量的变化率约为()A,1.41Wb/s;B.2.0Wb/s;C.14.1Wb/s;D.20.0Wb/sbaB第7页,本讲稿共30页如图所示,一个匝数为如图所示,一个匝数为100匝的正方形线圈在匀强磁场中绕垂直于匝的正方形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动,其边长为磁场方向的轴匀速转动,其边长为0.2m,角速度为,角速度为10rad/s,线,线圈自身电阻为圈自身电阻为2,负载电阻为,负载电阻为6,磁场的磁感应强度为,磁场的磁感应强度为2T,若线若线圈从中性面开始转动,则从开始转动的圈从中性面开始转动,则从开始转动
8、的1/20秒内(秒内()A产生的热量为产生的热量为150J;B.产生的热量为产生的热量为120J;C.通过的电量为通过的电量为1C;D.通过的电量为通过的电量为 CC第8页,本讲稿共30页一单匝线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴一单匝线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动,在转动过程中,线圈中的最大磁通量匀速转动,在转动过程中,线圈中的最大磁通量为为 ,最大感应电动势为,最大感应电动势为 ,下列说法中正确的,下列说法中正确的是(是()A 当磁通量最大时,感应电动势也最大;当磁通量最大时,感应电动势也最大;B 角速度等于角速度等于 ;C 当磁通量减小时,感应电动势也减小;当磁通量减小时,
9、感应电动势也减小;D 当磁通量等于时当磁通量等于时 ,感应电动势等于,感应电动势等于 第9页,本讲稿共30页将硬导线中间一段折成不封闭的正方形,每边长为将硬导线中间一段折成不封闭的正方形,每边长为L,它在磁感应强度为它在磁感应强度为B、方向如图的匀强磁场中匀速转动,转速、方向如图的匀强磁场中匀速转动,转速为为n,导线在,导线在a、b两处通过电刷与外电路连接,外电路连有额两处通过电刷与外电路连接,外电路连有额定功率为定功率为P的小灯泡且正常发光,电路中除灯泡外,其余部分的的小灯泡且正常发光,电路中除灯泡外,其余部分的电阻不计,灯泡的电阻应为(电阻不计,灯泡的电阻应为()(2 L 2nB)2/P2
10、(L 2nB)2/P(L 2nB)2/2P(L 2nB)2/PbaBl第10页,本讲稿共30页在变电站里,经常要用交流电表去监测电网上的强电在变电站里,经常要用交流电表去监测电网上的强电流,所用的器材叫电流互感器。如下所示的四个图中,流,所用的器材叫电流互感器。如下所示的四个图中,能正确反应其工作原理的是能正确反应其工作原理的是 AAAA地线火线火线地线地线火线地线火线A A D CB第11页,本讲稿共30页理想变压器初、次级线圈的匝数比理想变压器初、次级线圈的匝数比n1:n2=2:1,分别接有完,分别接有完全相同的纯电阻,如图二所示电源电压为全相同的纯电阻,如图二所示电源电压为U,则次级线圈
11、的输,则次级线圈的输出电压为出电压为A、3/4U B、U/3 C、U/2 D、2/5U第12页,本讲稿共30页光滑曲面与竖直平面的交线是抛物线,如图所示,抛物线的方光滑曲面与竖直平面的交线是抛物线,如图所示,抛物线的方程是程是yx2,下半部处在一个水平方向的匀强磁场中,磁场的,下半部处在一个水平方向的匀强磁场中,磁场的上边界是上边界是ya的直线(图中的虚线所示)一个小金属块从抛物的直线(图中的虚线所示)一个小金属块从抛物线上线上yb(ba)处以速度)处以速度v沿抛物线下滑假设抛物线足沿抛物线下滑假设抛物线足够长,金属块沿抛物线下滑后产生的焦耳热总量是够长,金属块沿抛物线下滑后产生的焦耳热总量是
12、()Amgb BMv2/2Cmg(ba)Dmg(ba)mv2/2第13页,本讲稿共30页如图甲所示,如图甲所示,abcd为导体做成的框架,其平面与水平面成为导体做成的框架,其平面与水平面成角,角,质量为质量为m金棒棒金棒棒PQ与与ad、bc接触良好,回路的总电阻为接触良好,回路的总电阻为R,整,整个装置放在垂直于框架平面的变化磁场中,磁感应强度个装置放在垂直于框架平面的变化磁场中,磁感应强度B随时间变化随时间变化情况如图乙所示(设图甲中情况如图乙所示(设图甲中B的方向为正方向)。若的方向为正方向)。若PQ始终静止,始终静止,关于关于PQ与框架的摩擦力在时间与框架的摩擦力在时间0t1内的变化情况
13、,可能正确的是内的变化情况,可能正确的是()A一直增大一直增大B一直减小一直减小C先减小后增大先减小后增大D先增大后减小先增大后减小abcdpQBtBt1o甲乙AC第14页,本讲稿共30页如图所示,由粗细相同的导线制成的正方形线框边长为如图所示,由粗细相同的导线制成的正方形线框边长为L,每,每条边的电阻均为条边的电阻均为R,其中,其中ab边材料的密度较大,其质量为边材料的密度较大,其质量为m,其余,其余各边的质量均可忽略不计线框可绕与各边的质量均可忽略不计线框可绕与cd边重合的水平轴边重合的水平轴自由转动,不计空气阻力及摩擦若线框从水平位置由静自由转动,不计空气阻力及摩擦若线框从水平位置由静止
14、释放,经历时间止释放,经历时间t到达竖直位置,此时到达竖直位置,此时ab边的速度大小为边的速度大小为v若线框始终处在方向竖直向下、磁感强度为若线框始终处在方向竖直向下、磁感强度为B的匀强磁场中,的匀强磁场中,重力加速度为重力加速度为g求:求:(1)金属框摆到竖直位置时,重力的即时功率。)金属框摆到竖直位置时,重力的即时功率。(2)线框在竖直位置时,)线框在竖直位置时,ab边两端的电压及所受安培力的大边两端的电压及所受安培力的大小小(3)在这一过程中,线框中感应电动势的有效值)在这一过程中,线框中感应电动势的有效值(4)在时间)在时间t内流过金属框的电量。内流过金属框的电量。0 第15页,本讲稿
15、共30页如图所示,金属直杆如图所示,金属直杆MN和和PQ相互平行,构成一个与水平面相互平行,构成一个与水平面成成角的导轨,上面放一个质量为角的导轨,上面放一个质量为m1的金属棒的金属棒a。金属直杆。金属直杆MR和和PS相互平行,构成一个与水平面成相互平行,构成一个与水平面成角的导轨,上面放角的导轨,上面放一个质量为一个质量为m2的金属棒的金属棒b。金属棒。金属棒a和和b既与各自导轨垂直,既与各自导轨垂直,又呈水平状态。两导轨的间距相等且足够长,不计一切摩擦,又呈水平状态。两导轨的间距相等且足够长,不计一切摩擦,金属棒与导轨接触良好。整个装置放在竖直向上的匀强磁场金属棒与导轨接触良好。整个装置放
16、在竖直向上的匀强磁场中。释放中。释放a和和b后,最终它们沿导轨匀速运动。关于后,最终它们沿导轨匀速运动。关于a和和b的质量,的质量,下列关系正确的是(下列关系正确的是()Am1sin=m2sinBm1cos=m2cos Cm1tan=m2tan Dm1cot=m2cotBQNRMPSabB第16页,本讲稿共30页如图如图483所示,导体杆所示,导体杆op可绕可绕o轴沿半径为轴沿半径为r的光滑的半圆形的光滑的半圆形框架在匀强磁场中以角速度框架在匀强磁场中以角速度转动,磁感应强度为转动,磁感应强度为B,ao 间接间接有电阻有电阻R,杆和框架电阻不计,则所施外力的功率为,杆和框架电阻不计,则所施外力
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