高考物理磁场精讲精练组合场复合场叠加场
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
4Baidu Nhomakorabea
A．该微粒一定带负电荷 B．微粒从 O 到 A 的运动可能是匀变速运动 C．该磁场的磁感应强度大小为 mg
qvcos θ D．该电场的场强为 Bvcos θ 解析：选 AC.若微粒带正电荷，它受竖直向下的重力 mg、 水平向左的电场力 qE和斜向右下方的洛伦兹力 qvB，知微粒 不能做直线运动，据此可知微粒应带负电荷，它受竖直向下 的重力 mg、水平向右的电场力 qE和斜向左上方的洛伦兹力 qvB，又知微粒恰好沿着直线运动到 A，可知微粒应该做匀速
顿第二定律和动能定理可得：Bqv＝mv2，Uq＝1mv2，联立两式
r
2
可得：小球做匀速圆周运动的半径 r＝1 2UE，由 T＝2πr可
Bg
v
以得出 T＝2πE，与电压 U 无关，所以 B、C 正确，D 错误． Bg
5．(多选)如图所示，在第二象限中有水平向右的匀强电
场，在第一象限内存在垂直纸面向外的匀强磁场．有一重力
5
直线运动，则选项 A 正确，B 错误；由平衡条件有：qvBcos θ＝mg，qvBsin θ＝qE，得磁场的磁感应强度 B＝
mg ，电场的场强 E＝Bvsin θ，故选项 C 正确，D 错 qvcos θ 误．
4．(多选)如图所示，已知一带电小球在光滑绝缘的水平 面上从静止开始经电压 U 加速后，水平进入互相垂直的匀强 电场 E 和匀强磁场 B 的复合场中(E和 B 已知)，小球在此空间 的竖直面内做匀速圆周运动，则(ꢀꢀ)
2v0
2
2v0
4 v0
t2＝2vd0 ，所以总时间为
t＝t1 ＋t2
＝(3π＋4)d，故选项 2v0
C
正
确．由 qvB＝mv2可知，磁感应强度 B＝
R
m×
2 2v0
＝m2vq0d，故选
q×2 d
项 D 错误．
11
6．在某空间存在着水平向右的匀强电场 E 和垂直于纸面 向里的匀强磁场 B，如图所示，一段光滑且绝缘的圆弧轨道 AC 固定在纸面内，其圆心为 O 点，半径 R＝1.8 m，OA连线在竖 直方向上，AC弧对应的圆心角 θ＝37°.今有一质量 m＝3.6 ×10－4 kg、带电荷量 q＝＋9.0×10－4 C 的带电小球(可视为质 点)，以 v0＝4.0 m/s的初速度沿水平方向从 A 点射入圆弧轨 道内，一段时间后从 C 点离开，小球离开 C 点后做匀速直线 运动．已知重力加速度g＝10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°
2qd C．带电粒子在电场和磁场中运动的总时间为(3π＋4)d
2v0
9
D．磁感应强度的大小为 2mv0 4qd
解析：选 BC. 粒子在电场中做类平抛运动，因为进入磁
场时速度方向与 y 轴正方向成 45°角，所以沿 x 轴正方向的
分速度
vx＝v0，在
x
轴正方向做匀加速运动，有
d＝0＋v0 2
t，
沿 y 轴正方向做匀速运动，有 s＝v0t＝2d，故选项 A 错误．沿
6
A．小球可能带正电 B．小球做匀速圆周运动的半径为 r＝1 2UE
Bg C．小球做匀速圆周运动的周期为 T＝2πE
Bg D．若电压 U 增大，则小球做匀速圆周运动的周期增加 解析：选 BC.小球在复合场中做匀速圆周运动，则小球受 到的电场力和重力满足 mg＝Eq，方向相反，则小球带负电，A
7
错误；因为小球做圆周运动的向心力由洛伦兹力提供，由牛
12
＝0.8，不计空气阻力，求：
(1)匀强电场的场强 E； (2)小球刚离开 C 点时的速度大小； (3)小球刚射入圆弧轨道时，轨道对小球的瞬间支持力． 解析：(1)当小球离开圆弧轨道后，对其受力分析如图甲 所示，由平衡条件得 F 电＝qE＝mgtan θ， 代入数据解得 E＝3 N/C.
13
(2)小球从进入圆弧轨道到离开圆弧轨道的过程中，由动
2
示，所受的重力和洛伦兹力的合力恰好与速度方向相反，不 计阻力，则在此后的一小段时间内，带电质点将(ꢀꢀ)
A．可能做直线运动 B．可能做匀减速运动 C．一定做曲线运动 D．可能做匀速圆周运动 解析：选 C.带电质点在运动过程中，重力做功，速度大 小和方向发生变化，洛伦兹力的大小和方向也随之发生变化，
x
轴正方向做匀加速运动，根据
vx
＝v0
＝Eq m
×2d v0
＝2Eqd mv0
，解得
E
＝mv20，故选项 B 正确．粒子进入磁场后做匀速圆周运动，轨 2qd
10
迹如图所示，由图可知粒子在磁场中运动的半径 R＝2 d，圆
2
心角 θ＝135°＝3π，所以在磁场中的运动时间为 t ＝
4
1
135
2πR × 360＝3π × 2 2d＝3πd；在电场中的运动时间为
不计的带电粒子(电荷量为 q，质量为 m)以垂直于 x 轴的速度 v0
8
从 x 轴上的 P 点进入匀强电场，恰好与 y 轴正方向成 45°角 射出电场，再经过一段时间又恰好垂直于 x 轴进入第四象 限．已知 OP之间的距离为 d，则(ꢀꢀ)
A．带电粒子通过 y 轴时的坐标为(0，d) B．电场强度的大小为 mv20
解析：选 C.重力和电场力是恒力，但洛伦兹力是变力， 因此合外力是变化的，由牛顿第二定律知其加速度也是变化 的，选项 A 错误；由动能定理和功能关系知，选项 B 错误， 选项 C 正确；磁感应强度减小时，小球落地时的水平位移会 发生变化，则电场力所做的功也会随之发生变化，选项 D 错 误．
2．带电质点在匀强磁场中运动，某时刻速度方向如图所
3
故带电质点不可能做直线运动，也不可能做匀减速运动和匀 速圆周运动，C 正确．
3．(多选)质量为 m、电荷量为 q 的微粒以速度 v 与水平 方向成 θ 角从 O 点进入方向如图所示的正交的匀强电场和匀 强磁场组成的混合场区，该微粒在电场力、洛伦兹力和重力 的共同作用下，恰好沿直线运动到 A，下列说法中正确的是 (ꢀꢀ)
组合场复合场叠加场典型习题
1．如图所示，匀强电场方向水平向右，匀强磁场方向垂 直纸面向里，将带正电的小球在场中静止释放，最后落到地 面上．关于该过程，下述说法正确的是(ꢀꢀ)
A．小球做匀变速曲线运动 B．小球减少的电势能等于增加的动能 C．电场力和重力做的功等于小球增加的动能
1
D．若保持其他条件不变，只减小磁感应强度，小球着地 时动能不变
A．该微粒一定带负电荷 B．微粒从 O 到 A 的运动可能是匀变速运动 C．该磁场的磁感应强度大小为 mg
qvcos θ D．该电场的场强为 Bvcos θ 解析：选 AC.若微粒带正电荷，它受竖直向下的重力 mg、 水平向左的电场力 qE和斜向右下方的洛伦兹力 qvB，知微粒 不能做直线运动，据此可知微粒应带负电荷，它受竖直向下 的重力 mg、水平向右的电场力 qE和斜向左上方的洛伦兹力 qvB，又知微粒恰好沿着直线运动到 A，可知微粒应该做匀速
顿第二定律和动能定理可得：Bqv＝mv2，Uq＝1mv2，联立两式
r
2
可得：小球做匀速圆周运动的半径 r＝1 2UE，由 T＝2πr可
Bg
v
以得出 T＝2πE，与电压 U 无关，所以 B、C 正确，D 错误． Bg
5．(多选)如图所示，在第二象限中有水平向右的匀强电
场，在第一象限内存在垂直纸面向外的匀强磁场．有一重力
5
直线运动，则选项 A 正确，B 错误；由平衡条件有：qvBcos θ＝mg，qvBsin θ＝qE，得磁场的磁感应强度 B＝
mg ，电场的场强 E＝Bvsin θ，故选项 C 正确，D 错 qvcos θ 误．
4．(多选)如图所示，已知一带电小球在光滑绝缘的水平 面上从静止开始经电压 U 加速后，水平进入互相垂直的匀强 电场 E 和匀强磁场 B 的复合场中(E和 B 已知)，小球在此空间 的竖直面内做匀速圆周运动，则(ꢀꢀ)
2v0
2
2v0
4 v0
t2＝2vd0 ，所以总时间为
t＝t1 ＋t2
＝(3π＋4)d，故选项 2v0
C
正
确．由 qvB＝mv2可知，磁感应强度 B＝
R
m×
2 2v0
＝m2vq0d，故选
q×2 d
项 D 错误．
11
6．在某空间存在着水平向右的匀强电场 E 和垂直于纸面 向里的匀强磁场 B，如图所示，一段光滑且绝缘的圆弧轨道 AC 固定在纸面内，其圆心为 O 点，半径 R＝1.8 m，OA连线在竖 直方向上，AC弧对应的圆心角 θ＝37°.今有一质量 m＝3.6 ×10－4 kg、带电荷量 q＝＋9.0×10－4 C 的带电小球(可视为质 点)，以 v0＝4.0 m/s的初速度沿水平方向从 A 点射入圆弧轨 道内，一段时间后从 C 点离开，小球离开 C 点后做匀速直线 运动．已知重力加速度g＝10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°
2qd C．带电粒子在电场和磁场中运动的总时间为(3π＋4)d
2v0
9
D．磁感应强度的大小为 2mv0 4qd
解析：选 BC. 粒子在电场中做类平抛运动，因为进入磁
场时速度方向与 y 轴正方向成 45°角，所以沿 x 轴正方向的
分速度
vx＝v0，在
x
轴正方向做匀加速运动，有
d＝0＋v0 2
t，
沿 y 轴正方向做匀速运动，有 s＝v0t＝2d，故选项 A 错误．沿
6
A．小球可能带正电 B．小球做匀速圆周运动的半径为 r＝1 2UE
Bg C．小球做匀速圆周运动的周期为 T＝2πE
Bg D．若电压 U 增大，则小球做匀速圆周运动的周期增加 解析：选 BC.小球在复合场中做匀速圆周运动，则小球受 到的电场力和重力满足 mg＝Eq，方向相反，则小球带负电，A
7
错误；因为小球做圆周运动的向心力由洛伦兹力提供，由牛
12
＝0.8，不计空气阻力，求：
(1)匀强电场的场强 E； (2)小球刚离开 C 点时的速度大小； (3)小球刚射入圆弧轨道时，轨道对小球的瞬间支持力． 解析：(1)当小球离开圆弧轨道后，对其受力分析如图甲 所示，由平衡条件得 F 电＝qE＝mgtan θ， 代入数据解得 E＝3 N/C.
13
(2)小球从进入圆弧轨道到离开圆弧轨道的过程中，由动
2
示，所受的重力和洛伦兹力的合力恰好与速度方向相反，不 计阻力，则在此后的一小段时间内，带电质点将(ꢀꢀ)
A．可能做直线运动 B．可能做匀减速运动 C．一定做曲线运动 D．可能做匀速圆周运动 解析：选 C.带电质点在运动过程中，重力做功，速度大 小和方向发生变化，洛伦兹力的大小和方向也随之发生变化，
x
轴正方向做匀加速运动，根据
vx
＝v0
＝Eq m
×2d v0
＝2Eqd mv0
，解得
E
＝mv20，故选项 B 正确．粒子进入磁场后做匀速圆周运动，轨 2qd
10
迹如图所示，由图可知粒子在磁场中运动的半径 R＝2 d，圆
2
心角 θ＝135°＝3π，所以在磁场中的运动时间为 t ＝
4
1
135
2πR × 360＝3π × 2 2d＝3πd；在电场中的运动时间为
不计的带电粒子(电荷量为 q，质量为 m)以垂直于 x 轴的速度 v0
8
从 x 轴上的 P 点进入匀强电场，恰好与 y 轴正方向成 45°角 射出电场，再经过一段时间又恰好垂直于 x 轴进入第四象 限．已知 OP之间的距离为 d，则(ꢀꢀ)
A．带电粒子通过 y 轴时的坐标为(0，d) B．电场强度的大小为 mv20
解析：选 C.重力和电场力是恒力，但洛伦兹力是变力， 因此合外力是变化的，由牛顿第二定律知其加速度也是变化 的，选项 A 错误；由动能定理和功能关系知，选项 B 错误， 选项 C 正确；磁感应强度减小时，小球落地时的水平位移会 发生变化，则电场力所做的功也会随之发生变化，选项 D 错 误．
2．带电质点在匀强磁场中运动，某时刻速度方向如图所
3
故带电质点不可能做直线运动，也不可能做匀减速运动和匀 速圆周运动，C 正确．
3．(多选)质量为 m、电荷量为 q 的微粒以速度 v 与水平 方向成 θ 角从 O 点进入方向如图所示的正交的匀强电场和匀 强磁场组成的混合场区，该微粒在电场力、洛伦兹力和重力 的共同作用下，恰好沿直线运动到 A，下列说法中正确的是 (ꢀꢀ)
组合场复合场叠加场典型习题
1．如图所示，匀强电场方向水平向右，匀强磁场方向垂 直纸面向里，将带正电的小球在场中静止释放，最后落到地 面上．关于该过程，下述说法正确的是(ꢀꢀ)
A．小球做匀变速曲线运动 B．小球减少的电势能等于增加的动能 C．电场力和重力做的功等于小球增加的动能
1
D．若保持其他条件不变，只减小磁感应强度，小球着地 时动能不变