高三物理磁场大题
广东省高考模拟理综物理分类汇编——磁场大题
2013年广东省高考理综模拟题物理部分分类汇编——磁场非选择题 1.(2013届惠州市高三第三次调研35)(18分)如图所示,一个板长为L ,板间距离也是L 的平行板电容器上极板带正电,下极板带负电,在极板右边的空间里存在着垂直于纸面向里的匀强磁场。
有一质量为m ,重力不计,带电量为-q 的粒子从极板正中以初速度为v 0水平射入,恰能从上极板边缘飞出又能从下极板边缘飞入,求:(1)两极板间匀强电场的电场强度E 的大小和方向; (2) -q 粒子飞出极板时的速度v 的大小与方向; (3)磁感应强度B 的大小解:(1)由于上板带正电,下板带负电,故板间电场强度方向竖直向下 -q 粒子在水平方向上匀速运动,在竖直方向上匀加速运动t L 0ν= 2212at L = 其中mEqa =解得,qL m E 20ν= (2)设粒子飞出板时水平速度为v x ,竖直速度为v y ,水平偏转角为θ v x =v 0,0νL m Eq at v y ⋅==,x y v νθ=tan ,22yx ννν+= 可得θ=450,02νν= (3)由几何关系易知L R 22=洛伦兹力提供向心力Rm B q 2νν=得qLm B 02ν=B2.(2013届广东省六校高三第一次联考)16.(9分)如图所示,长度均为L 的两平行金属板相距为d ,O 、O’为两金属板中心处正对的两个小孔,两平行金属板接有电恒为U 的电源,紧靠右金属板右侧的边长为L 的正方形MQPN 的左下半空间有匀强磁场,MN 与右金属板重合.一质量为m ,带电量为负q (q >0)的带电粒子(重力不计)从O 点以可忽略的初速度进入金属板间的电场,经加速后再进入磁场区,恰好垂直MP 而离开磁场区.试求:(1)磁感应强度B 的大小;(2)带电粒子从O 点进入电场到最后从MP 离开磁场的时间t .解:(1)带电粒子在加速度电场中运动时,有 qU=21mv 2 带电粒子在磁场中偏转运动时,有 qvB=m R v 2 由几何图形可知,R =2L解以上三式可得:qmUL B 22=(2)带电粒子运动时间为:t =2v d +v R π41=qU mL d 2)82(π+3.(2013届广东省六校高三第三次联考35)(18分)如图所示,M 、N 间有一电压可从零到某一最大值U m 间调节.静止的带电粒子带电量大小为q ,质量为m (不计重力),从M 经电场加速后,垂直N 板从小孔 O 进入右侧的匀强磁场区域,磁感应强度大小为B ,方向垂直于纸面向里.CD 为磁场边界上的荧光板,它与N 板的夹角为θ=60°,孔O 到板的下端C 的距离为h ,当M 、N 之间电压取最大值时,粒子刚好垂直打在CD 板上并发出荧光。
高中物理精品试题: 磁场(原卷版)
5年高考1年模拟全国III卷物理试题分项解析专题11 磁场一、全国III卷:(2020年和2021年使用III卷的省份没有发生变化)2020届高考:云南、广西、贵州、四川、西藏2021届高考:云南、贵州、四川、广西、西藏二、2016-2020年全国III卷分布情况概况:考点年份题号题型分数磁场2020 18 选择题6分2019 18 选择题6分2018 24 计算题12分2017 18/24 选择题6分/12分2016 18 选择题6分三、2016-2020年全国III卷试题赏析:1、(2020·全国III卷·T18)真空中有一匀强磁场,磁场边界为两个半径分别为a和3a的同轴圆柱面,磁场的方向与圆柱轴线平行,其横截面如图所示。
一速率为v的电子从圆心沿半径方向进入磁场。
已知电子质量为m,电荷量为e,忽略重力。
为使该电子的运动被限制在图中实线圆围成的区域内,磁场的磁感应强度最小为()ŒA. 32mvaeB.mvaeC.34mvaeD.35mvae2、(2019·全国III 卷·T18).如图,在坐标系的第一和第二象限内存在磁感应强度大小分别为12B 和B 、方向均垂直于纸面向外的匀强磁场.一质量为m 、电荷量为q (q >0)的粒子垂直于x 轴射入第二象限,随后垂直于y 轴进入第一象限,最后经过x 轴离开第一象限.粒子在磁场中运动的时间为A. 5π6m qBB. 7π6m qBC. 11π6m qBD.13π6mqB3、(2017·全国III 卷·T18)如图,在磁感应强度大小为B 0的匀强磁场中,两长直导线P 和Q 垂直于纸面固定放置,两者之间的距离为l 。
在两导线中均通有方向垂直于纸面向里的电流I 时,纸面内与两导线距离均为l 的a 点处的磁感应强度为零。
如果让P 中的电流反向、其他条件不变,则a 点处磁感应强度的大小为A .0B .033B C .0233B D .2B 0 4、(2016·全国III 卷·T18)平面OM 和平面ON 之间的夹角为30°,其横截面(纸面)如图所示,平面OM 上方存在匀强磁场,磁感应强度大小为B 、方向垂直于纸面向外。
高三物理磁场基本性质常见磁场试题答案及解析
高三物理磁场基本性质常见磁场试题答案及解析1.如图,两根平行长直导线相距2l,通有大小相等、方向相同的恒定电流:a、b、c是导线所在平面内的三点,左侧导线与它们的距离分别为、l和3l。
关于这三点处的磁感应强度,下列判断正确的是A.a处的磁感应强度大小比c处的大B.b、c两处的磁感应强度大小相等C.a、c两处的磁感应强度方向相同D.b处的磁感应强度为零【答案】AD【解析】由右手定则可以判断,a、c两处的磁场是两电流在a、c处产生的磁场相加,但a距离两导线比c近,故a处的磁感应强度大小比c处的大,A对;b、c与右侧电流距离相同,故右侧电流对此两处的磁场要求等大反向,但因为左侧电流要求此两处由大小不同、方向相同的磁场,故b、c两处的磁感应强度大小不相等,B错;由右手定则可知,a处磁场垂直纸面向里,c处磁场垂直纸面向外,C错;b与两导线距离相等,故两磁场叠加为零,D对。
【考点】磁场叠加、右手定则2.彼此绝缘、相互垂直的两根通电直导线与闭合线圈共面,下图中穿过线圈的磁通量可能为零的是【答案】AB【解析】由安培定则可以判断,A中I1在线圈位置产生的磁场方向垂直纸面向里,I2在线圈位置产生的磁场方向向外,穿过线圈的磁通量可能为零,同理可以判断B中,I1在线圈位置产生的磁场方向垂直纸面向外,I2在线圈位置产生的磁场方向垂直纸面向里,穿过线圈的磁通量可能为零,A、B正确;C中I1、I2在线圈位置产生的磁场方向都垂直纸面向里,D中I1,I2在线圈位置产生的磁场方向都垂直纸面向外,C、D中穿过线圈的磁通量不可能为零.【考点】通电直导线周围磁场的方向。
3.如图所示,两根长直导线m、n竖直插在光滑绝缘水平桌面上的小孔P、Q中,O为P、Q连线的中点,连线上a、b两点关于O点对称,导线中通有大小、方向均相同的电流I.下列说法正确的是A.O点的磁感应强度为零B.a、b两点磁感应强度的大小Ba >BbC.a、b两点的磁感应强度相同D.n中电流所受安培力方向由P指向Q【答案】A【解析】根据安培右手定则,m在O点产生的磁场方向垂直ab连线向里,n在O点产生的磁场方向垂直ab连线向外,根据对称性,磁感应强度大小相等,磁场矢量和等于0,选项A对。
高三物理最变态的题
高三物理最变态的题
物理难题通常涉及到复杂的数学和概念理解,以下是一些可能被认为是高三物理最难的题目:
1. 无限大二维正方形均匀电阻网络,计算次近邻节点的电阻。
2. 在平面电磁波的传播过程中,相位和振幅会受到怎样的影响?
3. 在量子力学中,波函数的概念是什么?如何用它来描述粒子的状态?
4. 一个质量为m的粒子在势能V(x)=ax^2+bx+c中运动,其中a、b和c 是常数。
求该粒子在x=0时的速度v0。
5. 在相对论中,时间和空间是如何相互联系的?
6. 一束光在经过不同密度的介质时,会发生折射。
请解释折射现象的原理,并推导斯涅尔定律。
7. 一根长为L的均匀带电细棒,带电量为Q,在垂直于棒的一端以角速度ω旋转。
求棒上离旋转轴r处的电场强度E的大小和方向。
8. 一电荷q位于球形高斯面上任意一点,求此点处的电场强度E的大小和方向。
9. 在电磁感应现象中,当磁场发生变化时,会产生感应电流。
请解释这一现象的原理,并推导法拉第电磁感应定律。
10. 一物体在静止的斜面上沿斜面向上匀速运动时,斜面受到的压力和摩擦力分别是多少?请解释压力和摩擦力的产生原因。
以上题目仅供参考,难题的定义因人而异,解题思路也较为多样化,因此解答方法并不唯一。
高三物理磁场对电流的作用试题答案及解析
高三物理磁场对电流的作用试题答案及解析1.关于通电直导线在匀强磁场中所受的安培力,下列说法正确的是()A.安培力的方向可以不垂直于直导线B.安培力的方向总是垂直于磁场的方向C.安培力的大小与通电直导线和磁场方向的夹角无关D.将直导线从中点折成直角,安培力的大小一定变为原来的一半【答案】B【解析】根据安培左手定则,伸开左手,使大拇指和四指垂直,四指指向电流方向,磁感线穿过手心,大拇指所指的方向就是安培力的方向,可见安培力的方向即大拇指方向总是垂直于电流方向即导线也就是四指指向,选项A错。
而磁场方向穿过手心,大拇指垂直于磁场方向和电流方向做决定的平面,即安培力的方向垂直于磁场方向,选项B对。
根据安培力的大小的计算公式,是磁场方向和电流方向的夹角,所以安培力大小与通电导线和磁场方向的夹角有关,选项C错。
若直导线从中点折成直角,则前半段受安培力为,后半段受安培力为,由于夹角不确定,所以的合力不一定等于,所以选项D错。
【考点】安培左手定则.圆环水平固定放2.半径为a右端开小口的导体圆环和长为2a的导体直杆,单位长度电阻均为R置,整个内部区域分布着竖直向下的匀强磁场,磁感应强度为B.杆在圆环上以速度v平行于直径CD向右做匀速直线运动,杆始终有两点与圆环良好接触,从圆环中心O开始,杆的位置由θ确定,如图所示.则()A.θ=0时,杆产生的电动势为2BavB.θ=时,杆产生的电动势为 BavC.θ=0时,杆受的安培力大小为D.θ=时,杆受的安培力大小为【答案】AD【解析】由图知,当θ=0时,根据E=BLv可求杆产生的电动势为2Bav,故A正确;当θ=时,,电流,杆产生的电动势为Bav,由B错误;θ=0时,回路总电阻R=(2+π)aR所以杆受的培力,所以C错误;θ=时,回路总电阻,所以杆受的安培力,故D正确。
【考点】本题考查电磁感应3.两根足够长的光滑导轨竖直放置,间距为L,底端接阻值为R的电阻。
将质量为m的金属棒悬挂在一个固定的轻弹簧下端,金属棒和导轨接触良好,导轨所在平面与磁感应强度为B的匀强磁场垂直,如图所示。
高三物理电磁学练习题及答案
高三物理电磁学练习题及答案一、选择题1. 带电粒子在磁场中受力的大小与以下哪个因素无关?A. 粒子的电荷量B. 粒子的速度C. 粒子所受磁场的大小D. 粒子所受磁场的方向2. 一个导线以匀速矩形轨道绕一个垂直于轨道面的固定轴旋转。
导线的两端接有电源,通过导线的电流大小和方向在转过一个周期后是:A. 大小不变,方向也不变B. 大小不变,方向相反C. 大小相反,方向不变D. 大小相反,方向相反3. 两个平行的长直导线之间通过电流会发生什么现象?A. 两导线之间会产生吸引力B. 两导线之间会产生斥力C. 两导线之间会发生磁场D. 两导线之间电流大小会发生变化4. 一根导线形状为正方形,两边的两段导线与均匀磁场垂直并相等。
通过导线的总电流为I,导线所在的平面与磁场之间夹角为θ。
则导线所受力的大小为:A. IθB. Iθ/2C. Iθ^2D. Iθ^2/25. 在变化磁场中一个回路内的感应电动势的大小与以下哪个因素无关?A. 磁场的变化速率B. 回路面积的大小C. 回路的形状D. 磁场的方向二、填空题1. 两根平行导线之间的距离为0.2 m,通过第一根导线的电流为2 A,第二根导线与第一根导线的角度为30°,则在第二根导线上的磁感应强度为_____ T。
2. 一根长直导线通过电流3 A,产生的磁场的磁感应强度为____ T。
3. 一个圆形回路的半径为0.2 m,它所在的平面与一个磁场垂直,磁感应强度为0.5 T,磁场持续变化,则回路内感应电动势的大小为_____ V。
4. 一根导线形状为正方形,两边的两段导线与均匀磁场垂直并相等。
通过导线的总电流为4 A,导线所在的平面与磁场之间夹角为60°。
则导线所受力的大小为_____ N。
三、计算题1. 一条长直导线通过电流I,产生的磁场与另一根平行导线距离为d,并在两导线之间产生一个力作用。
当其中一根导线的电流大小为2I时,两导线之间的力变为原来的几倍?2. 一个包围面积为0.2 m^2的圆形回路,其平面与磁场成60°角,磁感应强度为0.4 T,磁场变化的速率为5 T/s,计算回路中感应电动势的大小。
20222022届高三物理第二轮专题练习之磁场(新人教)
2222磁场1.长为L 的水平极板间,有垂直纸面向内的匀强磁场,如图所示,磁感强度为B,板间距离也为L,板不带电,现有质量为m,电量为q 的带正电粒子(不计重力),从左边极板间中点处垂直磁感线以速度v 水平射入磁场,欲使粒子不打在极板上,可采用的办法是:A.使粒子的速度v<BqL/4m;B.使粒子的速度v>5BqL/4m;C.使粒子的速度v>BqL/m;D.使粒子速度BqL/4m<v<5BqL/4m。
2.如图,一段导线abcd 位于磁感应强度大小为B 的匀强磁场中,且与磁场方向(垂直于纸面向里)垂直。
线段ab、bc 和cd 的长度均为L,且∠abc = ∠bcd = 1350 。
流经导线的电流为 I,方向如图中箭头所示。
导线段abcd 所受到的磁场的作用力的合力A. 方向沿纸面向上,大小为( +1)ILBB. 方向沿纸面向上,大小为( -1)ILBC. 方向沿纸面向下,大小为( +1)ILBD. 方向沿纸面向下,大小为( -1)ILB3.如图10-1,条形磁铁平放于水平桌面上,在它的正中央上方固定一根直导线,导线与磁场垂直,现给导线中通以垂直于纸面向外的电流,则下列说法正确的是:A.磁铁对桌面的压力减小B.磁铁对桌面的压力增大C.磁铁对桌面的压力不变D.以上说法都不可能 4.关于磁感应强度,下列说法正确的是A、一小段通电导线放在B 为零的位置,那么它受到的磁场力也一定为零B、通电导线所受的磁场力为零,该处的磁感应强度也一定为零C、放置在磁场中1m 长的通电导线,通过1A 的电流,受到的磁场力为1N,则该处的磁感应强度就是1TD、磁场中某处的B 的方向跟电流在该处受到磁场力F 的方向相同5.如图10-4 所示,水平放置的扁平条形磁铁,在磁铁的左端正上方有一线框,线框平面与磁铁垂直,当线框从左端正上方沿水平方向平移到右端正上方的过程中,穿过它的磁通量的变化是:A.先减小后增大B.始终减小C.始终增大D.先增大后减小6.带电粒子垂直匀强磁场方向运动时,会受到洛伦兹力的作用。
高三物理电磁大题练习题
高三物理电磁大题练习题电磁学是物理学的重要分支,也是高中物理教学的重点内容之一。
在高三物理学习阶段,电磁学大题练习题的实施对于学生的知识掌握和能力提升具有重要意义。
本次练习题旨在帮助高三学生巩固和应用电磁学的知识,培养解决实际问题的能力,提高解题的思维灵活性。
1.电流与磁场1.1 一根直导线形成的长度为L的圆圈电路,电流为I,求该电路中心处的磁感应强度B。
1.2 在与磁场垂直的平面内,有一导线AB,长度为L,电阻为R,电流为I。
导线与磁场的夹角为θ,AB和磁场的夹角为90°。
求通过该导线的电流所受到的磁场力F。
2.电磁感应2.1 一个长直导线产生磁场B1,该导线的长度为L,求距离导线x 处的磁感应强度B2。
2.2 有一个互感器,其初级线圈匝数为N1,输入交流信号的频率为f,初级电压为U1。
当次级线圈的匝数为N2时,求次级电压U2。
3.电磁波3.1 某无线电台的工作频率为f,求电磁波的波长λ。
3.2 向前传播的电磁波在单位时间内穿过单位面积的能量为E,求该电磁波的能流密度S。
4.电磁波的反射和折射4.1 当光线从真空射向折射率为n的介质时,入射光线、反射光线和折射光线之间有何关系?4.2 一束光线从空气射入折射率为n1的介质,然后折射到折射率为n2的介质,接着从这个介质射入折射率为n3的介质。
求光线在这三个介质中的传播速度之比。
以上是高三物理电磁大题的练习题,希望同学们认真思考、仔细分析,并运用所学的电磁学知识进行解答。
通过练习,相信大家能够更好地理解和掌握电磁学的基本原理和应用,为应对高考物理提供有力的支持。
祝愿同学们取得优异的成绩!。
高中物理-专题 磁场变化产生的感应电动势问题(提高篇)(解析版)
2021年高考物理100考点最新模拟题千题精练(选修3-2)第四部分电磁感应专题4.25 磁场变化产生的感应电动势问题(提高篇)一.选择题1.(2020年3月武汉质检)如图(a)所示,在倾角θ=37°的斜面上放置着一个金属圆环,圆环的上半部分处在垂直斜面向上的匀强磁场(未画出)中,磁感应强度的大小按如图(b)所示的规律变化。
释放圆环后,在t=8t0和t=9t0时刻,圆环均能恰好静止在斜面上。
假设圆环与斜面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,sin37°=0.6,则圆环和斜面间的动摩擦因数为A .B .C .D .【参考答案】.D【命题意图】本题以静止在斜面上金属圆环为情景,考查法拉第电磁感应定律、闭合电路欧姆定律、安培力、平衡条件及其相关知识点,考查的核心素养是“运动和力”的观点、场的观点和科学思维能力。
【解题思路】设金属圆环半径为r,则面积为S=πr2,圆环单位长度电阻为R0,则圆环电阻为R=2πr R0,在0~8t0时间内,金属圆环内磁感应强度变化率大小为Bt∆∆=08Bt,根据法拉第电磁感应定律,在金属圆环中产生的感应电动势大小为,E1=0.5SBt∆∆=πr2016Bt,感应电流为I1=E1/R=00032rBR t,在t=8t0时刻,金属圆环所受安培力为F1=B0I1·2r=220016r BR t。
由平衡条件,mgsinθ+F1=μmgcosθ,即0.6mg+220016r BR t=0.8μmg···○1;在9t0~10t0时间内,金属圆环内磁感应强度变化率大小为Bt∆∆=0Bt,根据法拉第电磁感应定律,在金属圆环中产生的感应电动势大小为,E2=0.5SBt∆∆=πr202Bt,感应电流为I2=E2/R=0004rBR t,在t=9t0时刻,金属圆环所受安培力为F 2=B 0I 2·2r=220002r B R t 。
高三物理电磁学试题答案及解析
高三物理电磁学试题答案及解析1.如图甲所示,空间存在一有界匀强磁场,磁场的左边界如虚线所示,虚线右侧范围足够大,磁场方向竖直向下.在光滑绝缘水平面内有一长方形金属线框,线框质量m=0.1kg,在水平向右的外力F作用下,以初速度v=1m/s一直做匀加速直线运动,外力F大小随时间t变化的图线如图乙所示.以线框右边刚进入磁场时开始计时,求:(1)线框cd边刚进入磁场时速度v的大小;=0.27J,则在此过程中线框产生的焦耳热Q为多少?(2)若线框进入磁场过程中F做功为WF【答案】(1)2m/s (2)0.12J【解析】(1)当后,对线框:解得:又解得:(2)根据功能关系得:解得:【考点】功能关系;牛顿定律的应用.2.如图所示,在xoy平面第一象限里有竖直向下的匀强电场,电场强度为E。
第二象限里有垂直于纸面向外的匀强磁场,磁感应强度为B。
在x轴上-a处,质量为m、电荷量为e的质子以大小不同的速度射入磁场,射入时速度与x轴负方向夹角为。
不计空气阻力,重力加速度为g。
求:(1)在-x轴上有质子到达的坐标范围;(2)垂直于y轴进入电场的质子,在电场中运动的时间;(3)在磁场中经过圆心角为2的一段圆弧后进入电场的质子,到达x轴的动能。
【答案】(1)(2)(3)【解析】(1)设-x轴的第一个坐标点为x1(2)质子垂直进入电场时距x轴的距离:(3)在磁场中运动情景如图所示。
由牛顿定律可知:由动能定理:【考点】带电粒子在磁场中的运动;动能定理.3.如图在xoy坐标系第Ⅰ象限,磁场方向垂直xoy平面向里,磁感应强度大小为B=1.0T;电场方向水平向右,电场强度大小为E=N/C.一个质量m=2.0×10﹣7kg,电荷量q=2.0×10﹣6C的带射入第Ⅰ象限,恰好在xoy平面中做匀速直线运动.0.10s后改正电粒子从x轴上P点以速度v变电场强度大小和方向,带电粒子在xoy平面内做匀速圆周运动,取g=10m/s2.求:大小和方向;(1)带电粒子在xoy平面内做匀速直线运动的速度v(2)带电粒子在xoy平面内做匀速圆周运动时电场强度E′的大小和方向;(3)若匀速圆周运动时恰好未离开第Ⅰ象限,x轴上入射P点应满足何条件?【答案】(1)2m/s,方向斜向上与x轴正半轴夹角为60°;(2)1N/C,方向竖直向上.(3)0.27m【解析】(1)如图粒子在复合场中做匀速直线运动,设速度v与x轴夹角为θ,依题意得:解得所以:θ=60°即速度v大小2m/s,方向斜向上与x轴正半轴夹角为60°(2)带电粒子在xOy平面内做匀速圆周运动时,电场力F电必须与重力平衡,洛伦兹力提供向心力:解得E′=1N/C,方向竖直向上.(3)如图带电粒子匀速圆周运动恰好未离开第1象限,圆弧左边与y轴相切N点;PQ匀速直线运动,PQ=vt="0.2" m洛伦兹力提供向心力:,得R=0.2m由几何知识得:OP=R+Rsin60°-PQcos60°OP==0.27m故:x轴上入射P点离O点距离至少为0.27m【考点】带电粒子在复合场中的运动;4.图中L为自感系数足够大的理想电感,C是电容量足够大的理想电容,R1、R2是阻值大小合适的相同电阻,G1、G2是两个零刻度在中央的相同的灵敏电流表,且电流从哪一侧接线柱流入指针即向哪一侧偏转,E是可以不计内阻的直流电源.针对该电路下列判断正确的是( )A.电键S闭合的瞬间,仅电流计G1发生明显地偏转B.电键S闭合的瞬间,两电流计将同时发生明显的偏转C.电路工作稳定后,两电流计均有明显不为零的恒定示数D.电路工作稳定后再断开电键S,此后的短时间内,G1的指针将向右偏转,G2的指针将向左偏转【答案】BD【解析】电路接通瞬间,由于自感系数足够大,所以有电流通过R1,直流电不能通过电容器,则有电流通过R2,所以电键S闭合的瞬间,两电流计将同时发生明显的偏转,故A错误,B正确;L为理想电感,电路温度后,R1被短路,则没有电流通过,示数为零,故C错误;电路工作稳定后再断开电键S,此后的短时间内,电容器放电,电流从右端通过R1,从左端通过R2,则G1的指针将向右偏转,G2的指针将向左偏转,故D正确.故选BD.【考点】自感现象.【名师】此题考查自感以及电容器问题;解决本题的关键知道电感器对电流的变化有阻碍作用:当电流增大时,会阻碍电流的增大,当电流减小时,会阻碍其减小,而电阻没有此特点,当K断开电阻、电容构成一回路,电容器可以储存电荷。
专题24 磁场的基本性质-2023届高考物理一轮复习热点题型专练(解析版)
专题24 磁场的基本性质目录题型一磁场的叠加和安培定则的应用 (1)类型1 磁场的叠加 (1)类型2 安培定则的应用 (4)题型二安培力的分析和计算 (5)类型1通电导线有效长度问题 (6)类型2判断安培力作用下导体的运动情况 (8)题型三安培力作用下的平衡和加速问题 (9)类型1安培力作用下的平衡问题 (9)类型2 安培力作用下的加速问题 (13)题型四对洛伦兹力的理解和应用 (16)题型五洛伦兹力作用下带电体的运动 (18)题型六带电粒子在匀强磁场中的运动 (22)题型一磁场的叠加和安培定则的应用1.磁场叠加问题的分析思路(1)确定磁场场源,如通电导线。
(2)定位空间中需求解磁场的点,利用安培定则判定各个场源在这一点上产生的磁场的大小和方向。
如图2所示为M、N在c点产生的磁场B M、B N。
(3)应用平行四边形定则进行合成,如图中的合磁场B。
2.安培定则的应用在运用安培定则判定直线电流和环形电流及通电螺线管的磁场时应分清“因”和“果”。
因果原因(电流方向)结果(磁场方向)磁场直线电流的磁场大拇指四指环形电流及通电四指大拇指螺线管的磁场类型1 磁场的叠加【例1】(2022·湖北省高考模拟)六根通电长直导线垂直纸面平行固定,其截面构成一正六边形,O为六边形的中心,通过长直导线a、b、c、d、e、f的电流分别为I1、I2、I3、I4、I5、I6,a、c、e中通过的电流大小相等,b、d、f中通过的电流大小相等,电流方向如图5所示。
已知通电长直导线在距导线r处产生的磁感应强度大小为B=k Ir,此时O点处的磁感应强度大小为6B,导线a在O处产生的磁感应强度大小为B,则移除e处导线后,e处的磁感应强度大小为()A.0 B.BC.3B D.2B【答案】A【解析】结合题图可知各导线在O点产生的磁场方向如图甲所示,a、c、e中通过的电流大小相等,且到O点的距离相等,若通过a、c、e三条导线的电流在O点产生的磁感应强度大小均为B,合磁感应强度大小为2B,则若通过b、d、f三条导线的电流在O点产生的合磁感应强度大小为4B,结合上述分析可知,b、d、f三条导线中的电流大小是a、c、e三条导线中电流大小的2倍;去掉e导线后剩余导线在e点产生的磁场方向如图乙所示。
高三物理粒子在有界磁场中运动试题答案及解析
高三物理粒子在有界磁场中运动试题答案及解析1.一个重力不计的带电粒子垂直进入匀强磁场,在与磁场垂直的平面内做匀速圆周运动.则下列能表示运动周期 T 与半径R之间的图像是()【答案】D【解析】带电粒子在磁场中做匀速圆周运动,根据,,联立可求粒子做圆周运动的周期为,周期与轨道半径r无关,所以A、B、C错误;D正确。
【考点】本题考查带电粒子在磁场中的运动2.如图所示,在xOy平面内存在着磁感应强度大小为B的匀强磁场,第一、二、四象限内的磁场方向垂直纸面向里,第三象限内的磁场方向垂直纸面向外.P(- L,0)、Q(0,-L)为坐标轴上的两个点.现有一电子从P点沿PQ方向射出,不计电子的重力,则.A.若电子从P点出发恰好经原点O第一次射出磁场分界线,则电子运动的路程一定为B.若电子从P点出发经原点O到达Q点,则电子运动的路程一定为πLC.若电子从P点出发经原点O到达Q点,则电子运动的路程可能为2πLD.若电子从P点出发经原点O到达Q点,则nπL(n为任意正整数)都有可能是电子运动的路程【答案】AC【解析】若电子从P点出发恰好经原点O第一次射出磁场分界线,则有运动轨迹如图所示,由几何关系知:半径R=L,则微粒运动的路程为圆周的,即为,A正确;若电子从P点出发经原点O到达Q点,运动轨迹可能如图所示,因此则微粒运动的路程可能为πL,也可能为2πL,BD错误C正确;【考点】本题考查带电粒子在磁场中的运动。
3.如图是某离子速度选择器的原理示意图,在一半径为R 的绝缘圆柱形筒内有磁感应强度为B的匀强磁场,方向平行于轴线.在圆柱形筒上某一直径两端开有小孔M、N,现有一束速率不同、比荷均为k的正、负离子,从M孔以α角入射,一些具有特定速度的离子未与筒壁碰撞而直接从N孔射出(不考虑离子间的作用力和重力).则从N孔射出的离子()A.是正离子,速率为kBR/cos αB.是正离子,速率为kBR/sin αC.是负离子,速率为kBR/sin αD.是负离子,速率为kBR/cos α【答案】B【解析】因为离子向下偏,根据左手定则,离子带正电,运动轨迹如图,由几何关系可知r=,由qvB=m可得v=,故B正确.4.(8分)在真空中,半径的圆形区域内有匀强磁场,方向如图所示,磁感应强度B="0.2" T,一个带正电的粒子以初速度从磁场边界上直径ab的一端a射入磁场,已知该粒子的比荷,不计粒子重力.(1)求粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径;(2)若要使粒子飞离磁场时有最大偏转角,求入射时与ab的夹角及粒子的最大偏转角.【答案】(1)(2)最大偏转角【解析】(1)粒子射入磁场后,由于不计重力,所以洛伦兹力提供圆周运动需要的向心力,根据牛顿第二定律有.(2)粒子在圆形磁场区域运动轨迹为一段半径R=5cm的圆弧,半径一定要使偏转角最大,就要求这段圆弧对应的弦最长,即为图形区域的直径,粒子运动轨迹的圆心在ab弦的中垂线上,如图所示.由几何关系可知最大偏转角【考点】带电粒子在圆形匀强磁场区域的运动5.如图所示,在平面直角坐标系中有一个垂直纸面向里的圆形匀强磁场,其边界过原点O和y轴平行于x轴正方向射入磁场,上的点a(0,L)。
高三物理磁场试题
高三物理磁场试题1.如图所示,在以O为圆心,半径为R=10cm的圆形区域内,有一个水平方向的匀强磁场,磁感应强度大小为B2=0.1T,方向垂直纸面向外。
M、N为竖直平行放置的相距很近的两金属板,S1、S2为M、N板上的两个小孔,且S1、S2跟O点在垂直极板的同一水平直线上。
金属板M、N与一圆形金属线圈相连,线圈的匝数n=1000匝,面积S=0.2m2,线圈内存在着垂直纸面向外的匀强磁场,磁感应强度大小随时间变化的规律为B1=B+kt(T),其中B、k为常数。
另有一水平放置的足够长的荧光屏D,O点跟荧光屏D之间的距离为H=2R。
比荷为2×105 C/kg的正离子流由S1进入金属板M、N之间后,通过S2向磁场中心射去,通过磁场后落到荧光屏D上。
离子的初速度、重力、空气阻力及离子之间的作用力均可忽略不计。
问:(1)k值为多少可使正离子垂直打在荧光屏上(2)若k=0.45T/s,求正离子到达荧光屏的位置。
【答案】(1) T/s (2cm【解析】(1) 正离子被AK之间的电场加速以速度v1进入磁场后做1/4圆离开磁场垂直打在荧光屏上,则半径cm ,(1分)由(2分)又有:(2分)由以上两式可得=30V (1分)根据法拉第电磁感应定律,得(2分)T/s (1分)(2) V (2分)(2分),(2分)解得:r2=30cm (1分)正离子进入磁场后的径迹如图所示,由几何知识可得,即(1分)所以,正离子到达荧光屏的位置B距中点O/的距离为cm (1分)综合考查了电磁场中粒子的运动,根据公式和可算处加速电场电压,根据法拉第电磁感应定律,得可得出k值。
第二问先算出加速电场的电压,然后根据洛伦兹力公式,算出半径,根据几何知识算出正离子到达荧光屏的位置B距中点O/的距离2.如图,与水平面成45°角的平面MN将空间分成I和II两个区域。
一质量为m、电荷量为q(q>0)的粒子以速度从平面MN上的点水平右射入I区。
高三物理磁场大题
1.如图所示,圆形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场,一个带电粒子以速度v 从A 点沿直径AOB 方向射入磁场,经过Δt 时间从C 点射出磁场,OC 与OB 成600角。
现将带电粒子的速度变为v/3,仍从A 点沿原方向射入磁场,不计重力,则粒子在磁场中的运动时间变为A .12t ∆ B .2t ∆ C .13t ∆ D .3t ∆2.半径为a 右端开小口的导体圆环和长为2a 的导体直杆,单位长度电阻均为R 0。
圆环水平固定放置,整个内部区域分布着竖直向下的匀强磁场,磁感应强度为B 。
杆在圆环上以速度v 平行于直径CD 向右做匀速直线运动,杆始终有两点与圆环良好接触,从圆环中心O 开始,杆的位置由θ确定,如图所示。
则A .θ=0时,杆产生的电动势为2BavB .3πθ=3Bav 、C .θ=0时,杆受的安培力大小为203(2)R B av π+D.3πθ=时,杆受的安培力大小为23(53)RB avπ+3.如图,质量分别为m A和m B的两小球带有同种电荷,电荷最分别为q A和q B,用绝缘细线悬挂在天花板上。
平衡时,两小球恰处于同一水平位置,细线与竖直方向间夹角分别为θ1与θ2(θ1>θ2)。
两小球突然失去各自所带电荷后开始摆动,最大速度分别v A和v B,最大动能分别为E kA和E kB。
则()(A)m A一定小于m B (B)q A一定大于q B(C)v A一定大于v B (D)E kA一定大于E kB4.如图,理想变压器原、副线圈匝数比为20∶1,两个标有“12V,6W”的小灯泡并联在副线圈的两端。
当两灯泡都正常工作时,原线圈中电压表和电流表(可视为理想的)的示数分别是A.120V,B.240V,C.120V,D.240V,?5.如图,均匀磁场中有一由半圆弧及其直径构成的导线框,半圆直径与磁场边缘重合;磁场方向垂直于半圆面(纸面)向里,磁感应强度大小为B0.使该线框从静止开始绕过圆心O、垂直于半圆面的轴以角速度ω匀速转动半周,在线框中产生感应电流。
高三物理备考一轮总复习—带电粒子在磁场中的运动必刷题 Word版含解析
2023届高三物理高考备考一轮总复习—带电粒子在磁场中的运动必刷题一、单选题(共7题)1.质子(11H )和α粒子(42He )以相同的速度垂直进入同一匀强磁场中,它们在垂直于磁场的平面内都做匀速圆周运动,它们的轨道半径和运动周期的关系是( ) A .R P :R a =1:2,T P :T a =1:2 B .R P :R a =2:1,T P :T a =2:1 C .R P :R a =1:2,T P :T a =2:1D .R P :R a =1:4,T P :T a =1:42.如图所示,在边长为a 的正三角形区域内存在着方向垂直于纸面向外、磁感应强度大小为B 的匀强磁场。
一个质量为m 、电荷量为q +的带电粒子(重力不计)从AB 边的中点O 以某一速度v 进入磁场,粒子进入磁场时的速度方向垂直于磁场且与AB 边的夹角为60°。
从AB 边穿出磁场的粒子中,最大速度v 为( )A B .4BqamC D .38Bqam3.如图所示,匀强磁场限定在一个圆形区域内,磁感应强度大小为B ,一个质量为m ,电荷量为q ,初速度大小为v 的带电粒子沿磁场区域的直径方向从P 点射入磁场,从Q 点沿半径方向射出磁场,粒子射出磁场时的速度方向与射入磁场时相比偏转了θ角,忽略重力及粒子间的相互作用力,下列说法错误..的是( )A .粒子带正电B .粒子在磁场中运动的轨迹长度为mv θBqC .粒子在磁场中运动的时间为m θBqD .圆形磁场区域的半径为tan mvθBq4.如图,一束正离子平行纸面、从两极板中央平行极板射入正交的匀强磁场和匀强电场区域里,离子束保持原运动方向未发生偏转,接着进入另一匀强磁场B2,发现这些离于分成几束,不计离子间的相互作用,可以判断这几束粒子()A.质量一定不同B.速率一定不同C.动能一定不同D.比荷一定不同5.圆形区域内有垂直纸面的匀强磁场,三个完全相同的带电粒子a b c、、,以不同的速率从A点开始对准圆心O沿着AO方向射入磁场,其运动轨迹分别如图所示。
高考复习物理 电磁感应大题
高考复习物理 电磁感应大题高中物理高三板块复习。
1.(18分)如图所示,两根相同的劲度系数为k 的金属轻弹簧用两根等长的绝缘线悬挂在水平天花板上,弹簧上端通过导线与阻值为R 的电阻相连,弹簧下端连接一质量为m ,长度为L ,电阻为r 的金属棒,金属棒始终处于宽度为d 垂直纸面向里的磁感应强度为B 的匀强磁场中。
开始时弹簧处于原长,金属棒从静止释放,水平下降h 高时达到最大速度。
已知弹簧始终在弹性限度内,且弹性势能与弹簧形变量x 的关系为221kx E p ,不计空气阻力及其它电阻。
求:(1)此时金属棒的速度多大?(2)这一过程中,R 所产生焦耳热Q R 多少?2.(17分)如图15(a )所示,一端封闭的两条平行光滑导轨相距L ,距左端L 处的中间一段被弯成半径为H 的1/4圆弧,导轨左右两段处于高度相差H 的水平面上。
圆弧导轨所在区域无磁场,右段区域存在磁场B 0,左段区域存在均匀分布但随时间线性变化的磁场B (t ),如图15(b )所示,两磁场方向均竖直向上。
在圆弧顶端,放置一质量为m 的金属棒ab ,与导轨左段形成闭合回路,从金属棒下滑开始计时,经过时间t 0滑到圆弧顶端。
设金属棒在回路中的电阻为R ,导轨电阻不计,重力加速度为g 。
⑴问金属棒在圆弧内滑动时,回路中感应电流的大小和方向是否发生改变?为什么?⑵求0到时间t0内,回路中感应电流产生的焦耳热量。
⑶探讨在金属棒滑到圆弧底端进入匀强磁场B0的一瞬间,回路中感应电流的大小和方向。
3、(16分)t=0时,磁场在xOy平面内的分布如图所示。
其磁感应强度的大小均为B0,方向垂直于xOy平面,相邻磁场区域的磁场方向相反。
每个同向磁场区域的宽度均为l0。
整个磁场以速度v沿x轴正方向匀速运动。
⑴若在磁场所在区间,xOy平面内放置一由n匝线圈串联而成的矩形导线框abcd,线框的bc边平行于x轴.bc=l B、ab=L,总电阻为R,线框始终保持静止。
高三物理电磁场的基础练习题及答案
高三物理电磁场的基础练习题及答案一、选择题1. 以下哪个选项描述了电磁场正确的特性?a) 只有电荷会在电磁场中产生力b) 只有磁铁会在电磁场中产生力c) 电荷和磁铁都会在电磁场中产生力d) 只有电流会在电磁场中产生力答案:c2. 磁场的单位是:a) 牛顿/库仑b) 度c) 汤d) 物质/秒答案:c3. 以下哪个选项描述了一个正确的电磁场图案?a) 经过两个平行电容板的电场线是平行的b) 磁铁的磁场线从南极向北极c) 磁铁的磁场线从北极向南极d) 磁铁的磁场线是闭合环路答案:b4. 静止电荷周围产生的电场是:a) 仅由正电荷产生b) 仅由负电荷产生c) 由正负电荷共同产生d) 不产生电场答案:c5. 假设有两个相同大小的电荷,一个带正电,一个带负电。
将它们靠近一起时,它们之间的作用力是:a) 斥力b) 引力c) 中和d) 无法确定答案:b二、简答题1. 什么是电场?答:电场是一种存在于空间中的物理场,由电荷产生。
它是描述电荷周围电力相互作用的物理量,可以使带电粒子受到电场力的作用。
2. 什么是磁场?答:磁场是一种存在于空间中的物理场,由磁铁或电流产生。
它是描述磁力相互作用的物理量,可以使带电粒子或其他磁性物体受到磁场力的作用。
3. 电场力和磁场力之间有什么区别?答:电场力和磁场力都是电磁场中的力,但它们有一些区别。
电场力是由电荷产生的,作用在电荷上,大小与电荷的量和距离有关;而磁场力由磁铁或电流产生,作用在带电粒子或其他磁性物体上,大小与磁场的强度、带电粒子的速度和磁场的方向有关。
4. 什么是洛伦兹力?答:洛伦兹力是带电粒子在电磁场中所受的力,包括电场力和磁场力的合力。
它的大小和方向由带电粒子的电荷、速度、电场和磁场的强度决定。
5. 电磁感应定律和法拉第定律之间有什么关系?答:电磁感应定律是由法拉第定律推导而来的一个具体应用。
电磁感应定律指出,当磁通量通过一个线圈发生变化时,该线圈中将会产生感应电动势。
高三物理磁场单元测试
高三物理磁场单元测试河南宏力学校 姚海军一、选择题(大题共8小题;每小题4分,共32分.每题给出的四个选项中至少有一个选项是正确的,全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有错选或不答的得0分).1.如图所示,通电圆线圈套在条形磁铁右端,磁场对通电圆线圈作用的结果,使得 ( ) A .圆线圈面积有被拉大的倾向 B .圆线圈面积有被压小的趋势 C .线圈将向右平移D .线圈将向左平移2.矩形导线框abcd 中通有恒定的电流I ,线框从如图所示位置开始绕中心轴OO ′ 转动90°,在此过程中线框始终处于水平方向的匀强磁场中,以下说法中正确的是 ( )A .ad 、bc 两边所受磁场力始终为零B .ab 、cd 两边所受磁场力的合力始终为零C .ab 、cd 两边均受到恒定磁场力D .线框所受的磁场力的合力始终为零3.在图中虚线所示的区域存在匀强电场和匀强磁场。
取坐标如图。
一带电粒子沿x 轴正方向进入此区域,在穿过此区域的过程中运动方向始终不发生偏转。
不计重力的阻碍,电场强度E 和磁感强度B 的方向可能是 ( ) A . E 和B 都沿x 轴正方向 B . E 沿y 轴正向,B 沿z 轴正向 C . E 沿x 轴正向,B 沿y 轴正向 D . E 、B 都沿z 轴正向4.电磁流量计广泛应用于测量可导电流体(如污水)在管中的流量(在单位时刻内通过管内横截面的流体的体积)。
为了简化,假设流量计是如图所示的横截面为长方形的一段管道,其中空部分的长、宽、高分别为图中的a 、b 、c ,流量计的两端与输送液体的管道相连接(图中虚线)。
图中流量计的上下两面是金属材料,前后两面是绝缘材料,现于流量计所在处加磁感应强度为B 的匀强磁场,磁场方向垂直于前后两面。
当导电液体稳固地流经流量计时,在管外将流量计上、下两表面分别与一串接了电阻R 的电流表的两端连接,I 表示测得的电流值。
已知流体的电阻率为ρ,不计电流表的内阻,则可求得流量为 ( ) A .)(a c bR B I ρ+ B .)(cbaR B I ρ+ C .)(b a cR B I ρ+ D .)(abc R B I ρ+5.如图示,连接平行金属板P 1和P 2(板面垂直于纸面)的导线的一部分CD 和另一连接电池的回路的一部分GH 平,CD和GH 均在纸平面内,金属板置于磁场中,磁场方向垂直于纸面向里,当一束等离子体射入两金属板之间时,CD 段导线将受到力的作用. ( )A .等离子体从右方射入时,CD 受力的方向背离GHB .等离子体从右方射入时,CD 受力的方向指向GHC .等离子体从左方射入时,CD 受力的方向背离GHD .等离子体从左方射入时,CD 受力的方向指向GH 6.如图所示,长方形abcd 长ad=0.6m ,宽ab=0.3m ,O 、e 分别是ad 、bc 的中点,以ad 为直径的半圆内有垂直纸面向里的匀强磁场(边界上无磁场),磁感应强度B=0.25T 。
高三物理磁感应强度试题答案及解析
高三物理磁感应强度试题答案及解析1..如图所示为某种用来束缚原子的磁场的磁感线分布情况,以O点为坐标原点,沿z轴正方向磁感应强度B大小的变化最有可能为()【答案】C【解析】磁感线的疏密能够反映磁场的强弱,磁感线密的地方,磁感应强度较大,磁感线疏的地方,磁感应强度较小,沿z轴正方向磁感应强度B大小先变小,再变大,C正确。
【考点】本题考查了磁场的磁感线。
2.有两根长直导线a、b互相平行放置,如图所示为垂直于导线的截面图。
在如图所示的平面内,O点为两根导线连线的中点,M、N为两导线连线的中垂线上的两点,与O点的距离相等,aM与MN夹角为θ。
若两导线中通有大小相等、方向相反的恒定电流I,单根导线中的电流在M处,则关于线段MN上各点的磁感应强度,下列说法中正确的是产生的磁感应强度为BA.M点和N点的磁感应强度方向一定相反B.M点和N点的磁感应强度大小均为2BcosθsinθC.M点和N点的磁感应强度大小均为2BD.在线段MN上有磁感应强度为零的点【答案】C【解析】根据安培右手定则,手握通电直导线,大拇指指电流方向,四指环绕方向即磁场方向如图:a的磁场以a为圆心沿逆时针方向,b的磁场以b为圆心沿顺时针方向,ab在OMN点的磁场方向如图示,两导线中通有大小相等,且关于MN对称分布,几何关系如图,磁场的合成是矢量合成,遵循平行四边形法则,M点和N点的磁感应强度方向一定相同,A错,且根据对称性,大小都等于,答案C对B错。
在MN上面找不到两个磁场方向相反的点因此合磁场不可能等于0答案D错。
【考点】安培右手定则磁场的合成3.如图,两根互相平行的长直导线过纸面上的M、N两点,且与纸面垂直,导线中通有大小相等、方向相反的电流。
a、o、b在M、N的连线上,o为MN的中点,c、d位于MN的中垂线上,且a、b、c、d到o点的距离均相等。
关于以上几点处的磁场,下列说法正确的是:A. o点处的磁感应强度为零B. a、b两点处的磁感应强度大小相等,方向相反C. c、d两点处的磁感应强度大小相等,方向相同D. a、c两点处磁感应强度的方向不同【答案】C【解析】M、N产生的磁场以各自为圆心,M的磁场为顺时针,N为逆时针。
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1.如图所示,圆形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场,一个带电粒子以速度v 从A 点沿直径AOB 方向射入磁场,经过Δt 时间从C 点射出磁场,OC 与OB 成600角。
现将带电粒子的速度变为v/3,仍从A 点沿原方向射入磁场,不计重力,则粒子在磁场中的运动时间变为A .12t ∆ B .2t ∆ C .13t ∆ D .3t ∆ 2.半径为a 右端开小口的导体圆环和长为2a 的导体直杆,单位长度电阻均为R 0。
圆环水平固定放置,整个内部区域分布着竖直向下的匀强磁场,磁感应强度为B 。
杆在圆环上以速度v 平行于直径CD 向右做匀速直线运动,杆始终有两点与圆环良好接触,从圆环中心O 开始,杆的位置由θ确定,如图所示。
则A .θ=0时,杆产生的电动势为2BavB .3πθ=3BavC .θ=0时,杆受的安培力大小为203(2)R B av π+ D .3πθ=时,杆受的安培力大小为203(53)R B av π+3.如图,质量分别为m A 和m B 的两小球带有同种电荷,电荷最分别为q A 和q B ,用绝缘细线悬挂在天花板上。
平衡时,两小球恰处于同一水平位置,细线与竖直方向间夹角分别为θ1与θ2(θ1>θ2)。
两小球突然失去各自所带电荷后开始摆动,最大速度分别v A 和v B ,最大动能分别为E kA 和E kB 。
则 ( )(A )m A 一定小于m B(B )q A 一定大于q B (C )v A 一定大于v B (D )E kA 一定大于E kB4.如图,理想变压器原、副线圈匝数比为20∶1,两个标有“12V ,6W ”的小灯泡并联在副线圈的两端。
当两灯泡都正常工作时,原线圈中电压表和电流表(可视为理想的)的示数分别是A .120V ,0.10AB .240V ,0.025AC .120V ,0.05AD .240V ,0.05A5.如图,均匀磁场中有一由半圆弧及其直径构成的导线框,半圆直径与磁场边缘重合;磁场方向垂直于半圆面(纸面)向里,磁感应强度大小为B 0.使该线框从静止开始绕过圆心O 、垂直于半圆面的轴以角速度ω匀速转动半周,在线框中产生感应电流。
现使线框保持图中所示位置,磁感应强度大小随时间线性变化。
为了产生与线框转动半周过程中同样大小的电流,磁感应强度随时间的变化率tB ∆∆的大小应为A.πω04B B.πω02B C.πω0B D.πω20B6.如图所示直角坐标系xoy 中,矩形区域oabc 内有垂直于纸面向外的匀强磁场,磁感应强度大小为B=5.0×10-2T ;第一象限内有沿y -方向的匀强电场,电场强度大小为5100.1⨯=E N/C 。
已知矩形区域Oa 边长为0.60m ,ab 边长为0.20m 。
在bc 边中点N 处有一放射源,某时刻,放射源沿纸面向磁场中各方向均匀地辐射出速率均为6100.1⨯=v m/s 的某种带正电粒子,带电粒子质量27106.1-⨯=m kg ,电荷量19102.3-⨯=q C ,不计粒子重力,求:(计算结果保留两位有效数字)(1)粒子在磁场中运动的半径;(2)从x 轴上射出的粒子中,在磁场中运动的最短路程为多少?(3)放射源沿-x 方向射出的粒子,从射出到从y 轴离开所用的时间。
7.如图所示,相距为L的两条足够长光滑平行金属导轨固定在水平面上,导轨由两种材料组成。
PG右侧部分单位长度电阻为r0,且PQ=QH=GH=L。
PG左侧导轨与导体棒电阻均不计。
整个导轨处于匀强磁场中,磁场方向垂直于导轨平面向下,磁感应强度为B。
质量为m的导体棒AC在恒力F作用下从静止开始运动,在到达PG之前导体棒AC已经匀速。
(1)求当导体棒匀速运动时回路中的电流;(2)若导体棒运动到PQ中点时速度大小为v1,试计算此时导体棒加速度;(3)若导体棒初始位置与PG相距为d,运动到QH位置时速度大小为v2,试计算整个过程回路中产生的焦耳热。
8.(12分)如图所示,在匀强电场中,有A、B两点,它们间距为2cm ,两点的连线与场强方向成60°角。
将一个不知道电荷性质,电量为2×10-5C的电荷由A移到B,其电势能增加了0.2J。
求:(1)判断电荷带正电还是负电?由A到B电场力做的功W AB?(2)A、B两点的电势差U AB为多少?(3)匀强电场的场强的大小?9.(18分)如图所示,在无限长的竖直边界NS和MT间充满匀强电场,同时该区域上、下部分分别充满方向垂直于NSTM平面向外和向内的匀强磁场,磁感应强度大小分别为B和2B,KL为上下磁场的水平分界线,在NS和MT边界上,距KL高h处分别有P、Q 两点,NS和MT间距为1.8h.质量为m、带电量为q的粒子从P点垂直于NS边界射入该区域,在两边界之间做圆周运动,重力加速度为g.(1)求该电场强度的大小和方向。
(2)要使粒子不从NS边界飞出,求粒子入射速度的最小值。
(3)若粒子能经过Q点从MT边界飞出,求粒子入射速度的所有可能值。
10.在如图所示的直角坐标系中,x轴的上方存在与x轴正方向成45°角斜向右下方的匀强电场,场强的大小为E=×104 V/m.x轴的下方有垂直于xOy面向外的匀强磁场,磁感应强度的大小为B=2×10-2T.把一个比荷为qm=2×108C/kg的正电荷从坐标为(0,1)的A点处由静止释放.电荷所受的重力忽略不计.(1)求电荷从释放到第一次进入磁场时所用的时间;(2)求电荷在磁场中做圆周运动的半径;(保留两位有效数字)(3)当电荷第二次到达x轴时,电场立即反向,而场强大小不变,试确定电荷到达y轴时的位置坐标.11.(20分)如图所示,直角坐标系xoy位于竖直平面内,y轴正方向竖直向上,x轴正方向水平向右。
空间中存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场,匀强磁场垂直xoy平面向里,磁感应强度大小为B。
匀强电场(图中未画出)方向平行于xoy平面,小球(可视为质点)的质量为m、带电量为+q,已知电场强度大小为mgEq=,g为重力加速度。
(1)若匀强电场方向水平向左,使小球在空间中做直线运动,求小球在空间中做直线运动的速度大小和方向;(2)若匀强电场在xoy平面内的任意方向,确定小球在xoy平面内做直线运动的速度大小的范围;(3)若匀强电场方向竖直向下,将小球从O点由静止释放,求小球运动过程中距x轴的最大距离。
12.如图所示,一根长为l的细绝缘线,上端固定,下端系一个质量为m的带电小球,将整个装置放入一匀强电场,电场强度大小为E,方向水平向右,已知:当细线偏离竖直方向为θ=370时,小球处于平衡状态,(sin370=0.6)试求:(1)小球带何种电荷,带电量为多少;(2)如果将细线剪断,小球经时间t发生的位移大小;(3)若将小球拉至最低点无初速释放,当小球运动到图示位置时受到线的拉力的大小。
13.如图所示的坐标系,x轴沿水平方向,y轴沿竖直方向.在x轴上方空间的第一、第二象限内,既无电场也无磁场,在第三象限内存在沿y轴正方向的匀强电场和垂直于xOy平面向里的匀强磁场,在第四象限内存在沿y轴负方向、场强大小与第三象限电场强度相等的匀强电场.一质量为m、电荷量为q的带电质点,从y轴上y=h处的P1点以一定的水平初速度沿x轴负方向进入第二象限,然后经过x轴上x=-2h处的P2点进入第三象限,带电质点恰能做匀速圆周运动,之后经过y轴上y=-2h处的P3点进入第四象限.试求:(1)第三象限空间中电场强度和磁感应强度的大小.(2)带电质点在第四象限空间运动过程中的最小速度.14.(18分)如图所示,在直角坐标系xoy 平面的第II 象限内有半径为R 的圆1O 分别与x 轴、y 轴相切于C (R -,0)、D (0,R )两点,圆1O 内存在垂直于xoy 平面向外的匀强磁场,磁感应强度B .与y 轴平行且指向负方向的匀强电场左边界与y 轴重合,右边界交x 轴于G 点,一带正电的粒子A (重力不计)电荷量为q 、质量为m ,以某一速率垂直于x 轴从C 点射入磁场,经磁场偏转恰好从D 点进入电场,最后从G 点以与x 轴正向夹角45°的方向射出电场.求:(1)OG 之间距离;(2)该匀强电场电场强度E ;(3)若另有一个与A 的质量和电荷量相同、速率也相同的正粒子A ',从C 点沿与x 轴负方向成30°角的方向射入磁场,则粒子A '再次回到x 轴上某点时,该点坐标值为多少?参考答案【答案】B【解析】由牛顿第二定律2v qvB m r =及匀速圆周运动2rT vπ=得:mv r qB =;2m T qB π=。
作出粒子的运动轨迹图,由图可得以速度v 从A 点沿直径AOB 方向射入磁场经过Δt=T/6从C 点射出磁场,轨道半径3r AO =;速度变为v/3时,运动半径是r/3=3/3AO ,由几何关系可得在磁场中运动转过的圆心角为1200,运动时间为T/3,即2Δt 。
A 、C 、D 项错误; B 项正确。
【答案】AD【解析】杆的有效切割长度随角度变化关系为θcos 2a L =由法拉第电磁感应定律可知A 答案显然正确,B 错误;此时导体棒是电源,而两圆弧并联后作为外电路,由全电路欧姆定律通过计算可知答案D 正确,选AD 3.ACD【解析】分别对A 、B 进行受力分析,如图所示两球间的库仑斥力是作用力与反作用力总是大小相等,与带电量的大小无关,因此B 选项不对,对于A 球:1sin A T F θ= 1cos A A T M g θ= 对于B 球:2sin B T F θ= 2cos B B T M g θ=联立得:F=12tan tan A B M g M g θθ= 又θ1>θ2可以得出:m A <m B A 选项正确 在两球下摆的过程中根据机械能守恒:211(1cos )2A A A AM gL M v θ-=可得:12(1cos )A A v gL θ=-221(1cos )2B B B BM gL M v θ-=可得:B v =开始A 、B 两球在同一水平面上,12cos cos A B L L θθ= 由于θ1>θ2可以得出:L A >L B这样代入后可知:A B v v > C 选项正确 A 到达最低点的动能:2111111111cos 1(1cos )(1cos )cos cos tan 2tan sin 2A A A A A A A F M v M gL L FL FL θθθθθθθθ-=-=-==B 到达最低点的动能:2222222221cos 1(1cos )(1cos )cos cos tan 2tan sin 2B B B B B B B F M v M gL L FL FL θθθθθθθθ-=-=-==由于θ1>θ2可知,12tantan22θθ>又:12cos cos A B L L θθ=可得:221122A AB BM v M v >因此D 选项也正确。