2017年高考物理带电粒子在磁场中运动的应用知识点以及经典例题有详细答案,推荐文档

2 规律如图 2 所示。零时刻开始，棒从导轨左端开始向右匀速运动，1s 后刚好进入磁
场，若使棒在外力 F 作用下始终以速度 v＝2m/s 做匀速直线运动，求： （1） 棒进入磁场前，回路中的电流的方向； （2） 棒在运动过程中外力 F 的最大功率； （3） 棒通过磁场区域的过程中电阻 R 上产生的焦耳热。
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只要路是对的就不要怕路远
7、如图 1 所示，平行长直光滑金属导轨水平放置，间距 L＝0.4m，导轨右端接有阻值 R＝1Ω 的电阻，导体棒垂直导轨放置在导轨上，且接触良好，导体棒及导轨的电阻均 不计。导轨间有一方向竖直向下的匀强磁场，磁场区域的边界满足曲线方程 y =0.4sin（ 5x ）(0≤x≤0.4m，y 的单位：m)，磁感应强度 B 的大小随时间 t 变化的
由原点 O，以速度 v0 沿 x 轴正方向水平射入磁场 I，已知匀强磁场 I 的磁感应强度垂 直纸面向里，大小为 B ，匀强电场 II 和匀强电场 III 的电场强度大小均为 E B0 v0 ，
0
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如图所示，IV 区的磁场垂直纸面向外，大小为 B0
8mv ，OP 之间的距离为 0
，已百度文库粒
2
qB0
子最后能回到 O 点。
引燃火箭下方的推进剂，迅速推动刚性金属棒CD(电阻可忽略且和 导轨接触良好)向上运动，当回路CEFDC面积减少量达到最大值ΔS，用 时Δt，此过程激励出强电流，产生电磁推力加速火箭。在Δt时间内， 电阻R产生的焦耳热使燃料燃烧形成高温高压气体．当燃烧室下方的可 控喷气孔打开后。喷出燃气进一步加速火箭。 (1) 求回路在Δt时间内感应电动势的平均值及通过金属棒EF的电荷量， 并判断金属棒EF中的感应电流方向； (2) 经Δt时间火箭恰好脱离导轨．求火箭脱离时的速度v0； (不计空 气阻力) (3) 火箭脱离导轨时，喷气孔打开，在极短的时间内喷射出质量为m´的燃气，喷出的燃气相
（1） 带电粒子从 O 点飞出后，第一次回到 x 轴时的位置和时间；
（2） 根据题给条件画出粒子运动的轨迹；
（3） 带电粒子从 O 点飞出后到再次回到 O 点的时间。
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5、如图所示，光滑导轨固定在水平面上，间距 L，其左端接一电阻为 R、额定电压为 U 的 灯泡，其阻值可视作恒定。在虚线 MN 的右侧存在竖直向下的、大小为 B 的匀强磁场。现在 MN 左侧的适当位置垂直导轨放置一根电阻 r 的导体棒。棒在恒定的外力 F 的作用下，向 右做加速运动，在进入磁场时，恰使灯泡正常发光，随后灯泡逐渐变暗，最终稳定在 一个不到正常发光的亮度。则： （1） 导体棒进入磁场的速度多大？ （2） 灯泡亮度稳定时的导体棒速度是多少？
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4、如图所示，在 xOy 平面内存在 I、II、III、IV 四个场区，y 轴右侧存在匀强磁场 I，y
轴左侧与虚线 MN 之间存在方向相反的两个匀强电场，II 区电场方向竖直向下，III 区
电场方向竖直向上，P 点是 MN 与 x 轴的交点。有一质量为 m，带电荷量+q 的带电粒子
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1、如图为离子探测装置示意图。区域I、区域Ⅱ长均为L=0.10m，高均为H=0.06m。区域I 可加方向竖直向下、电场强度为E的匀强电场；区域Ⅱ可加方向垂直纸面向里、磁感应强度 为B的匀强磁场，区域Ⅱ的右端紧贴着可探测带电粒子位置的竖直屏。质子束沿两板正中间
q 以速度v=1.O×l05m/s水平射入，质子荷质比近似为m=1.O×l08C/kg。(忽略边界效应，不 计重力) (1) 当区域加Ⅱ电场、区域Ⅱ不加磁场时，求能在屏上探测到质子束的外加电场的最大值 Emax； (2) 当区域I不加电场、区域Ⅱ加磁场时，求能在屏上探测到质子束的外加磁场的最大值 Bmax； (3) 当区域I加电场E小于(1)中的Emax，质子束进入区域Ⅱ和离开区域Ⅱ的位置等高，求区域 Ⅱ中的磁场B与区域I中的电场E之间的关系式。
6、如图，空间存在竖直向上的匀强电场，在 O 点用长 L=5m 的轻质细线拴一质量 m1=0.04Kg 带电量 q=2×10—4C 的带正电的小球 A（可看做质点），在竖直的平面内以 v1=10m/s 的速度做顺时针的匀速圆周运动，小球在最低点时恰好和地面不接触。现有另 一质量 m2=0.02Kg 的不带电的小球 B，向右以 v2=5m/s 的速度做匀速直线运动，它们恰 好在最低点相碰，碰撞的一瞬间场强大小变成 6×103N/C，方向不变，A 球的电量不变， 并且碰撞以后 A、B 两球结合成一个整体。已知 g=10m/s2。求： （1） 原场强的大小。 （2） 碰撞后一瞬间，整体对绳子拉力多大。 （3） 整体到最高点时对绳子拉力的大小。
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对喷气前火箭的速度为u，求喷气后火箭增加的速度Δv。(提示：可选喷气前的火箭为参考 系)
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3、如图所示，两根足够长的光滑平行直导轨（不计阻值）构成的平面与水平面成 37°角， 导轨平面处在垂直平面向上的匀强磁场中，导轨间距为 L=1m，导轨上端接有如图电路， 已知 R1=4Ω、R2=10Ω。将一直导体棒垂直放置于导轨上，现将单刀双掷开关置于 a 处， 将导体棒由静止释放，导体棒达稳定状态时电流表读数为 I1=2.00A。将单刀双掷开关 置于 b 处，仍将导体棒由静止释放，当导体棒下滑 S=2.06m 时导体棒速度又一次达第一 次稳定时的速度，此时电流表读数为 I2=1.00A，此过程中电路产生热量为Q=4.36J（g 取 10m/s2）。 （1） 求导体棒达到第一次稳定速度时回路中感应电动势及导体棒接入导轨部分的电阻 大小； （2） 求将开关置于 a 处稳定时的速度大小。
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2、某同学设计了一个电磁推动加喷气推动的火箭发射装置，如图所示。竖直固定在绝 缘底座上的两根长直光滑导轨，间距为L。导轨间加有垂直导轨平面向单的匀强磁场B。绝 缘火箭支撑在导轨间，总质量为m，其中燃料质量为m´，燃料室中的金 属棒EF电阻为R，并通过电刷与电阻可忽略的导轨良好接触。