高考物理（真题+模拟新题分类汇编）磁场.pdf

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1、磁 场 K 1 磁 场 安 培 力 a I）o-oV18.KI 2013 新 课 标 全 国 卷 H 如 图，在 光 滑 绝 缘 水 平 面 上，三 个 带 电 小 球 a、b 和 c分 别 位 于 边 长 为 1 的 正 三 角 形 的 三 个 顶 点 上；a、b 带 正 电，电 荷 量 均 为 q,c 带 负 电.整 个 系 统 置 于 方 向 水 平 的 匀 强 电 场 中.已 知 静 电 力 常 量 为 k.若 三 个 小 球 均 处 于 静 止 状 态，则 匀 强 电 场 场 强 的 大 小 为（）.镜 kq V5kqA.七 干 B-fr3kq n 2 瓜 v.J?D.218.B 解

2、 析 由 题 意，三 个 小 球 均 处 于 静 止 状 态，对 c 球 而 言，a、b 两 球 在 c 球 所 在 位 置 处 产 生 的 合 场 强 与 匀 强 电 场 的 场 强 等 大 反 向，故 匀 强 电 电 场 的 场 强 大 小 E=2的 cos30=耳 里，B正 确.3.2013 广 东 省 汕 头 市 期 末 如 图 X18-3所 示，长 方 形 线 框 a6 cd通 有 电 流 I,放 在 直 线 电 流/附 近，线 框 与 直 线 电 流 共 面，则 下 列 表 述 正 确 的 是（）A.线 圈 四 个 边 都 受 安 培 力 作 用，它 们 的 合 力 方 向 向 左

3、 B.只 有 a d和 6 c边 受 安 培 力 作 用，它 们 的 合 力 为 零 C.和 d e边 所 受 安 培 力 大 小 相 等，方 向 相 同 D.线 圈 四 个 边 都 受 安 培 力 作 用，它 们 的 合 力 为 零 3.A 解 析 线 圈 四 个 边 都 受 安 培 力 作 用，由 于 a d边 所 在 处 的 磁 感 应 强 度 大 于 A 边 所 在 处 的 磁 感 应 强 度，a d边 所 受 的 向 左 的 安 培 力 大 于 儿 边 所 受 的 向 右 的 安 培 力，它 们 的 合 力 方 向 向 左，选 项 A正 确，选 项 B、D错 误；a b和 流 边 所

4、 受 安 培 力 大 小 相 等，方 向 相 反，选 项 C错 误.25.KI、E l、L4 2013 浙 江 卷（2 2分）为 了 降 低 潜 艇 噪 音，提 高 其 前 进 速 度，可 用 电 磁 推 进 器 替 代 螺 旋 桨.潜 艇 下 方 有 左、右 两 组 推 进 器，每 组 由 6 个 相 同 的、用 绝 缘 材 料 制 成 的 直 线 通 道 推 进 器 构 成，其 原 理 示 意 图 如 下.在 直 线 通 道 内 充 满 电 阻 率 P=0.2 Q-m 的 海 水,通 道 中 a X b X c=0.3 mX0.4 mX0.3 m的 空 间 内，存 在 着 山 超 导 线

5、圈 产 生 的 匀 强 磁 场，其 磁 感 应 强 度 B=6.4 T、方 向 垂 直 通 道 侧 面 向 外.磁 场 区 域 上、卜 方 各 有 a X b=0.3 mXO.4 m的金 属 板 M、N,当 其 与 推 进 器 专 用 直 流 电 源 相 连 后，在 两 板 之 间 的 海 水 中 产 生 了 从 N 到 大 小 恒 为 1=1.0X10”的 电 流，设 该 电 流 只 存 在 于 磁 场 区 域.不 计 电 源 内 阻 及 导 线 电 阻，海 水 密 度 P kg/ml(D求 个 直 线 通 道 推 进 器 内 磁 场 对 通 电 海 水 的 作 用 力 大 小，并 判 断

6、其 方 向.(2)在 不 改 变 潜 艇 结 构 的 前 提 下，简 述 潜 艇 如 何 转 弯？如 何“倒 车”？(3)当 潜 艇 以 恒 定 速 度 Vo=30 m/s前 进 时，海 水 在 出 口 处 相 对 于 推 进 器 的 速 度 v=34 m/s,思 考 专 用 直 流 电 源 所 提 供 的 电 功 率 如 何 分 配，求 出 相 应 功 率 的 大 小.25.解 析(1)将 通 电 海 水 看 成 导 线，所 受 磁 场 力 F=IBL代 入 数 据 得：F=IBc=1.0Xl(/X6.4X0.3 N=1.92 N用 左 手 定 则 判 断 磁 场 对 海 水 作 用 力 方

7、 向 向 右(或 与 海 水 出 口 方 向 相 同)(2)考 虑 到 潜 艇 下 方 有 左、右 2 组 推 进 器，可 以 开 启 或 关 闭 不 同 个 数 的 左、右 两 侧 的 直 线 通 道 推 进 器，实 施 转 弯.改 变 电 流 方 向，或 者 磁 场 方 向，可 以 改 变 海 水 所 受 到 磁 场 力 的 方 向，根 据 牛 顿 第 三 定 律,使 潜 艇“倒 车”.(3)电 源 提 供 的 电 功 率 中 的 第 一 部 分：牵 引 功 率 Pi=F 牵 Vo根 据 牛 顿 第 三 定 律：F*=12IBL当 v0=30m/s时，代 入 数 据 得:P=F$VO=12

8、X1.92X1O3X3O W=6.9X105 W第 二 部 分：海 水 的 焦 耳 热 功 率 对 单 个 直 线 推 进 器，根 据 电 阻 定 律：1R=P gc 0 3代 入 数 据 得：R p-j-=O.2Xv-Q=0.5 Qab 0.3X0.4山 热 功 率 公 式，P=I2R代 入 数 据 得:P=I2R=5.0X105 WP2=12 X 5.0 X 105W=6.0 X 10e W第 三 部 分：单 位 时 间 内 海 水 动 能 的 增 加 值 设 t 时 间 内 喷 出 的 海 水 质 量 为 mP Ek3=1 2X A t考 虑 到 海 水 的 初 动 能 为 零，1 2

9、Ek=Ek=mnv 水 对 地 m=P mbcv水 对 地 t E R 1.P312 X=12 X/p mbcv水 对 地=4.6X10 WK 2 磁 场 对 运 动 电 荷 的 作 用 5.2013 河 南 省 郑 州 市 高 三 第 一 次 质 量 预 测 如 图 X19-4所 示，中 轴 线 倒 将 矩 形 区 域 必 叨 C 分 成 上、下 两 部 分，上 部 分 充 满 垂 直 纸 面 向 外 的 匀 强 磁 场，下 部 分 充 满 垂 直 纸 面 向 内 的 匀 强 磁 场，磁 感 应 强 度 皆 为 6.一 质 量 为 必、带 电 荷 量 为 q 的 带 正 电 粒 子 从。点

10、进 入 磁 场，速 度 与 边，必 的 夹 角 夕=30 总 边 长 为 a,必 边 长 为 8 a,不 计 粒 子 重 力.求：X X X XX X X Xx x x x x x x x x x x xx x x x x x x x x x x x x j图 X19-4 若 要 该 粒 子 不 从 物,边 射 出 磁 场，其 速 度 最 大 值 是 多 少？若 要 该 粒 子 恰 从 0 点 射 出 磁 场，其 在 磁 场 中 的 运 行 时 间 最 少 是 多 少？解 析(1)设 该 粒 子 恰 不 从 网/边 射 出 磁 场 时 的 轨 迹 半 径 为 八 由 几 何 关 系 得:2ro

11、s60。=r 又 由 qvB=m-r解 得 最 大 速 度 片 逊.m(2)粒 子 每 经 过 分 界 线 PQ一、次,在 内 方 向 前 进 的 位 移 为 轨 迹 半 径 的 小 倍.设 粒 子 进 入 磁 场 后 第 次 经 过 留 线 时 恰 好 到 达。点 有 n X#R=8 a 且 A K a解 得 n4.62,所 能 取 的 最 小 自 然 数 为 5,粒 子 做 圆 周 运 动 的 周 期 为 qB粒 子 每 经 过 图 分 界 线 一 次 用 去 的 时 间 为 t=沿 粒 子 到 达 0点 的 最 短 时 间 为 册=5 1=字 建20.13、K2 2013 浙 江 卷 在

12、 半 导 体 离 子 注 入 工 艺 中，初 速 度 可 忽 略 的 磷 离 子 P+和 尸 十,经 电 压 为 U 的 电 场 加 速 后，垂 直 进 入 磁 感 应 强 度 大 小 为 B、方 向 垂 直 纸 面 向 里、有 一 定 宽 度 的 匀 强 磁 场 区 域，如 图 所 示.已 知 离 子 P+在 磁 场 中 转 过 0=30后 从 磁 场 右 边 界 射 出.在 电 场 和 磁 场 中 运 动 时，离 子 P+利 PF）A.在 电 场 中 的 加 速 度 之 比 为 1：1B.在 磁 场 中 运 动 的 半 径 之 比 为 4：1C.在 磁 场 中 转 过 的 角 度 之 比

13、为 1：2D.离 开 电 场 区 域 时 的 动 能 之 比 为 1:32。.BCD 解 析 离 子 在 电 场 中 的 加 速 度 a*,故 八 错 误.离 开 电 场 区 域 忖 的 动 能 Ek=Uq,故 3 寸 J,D 正 确 在 磁 场 中 运 动 的 半 径 r啮.=W，B 正 确.在 磁 场 中 转 过 的 角 度 的 正 弦 值 sin。=B d 2Uqm就?故=；,因 匕=30,则 sin0 2=,即。2=60,所 以 C 正 确.Q3 Z u 2 Z21.K2 2013 广 东 卷 如 图 所 示，两 个 初 速 度 大 小 相 同 的 同 种 离 子 a 和 b,从 0

14、点 沿 垂 直 磁 场 方 向 进 入 匀 强 磁 场，最 后 打 到 屏 P 上.不 计 重 力.下 列 说 法 正 确 的 有（）A.a、b 均 带 正 电 B.a 在 磁 场 中 飞 行 的 时 间 比 b 的 短 C.a 在 磁 场 中 飞 行 的 路 程 比 b 的 短 D.a 在 P 上 的 落 点 与 0 点 的 距 离 比 b 的 近2mv21.AD 解 析 由 左 手 定 则 可 知 A 正 确；根 据 洛 伦 兹 力 提 供 向 心 力，有 Bvq=，解 得 r 而 由 于 同 种 粒 子 且 速 度 相 同，所 以 在 磁 场 中 运 动 的 轨 道 半 径 相 同，示

15、意 图 如 图 所 示，从 图 中 可 以 看 出 b 离 子 轨 迹 为 半 圆，a 离 子 轨 迹 超 过 半 圆，B、C 错 误，D 正 确.18.K2 2013 新 课 标 全 国 卷 I 如 图，半 径 为 R 的 圆 是 一 圆 柱 形 匀 强 磁 场 区 域 的 横 截 面（纸 面），磁 感 应 强 度 大 小 为 B,方 向 垂 直 于 纸 面 向 外.-电 荷 量 为 q（q0）、质 量 为 m 的 粒 子 沿 平 行 于 直 径 ab的 方 向 射 入 磁 场 区 域，射 入 点 与 a b 的 距 离 为 自 已 知 粒 子 射 出 磁 场 与 射 入 磁 场 时 运 动

16、 方 向 间 的 夹 角 为 60。，则 粒 子 的 速 率 为（不 计 重 力）（）C 3qBR 口 2qBR2m m18.B 解 析 由 Bqv=比 可 得 v=更，作 出 粒 子 运 动 轨 迹 如 图 所 示，根 据 几 何 知 识 得 r m半 径 r=R,故 B 正 确.b17.K2 2013 新 课 标 全 国 卷 H 空 间 有 一 圆 柱 形 匀 强 磁 场 区 域，该 区 域 的 横 截 面 的 半 径 为 R,磁 场 方 向 垂 直 于 横 截 面.一 质 量 为 限 电 荷 量 为 q（q0）的 粒 子 以 速 率 V。沿 横 截 面 的 某 直 径 射 入 磁 场，离

17、 开 磁 场 时 速 度 方 向 偏 离 入 射 方 向 60。.不 计 重 力，该 磁 场 的 磁 感 应 强 度 大 小 为（）A。3qRmv0B.qR也 小 丫。3 mvoC-qR217.A 解 析 由 Bqv0=可 得：B=,粒 子 沿 半 径 射 入 磁 场 必 沿 半 径 射 出 磁 场，可 r qr作 出 运 动 轨 迹 图 如 图 所 示，由 几 何 知 识 可 得：r=3R,即 A 正 确.Y 3qR薪 23.I3K2 2013 安 徽 卷 如 图 所 示 的 平 面 直 角 坐 标 系 xOy,在 第 I象 限 内 有 平 行 于 y 轴 的 匀 强 电 场，方 向 沿 y

18、 轴 正 方 向；在 第 W 象 限 的 正 三 角 形 abc区 域 内 有 匀 强 磁 场，方 向 垂 直 于 xOy平 面 向 里，正 三 角 形 边 长 为 L,且 ab边 与 y 轴 平 行.一 质 量 为 m、电 荷 量 为 q 的 粒 子，从 y 轴 上 的 P(0,h)点，以 大 小 为 v。的 速 度 沿 x 轴 正 方 向 射 入 电 场，通 过 电 场 后 从 x 轴 上 的 a(2h,0)点 进 入 第 IV象 限，又 经 过 磁 场 从 y 轴 上 的 某 点 进 入 第 HI象 限，且 速 度 与 y 轴 负 方 向 成 45角，不 计 粒 子 所 受 的 重 力.

19、求：(D 电 场 强 度 E 的 大 小；(2)粒 子 到 达 a 点 时 速 度 的 大 小 和 方 向；(3)abc区 域 内 磁 场 的 磁 感 应 强 度 B 的 最 小 值.23.解 析(1)设 粒 子 在 电 场 中 运 动 的 时 间 为 t,则 有 x=vot=2h,1 2y q a t=h,qE=ma,联 立 以 上 各 式 可 得 E=舞.(2)粒 子 到 达 a 点 时 沿 负 y 方 向 的 分 速 度 为 vy=at=vo,所 以 v=、viJ+v：=/v o,方 向 指 向 第 IV象 限 与 x 轴 正 方 向 成 450角.2V(3)粒 子 在 磁 场 中 运

20、动 时，有 qvB=m-,当 粒 子 从 b 点 射 出 时，磁 场 的 磁 感 应 强 度 为 最 小 值，此 时 有 r坐,所 以 B=*K 3 带 电 粒 子 在 组 合 场 及 复 合 场 中 运 动 2.2013 浙 江 省 十 二 校 新 高 考 研 究 联 盟 第 一 次 联 考 如 图 X20-2所 示，套 在 足 够 长 的 绝 缘 粗 糙 直 棒 上 的 带 正 电 小 球，其 质 量 为 0，带 电 荷 量 为 s 小 球 可 在 棒 上 滑 动，现 将 此 棒 竖 直 放 入 沿 水 平 方 向 的 且 互 相 垂 直 的 匀 强 磁 场 和 匀 强 电 场 中.设 小

21、 球 电 荷 量 不 变，小 球 由 棒 的 下 端 以 某 一 速 度 上 滑 的 过 程 中 一 定 有（）X X X X图 X20-2A.小 球 加 速 度 一 直 减 小 B.小 球 的 速 度 先 减 小，直 到 最 后 匀 速 C.杆 对 小 球 的 弹 力 一 直 减 小 D.小 球 队 受 到 的 洛 伦 兹 力-直 减 小 2.D 解 析 小 球 上 滑 的 过 程 中，在 竖 直 方 向 上 受 到 竖 直 向 下 的 重 力 和 摩 擦 力 作 用，所 以 小 球 的 速 度 一 直 减 小，根 据 公 式 尸 治 小 球 所 受 洛 伦 兹 力 一 直 减 小，选 项

22、B 错 误，选 项 D 正 确；在 水 平 方 向 上，小 球 共 受 到 水 平 向 右 的 电 场 力、水 平 向 左 的 洛 伦 兹 力 和 杆 的 弹 力 三 个 力 的 作 用，三 力 的 合 力 为 零，如 果 刚 开 始，小 球 的 初 速 度 较 大，其 洛 伦 兹 力 大 于 电 场 力，杆 对 小 球 的 弹 力 水 平 向 右，大 小=尸 洛 一 厂 会 随 着 速 度 的 减 小 而 减 小，小 球 的 加 速 度 也 一 直 减 小；如 果 刚 开 始 小 球 的 初 速 度 较 小，其 洛 伦 兹 力 小 于 电 场 力，杆 对 小 球 的 弹 力 水 平 向 左，

23、大 小 人=厂 一?洛 会 随 着 速 度 的 减 小 而 增 大，小 球 的 加 速 度 也 一 直 增 大，可 见，选 项 A、C 错 误.B图 X20-33.2013 安 徽 省 黄 山 市-模 回 旋 加 速 器 是 加 速 带 电 粒 子 的 装 置，其 核 心 部 分 是 分 别 与 高 频 交 流 电 极 相 连 接 的 两 个 D 形 金 属 盒，两 盒 间 的 狭 缝 中 形 成 周 期 性 变 化 的 电 场，使 粒 子 在 通 过 狭 缝 时 都 能 得 到 加 速，两 个 D 形 金 属 盒 处 于 垂 直 于 盒 底 的 匀 强 磁 场 中，如 图 X20-3所 示，

24、现 用 同 一 回 旋 加 速 器 分 别 加 速 两 种 同 位 素，关 于 高 频 交 流 电 源 的 周 期 和 获 得 的 最 大 动 能 的 大 小，下 列 说 法 正 确 的 是（）A.加 速 质 量 大 的 交 流 电 源 的 周 期 较 大，加 速 次 数 少 B.加 速 质 量 大 的 交 流 电 源 的 周 期 较 大，加 速 次 数 多 C.加 速 质 量 大 的 交 流 电 源 的 周 期 较 小，加 速 次 数 多 D.加 速 质 量 大 的 交 流 电 源 的 周 期 较 小，加 速 次 数 少3.A 解 析 对 于 粒 子 在 匀 强 磁 场 中 的 运 动，由

25、公 不 可 知，随 着 粒 子 速 度 的 增 大，粒 子 的 运 动 半 径 也 逐 渐 增 大，设 粒 子 的 质 量 为 加 电 荷 量 为 Q,在 窄 缝 间 被 加 速 的 次 数 为 n,则 由%炉=殉 和(其 中 不 为 D 形 盒 中 运 动 的 最 大 圆 周 半 径)可 得，=舞，显 然，质 量 大 的 加 速 次 数 少，获 得 的 动 能 较 小；由 7=安 可 知，7 与 四 成 正 比，故 加 速 质 量 大 的 交 流 电 源 qB q的 周 期 较 大，选 项 A 正 确.22.E2,K3,K412013 福 建 卷 如 图 甲，空 间 存 在 一 范 围 足

26、够 大 的 垂 直 于 xOy平 面 向 外 的 匀 强 磁 场，磁 感 应 强 度 大 小 为 B.让 质 量 为 m,电 量 为 q(q0)的 粒 子 从 坐 标 原 点 0 沿 xOy平 面 以 不 同 的 初 速 度 大 小 和 方 向 入 射 到 该 磁 场 中.不 计 重 力 和 粒 子 间 的 影 响.(1)若 粒 子 以 初 速 度 vi沿 y 轴 正 向 入 射，恰 好 能 经 过 x 轴 上 的 A(a,0)点，求 打 的 大(2)已 知 一 粒 子 的 初 速 度 大 小 为 v(v“)，为 使 该 粒 子 能 经 过 A(a,0)点，其 入 射 角 9(粒 子 初 速

27、度 与 x 轴 正 向 的 夹 角)有 几 个？并 求 出 对 应 的 sin 0 值；(3)如 图 乙，若 在 此 空 间 再 加 入 沿 y 轴 正 向、大 小 为 E 的 匀 强 电 场，一 粒 子 从 0 点 以 初 速 度 V。沿 y 轴 正 向 发 射.研 究 表 明：粒 子 在 xOy平 面 内 做 周 期 性 运 动，且 在 任 一 时 刻，粒 子 速 度 的 x 分 量 vx与 其 所 在 位 置 的 y 坐 标 成 正 比，比 例 系 数 与 场 强 大 小 E 无 关.求 该 粒 子 运 动 过 程 中 的 最 大 速 度 值 V.22.解 析(1)带 电 粒 子 以 速

28、 率 v 在 匀 强 磁 场 B 中 做 匀 速 圆 周 运 动，半 径 为 R,有 qvB=V1nl 当 粒 子 沿 y 轴 正 向 入 射，转 过 半 个 圆 周 至 A 点，该 圆 周 半 径 为 R“有：由 代 入 式 得 vi=季(2)如 图，0、A 两 点 处 于 同 一 圆 周 上，且 圆 心 在 x=的 直 线 上，半 径 为 R.当 给 定 一 个 初 速 率 v 时，有 2 个 入 射 角，分 别 在 第 1、2 象 限，有 sin 0=sin。=4 由 式 解 得 sin 6=瞿(3)粒 子 在 运 动 过 程 中 仅 电 场 力 做 功，因 而 在 轨 道 的 最 高

29、点 处 速 率 最 大，用 外 表 示 其 y 坐 标，由 动 能 定 理，有 qEyn=|mvm-mvo由 题 知，有 Vm=kym 若 E=0 时，粒 子 以 初 速 度 vo沿 y 轴 正 向 入 射，有 qvoB=吒 7 Ko由 式 解 得 T+哈)旺%。22.K3 2013 北 京 卷(16分)如 图 所 示，两 平 行 金 属 板 间 距 为 d,电 势 差 为 U,板 间 电 场 可 视 为 匀 强 电 场；金 属 板 下 方 有 一 磁 感 应 强 度 为 B 的 匀 强 磁 场.带 电 量 为+q、质 量 为 m 的 粒 子，由 静 止 开 始 从 正 极 板 出 发，经 电

30、 场 加 速 后 射 出，并 进 入 磁 场 做 匀 速 圆 周 运 动.忽 略 重 力 的 影 响，求：匀 强 电 场 场 强 E 的 大 小；(2)粒 子 从 电 场 射 出 时 速 度 v 的 大 小；(3)粒 子 在 磁 场 中 做 匀 速 圆 周 运 动 的 半 径 R.22.解 析 电 场 强 度 E=)d 根 据 动 能 定 理，有 qUufiv。到 m得 v=2(3)粒 子 在 磁 场 中 做 匀 速 圆 周 运 动 时，洛 伦 兹 力 提 供 向 心 力，有 qvB=n得 R 42mU15.K312013 江 苏 卷(16分)在 科 学 研 究 中，可 以 通 过 施 加 适

31、 当 的 电 场 和 磁 场 来 实 现 对 带 电 粒 子 运 动 的 控 制.如 图 1 所 示 的 xOy平 面 处 于 匀 强 电 场 和 匀 强 磁 场 中，电 场 强 度 E 和 磁 感 应 强 度 B 随 时 间 t 作 周 期 性 变 化 的 图 象 如 图 2 所 示.x 轴 正 方 向 为 E 的 正 方 向，垂 直 纸 面 向 里 为 B 的 正 方 向.在 坐 标 原 点。有 一 粒 子 P,其 质 量 和 电 荷 量 分 别 为 m 和+q.不 计 重 力.在 t=时 刻 释 放 P，它 恰 能 沿 一 定 轨 道 做 往 复 运 动.(1)求 P 在 磁 场 中 运

32、 动 时 速 度 的 大 小 v。；(2)求 B。应 满 足 的 关 系；(3)在 g)时 刻 释 放 P,求 P 速 度 为 零 时 的 坐 标.2 T 3T 4T 5 TB图 1 图 215.解 析(1)T 做 匀 加 速 直 线 运 动，T 2 T 做 匀 速 圆 周 运 动 电 场 力 F=QEoF加 速 度 a=m速 度 v o=a t,且 t=(2)只 有 当 t=2 r 时，P在 磁 场 中 做 圆 周 运 动 结 束 并 开 始 沿 x 轴 负 方 向 运 动，才 能 沿 一 定 轨 道 做 往 复 运 动，如 图 所 示.设 P在 磁 场 中 做 圆 周 运 动 的 周 期

33、为 T.则)T=T，(n=l,2,3-)匀 速 圆 周 运 动 qvBo=my,T=2 v I解 得 B 0=(2n1)回,(皿，？，3)q T(3)在 to时 刻 释 放，P在 电 场 中 加 速 时 间 为 T-t o在 磁 场 中 做 匀 速 圆 周 运 动 qEo(T to)又 经(T t。)时 间 P减 速 为 零 后 向 右 加 速 时 间 为 toP再 进 入 磁 场 qEotoV 2=-m圆 周 运 动 的 半 径 若 qBo解 得 B 詈 综 上 分 析，速 度 为 零 时 横 坐 标 x=0相 应 的 纵 坐 标 为 y=2kri(k1)n,(k=l,2,3)2k(rir2

34、)2E0k(T 2t。)+t0Bo5.K3 2013 重 庆 卷 如 图 所 示，段 长 方 体 形 导 电 材 料，左 右 两 端 面 的 边 长 都 为 a和 b,内 有 带 电 量 为 q 的 某 种 自 由 运 动 电 荷.导 电 材 料 置 于 方 向 垂 直 于 其 前 表 面 向 里 的 匀 强 磁 场 中，内 部 磁 感 应 强 度 大 小 为 B.当 通 以 从 左 到 右 的 稳 恒 电 流 I 时，测 得 导 电 材 料 上、下 表 面 之 间 的 电 压 为 U,且 上 表 面 的 电 势 比 下 表 面 的 低.山 此 可 得 该 导 电 材 料 单 位 体 积 内

35、自 由 运 动 电 荷 数 及 自 由 运 动 电 荷 的 正 负 分 别 为（）A-IqlaU负 B-IqlaU1 正 C.国 而 负 0而 而，正 5.C 解 析 本 题 考 查 带 电 粒 子 在 电 场 和 磁 场 组 成 的 复 合 场 中 的 运 动 情 况，要 求 学 生 的 综 合 分 析 能 力 较 强.导 电 材 料 上 表 面 的 电 势 比 下 表 面 的 低，故 导 电 材 料 内 部 的 电 场 方 向 为 竖 直 向 上.由 于 电 流 方 向 为 水 平 向 右，假 设 运 动 电 荷 为 正 电 荷，则 由 左 手 定 则 可 知 电 荷 受 到 的 洛 伦

36、兹 力 竖 直 向 上，而 运 动 电 荷 受 到 的 电 场 力 也 竖 直 向 上，不 能 平 衡，所 以 运 动 电 荷 不 是 正 电 荷，即 该 电 荷 一 定 是 负 电 荷.取 长 为 1 的 这 段 导 电 材 料 进 行 分 析，电 荷 通 过 这 段 导 电 材 料 所 用 的 时 间 为 t,则 自 由 运 动 电 荷 运 动 的 速 度 v=：；时 间 t 内 通 过 的 电 荷 量 Q=It,导 电 材 料 内 部 的 电 场 E=-.根 据 自 由 运 动 电 荷 水 平 通 过 导 电 材 料 时 受 力 平 衡，即 受 到 的 电 场 力 等 于 洛 伦 a兹

37、力，所 以 qE=qvB,代 入 后 有：/=半，所 以、=牛.在 这 段 导 电 材 料 中，所 含 自 由 电 荷 的 个 数 N=*7=U 与，而 这 段 材 料 的 体 积 V=abl,所 以 该 导 电 材 料 单 位 体 积 内 自 由 运 动 Iql qiu电 荷 数 n=1 3 选 项 C 正 确.V q|bU22.K3 2013 山 东 卷（15分）如 图 所 示，一 质 量 m=0.4 kg的 小 物 块，以 Vo=2m/s的 初 速 度，在 与 斜 面 成 某 一 夹 角 的 拉 力 F 作 用 下，沿 斜 面 向 上 做 匀 加 速 运 动，经 t=2 s 的 时 间

38、物 块 由 A 点 运 动 到 B 点，A、B 之 间 的 距 离 L=1 0 m.已 知 斜 面 倾 角 9=30,物 块 与 斜 面 之 间 的 动 摩 擦 因 数 U=半.重 力 加 速 度 g 取 10 m/s2.(1)求 物 块 加 速 度 的 大 小 及 到 达 B 点 时 速 度 的 大 小.拉 力 F 与 斜 面 夹 角 多 大 时，拉 力 F 最 小？拉 力 F 的 最 小 值 是 多 少?22.解 析(1)设 物 块 加 速 度 的 大 小 为 a,到 达 B 点 时 速 度 的 大 小 为 v,由 运 动 学 公 式 得 L=vot+at2(Dv=v0+at(2)联 立

39、式，代 入 数 据 得 a=3 m/s?v=8 m/s(2)设 物 块 所 受 支 持 力 为 R,所 受 摩 擦 力 为 拉 力 与 斜 面 间 的 夹 角 为 a,受 力 分 析 如 图 所 示，由 牛 顿 第 二 定 律 得 Feos a-mgsin 0-F=ma Fsin a+Fmgeos。=0 又 Ft u R 联 立 式 得 mg(sin 0+u cos O)+maF=-:-(cos a+u sin a由 数 学 知 识 得 cos a+sin a=sin(60+a)(9)o由 式 可 知 对 应 F 最 小 的 夹 角 a=30 联 立 式，代 入 数 据 得 F 的 最 小 值

40、 为 6.2013 北 京 市 东 城 区 普 通 校 联 考 如 图 X20-6所 示，长 方 体 发 电 导 管 的 前 后 两 个 侧 面 是 绝 缘 体，上 下 两 个 侧 面 是 电 阻 可 忽 略 的 导 体 电 极，两 极 间 距 为 d,极 板 面 积 为 S,这 两 个 电 极 与 可 变 电 阻 相 连.在 垂 直 前 后 侧 面 的 方 向 上，有 一 匀 强 磁 场，磁 感 应 强 度 大 小 为 6.发 电 导 管 内 有 电 阻 率 为 O 的 高 温 电 离 气 体，气 体 以 速 度 以 句 右 流 动，并 通 过 专 用 管 道 导 出.由 于 运 动 的 电

41、 离 气 体 受 到 磁 场 的 作 用，将 产 生 大 小 不 变 的 电 动 势.若 不 计 气 体 流 动 时 的 阻 力，由 以 上 条 件 可 推 导 出 可 变 电 阻 消 耗 的 电 功 率(7 段 与 正 调 节 可 变 电 阻 的 阻 值，根 据 上 面 KS-v P d)的 公 式 或 你 所 学 过 的 物 理 知 识，可 求 得 可 变 电 阻 A 消 耗 电 功 率 的 最 大 值 为()v lfd SA v S d S v d SC.D.5 P 6 P6.B 解 析 运 动 的 电 离 气 体，受 到 磁 场 的 作 用，将 产 生 大 小 不 变 的 电 动 势，

42、相 当 于 电 源，其 内 阻 为 根 据 数 学 知 识 可 知，当 外 电 阻 等 于 电 源 的 内 阻，即 Q r 时，外 电 阻 消 耗 的 电 功 率 最 大.此 时=0巳 代 入 电 功 率 於:J 二 夕 中 得 到 最 大 电 功 率 R=j/故 选 B.10.B4、C2、E6、K3 2013 四 川 卷 在 如 图 所 示 的 竖 直 平 面 内，物 体 A 和 带 正 电 的 物 体 B 用 跨 过 定 滑 轮 的 绝 缘 轻 绳 连 接，分 别 静 止 于 倾 角 0=37 的 光 滑 斜 面 上 的 M 点 和 粗 糙 绝 缘 水 平 面 上，轻 绳 与 对 应 平

43、面 平 行.劲 度 系 数 k=5N/m的 轻 弹 簧 一 端 固 定 在 0 点，一 端 用 另 一 轻 绳 穿 过 固 定 的 光 滑 小 环 D 与 A 相 连，弹 簧 处 于 原 长，轻 绳 恰 好 拉 直，叫 垂 直 于 斜 面.水 平 面 处 于 场 强 E=5X10 N/C、方 向 水 平 向 右 的 匀 强 电 场 中.已 知 A、B 的 质 量 分 别 为 mA=0.1kg和 mB=0.2kg,B 所 带 电 荷 量 q=+4Xl()fC.设 两 物 体 均 视 为 质 点，不 计 滑 轮 质 量 和 摩 擦,绳 不 可 伸 长，弹 簧 始 终 在 弹 性 限 度 内，B 电

44、 量 不 变.取 g=10 m/s2,sin37=0.6,cos37。=0.8.(1)求 B 所 受 静 摩 擦 力 的 大 小；(2)现 对 A 施 加 沿 斜 面 向 下 的 拉 力 F,使 A 以 加 速 度 a=0.6 m/s,开 始 做 匀 加 速 直 线 运 动.A从 M 到 N 的 过 程 中，B 的 电 势 能 增 加 了&=().06 J.已 知 DN沿 竖 直 方 向，B 与 水 平 面 间 的 动 摩 擦 因 数 口=0.4.求 A 到 达 N 点 时 拉 力 F 的 瞬 时 功 率.10.解 析(1)F作 用 之 前，A、B 处 于 静 止 状 态.设 B 所 受 静

45、摩 擦 力 大 小 为 f。，A、B 间 绳 的 张 力 为 T。，有 对 A：To=niAgsin 0对 B：To=qE+fc联 立，代 入 数 据 即 可 解 得 f=0.4 N(2)物 体 A 从 M 点 到 N 点 的 过 程 中，A、B 两 物 体 的 位 移 均 为 s,A、B 间 绳 子 张 力 为 T,有 qEs=A EPT u meg-qE=mna设 A 在 N 点 时 速 度 为 v,受 弹 簧 拉 力 为 F弹,弹 簧 的 伸 长 量 为 A x,有 v=2asF=k A xF+m.gsin 0 F 讶 s i n。T=nia由 几 何 关 系 知 S(1cos 9)设

46、拉 力 F 的 瞬 时 功 率 为 P,有 P=Fv联 立，代 入 数 据 解 得 P=0.528 WK 4 磁 场 综 合 22.E2,K3,K4 2013 福 建 卷 如 图 甲，空 间 存 在 一 范 围 足 够 大 的 垂 直 于 xO y平 面 向 外 的 匀 强 磁 场，磁 感 应 强 度 大 小 为 B.让 质 量 为 m,电 量 为 q(q0)的 粒 子 从 坐 标 原 点 0 沿 xOy平 面 以 不 同 的 初 速 度 大 小 和 方 向 入 射 到 该 磁 场 中.不 计 重 力 和 粒 子 间 的 影 响.(1)若 粒 子 以 初 速 度 W沿 y 轴 正 向 入 射，

47、恰 好 能 经 过 x 轴 上 的 A(a,0)点，求 打 的 大 小；(2)已 知 一 粒 子 的 初 速 度 大 小 为 v(v v),为 使 该 粒 子 能 经 过 A(a,0)点，其 入 射 角。(粒 子 初 速 度 与 x 轴 正 向 的 夹 角)有 几 个？并 求 出 对 应 的 sin 0 值；(3)如 图 乙，若 在 此 空 间 再 加 入 沿 y 轴 正 向、大 小 为 E 的 匀 强 电 场，一 粒 子 从 0 点 以 初 速 度 V。沿 y 轴 正 向 发 射.研 究 表 明：粒 子 在 xO y平 面 内 做 周 期 性 运 动，且 在 任 一 时 刻，粒 子 速 度

48、的 x 分 量 V,与 其 所 在 位 置 的 y 坐 标 成 正 比，比 例 系 数 与 场 强 大 小 E 无 关.求 该 粒 子 运 动 过 程 中 的 最 大 速 度 值 V.22.解 析(1)带 电 粒 子 以 速 率 v 在 匀 强 磁 场 B中 做 匀 速 圆 周 运 动，半 径 为 R,有 qvB=2V峪 K当 粒 子 沿 y 轴 正 向 入 射，转 过 半 个 圆 周 至 A点，该 圆 周 半 径 为 R”有：由 代 入 式 得 vi=季(2)如 图，0、A两 点 处 于 同 一 圆 周 上，且 圆 心 在 x=的 直 线 上，半 径 为 R.当 给 定 一 个 初 速 率

49、v 时，有 2 个 入 射 角，分 别 在 第 1、2 象 限，有 sin O=s i n。=泰)由 式 解 得 s i n。=(3)粒 子 在 运 动 过 程 中 仅 电 场 力 做 功，因 而 在 轨 道 的 最 高 点 处 速 率 最 大，用 外 表 示 其 y 坐 标，由 动 能 定 理，有 qEym=rnVmmvo由 题 知，有 v.=kym若 E=0 时，粒 子 以 初 速 度 V。沿 y 轴 正 向 入 射，有 qvoB=mz-由 式 解 得 26.K412013 全 国 卷 如 图，虚 线 0L与 y 轴 的 夹 角 9=60,在 此 角 范 围 内 有 垂 直 于 xOy平

50、面 向 外 的 匀 强 磁 场，磁 感 应 强 度 大 小 为 B.一 质 量 为 叭 电 荷 量 为 q(q0)的 粒 子 从 左 侧 平 行 于 x 轴 射 入 磁 场，入 射 点 为 M.粒 子 在 磁 场 中 运 动 的 轨 道 半 径 为 R.粒 子 离 开 磁 场 后 的 运 动 轨 迹 与 x 轴 交 于 P 点(图 中 未 画 出)，且 OP=R.不 计 重 力.求 M 点 到 0 点 的 距 离 和 粒 子 在 磁 场 中 运 动 的 时 间.26.解 析 根 据 题 意，带 电 粒 子 进 入 磁 场 后 做 圆 周 运 动，运 动 轨 迹 交 虚 线 0 L 于 A 点,