高中物理专题：电场磁场与复合场
专题18 电场磁场和重力场复合场模型-2023年高考物理磁场常用模型精练(解析版)
2023年高考物理《磁场》常用模型最新模拟题精练专题18.电场磁场和重力场复合场模型1.（2022山东聊城重点高中质检）如图所示，空间存在水平向右的匀强电场和垂直于纸面向里的匀强磁场，一质量为m 、带电量大小为q 的小球，以初速度v 0沿与电场方向成45°夹角射入场区，能沿直线运动。
经过时间t ，小球到达C 点（图中没标出），电场方向突然变为竖直向上，电场强度大小不变。
已知重力加速度为g ，则（）A.小球一定带负电B.时间t 内小球做匀速直线运动C.匀强磁场的磁感应强度为2mgqv D.电场方向突然变为竖直向上，则小球做匀加速直线运动【参考答案】BC 【名师解析】假设小球做变速直线运动，小球所受重力与电场力不变，而洛伦兹力随速度的变化而变化，则小球将不可能沿直线运动，故假设不成立，所以小球一定受力平衡做匀速直线运动，故B 正确；小球做匀速直线运动，根据平衡条件可以判断，小球所受合力方向必然与速度方向在一条直线上，故电场力水平向右，洛伦兹力垂直直线斜向左上方，故小球一定带正电，故A 错误；根据平衡条件，得0cos 45mg qv B =︒解得02mgB qv =，故C 正确；根据平衡条件可知tan 45mg qE =︒电场方向突然变为竖直向上，则电场力竖直向上，与重力恰好平衡，洛伦兹力提供向心力，小球将做匀速圆周运动，故D 错误。
二、计算题1.（2022山东四县区质检）如图所示，在xOy 坐标系内，圆心角为120°内壁光滑、绝缘的圆管ab ，圆心位于原点O 处，Oa 连线与x 轴重合，bc 段为沿b 点切线延伸的直管，c 点恰在x 轴上。
坐标系内第三、四象限内有水平向左的匀强电场，场强为E 1（未知）；在第二象限内有竖直向上的匀强电场，场强为E 2（未知）。
在第二、三象限内有垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小均为B 。
现将一质量为m 、带电量为+q 的小球从圆管的a 端无初速度释放，小球到达圆管的b 端后沿直线运动到x 轴，在bc 段运动时与管壁恰无作用力，从圆管c 端飞出后在第二象限内恰好做匀速圆周运动。
高考专题磁场和复合场
高考专题：磁场和复合场【考纲要求】1.掌握直线电流、环形电流、通电螺线管、条形磁铁、蹄形磁铁等所产生的磁场分布情况，能灵活应用安培定则解答有关问题。
2.深刻理解磁感应强度、磁感线、磁通量的物理含义。
3.灵活应用左手定则和安培力计算公式定量解决有关磁场对电流作用力的问题（限B 和I平行和垂直两类）。
4.熟练掌握洛仑兹力及其变化规律，灵活解决各类带电粒子在磁场及其它复合场中的运动类问题（即与平行和垂直两类）。
【知识结构】【热点导析】1.磁场的主要内容磁场的主要内容可概括成一个工具（磁感线）、两个物理量（磁感强度和磁通量）、两个定则（安培定则和左手定则），两个力（安培力、洛仑兹力）。
其中带电粒子在有边界和无边界磁场区域中的运动及其规律、带电粒子在复合场中的运动及其规律是本单元内容的重点和难点。
2.磁场和电场都是客观存在的一种特殊物质，它们之间更多地存在着比较和区别磁场存在于运动电荷周围，电场存在于电荷周围；磁场只对运动电荷（含电流和磁铁）有作用，电场对电荷有作用；用磁极受力定义方向、电流无受力定义大小，用检验电荷+q受力来定义大小和方向；磁感线闭合，电场线不闭合。
电磁场可共存于同一空间。
3.有关方向定则通电直导线、圆形电流和螺线管用周围磁场分布情况均用安培定则来判定，通电直导线、圆形电流和螺线管等受力方向用左手定则来判定。
不能简单理解为B和安培定则，求力用F、V各量间因果关系辩清晰，I为原因，为产生的结果的左手定则，而应把、、B用安培定则；、为原因，F B（或受力后运动）为结果的，用左手定则，运动为原因、感应电流为结果的用右手定则。
判定由和I（或运动电荷）而导致的F B（f B）方向时，可用左手定则，且B（f B）的方向在空间立体上一定垂直和I两线（与两线）决定的平面，在此基础上再用左手定则判定确切方向更易正确解答。
4.磁通量和磁力矩单匝线圈和n匝线圈放在垂直线圈平面的匀强磁场中，磁通量场为B·S（B为磁感强度、S为线圈所围面积）。
电场磁场复合场ppt课件
vt vx 2gl
qE
E
P1
O
P2
mg
F合
例7、一平行板电容器的电容为C，两板间的距离为 d，上板带正电，电量为Q，下板带负电，电量也为 Q，它们产生的电场在很远处的电势为零。两个带 异号电荷的小球用一绝缘刚性杆相连，小球的电量 都为q，杆长为l，且l<d。现将它们从很远处移到电 容器内两板之间，处于图示的静止状态（杆与板面 垂直），在此过程中电场力对两个小球所做总功的 大小等于多少？（设两球移动过程中极板上电荷分
（不计重力），从y轴上的P点以初速度v0垂直 于电场方向进入电场。经电场偏转后，沿着
与x轴正方向成45°角方向进入磁场，并能返
回到原出发点P.
3)电子从P点出发经多长时间第一次返回P点。
电场磁场复合场
5
y
v0
O qE
x
qBv
v
解题感悟：当带电粒子在电磁场中作多
过程运动时,关键是掌握基本运动的特
点和寻找过程间的电场边磁场复界合场关联关系.
实际应用 • 示波器 • 回旋加速器 • 质谱仪 • 显像管
1
带电 粒子 在电 磁场 中的 运动
在电 场中 的运 动
在磁 场中 的运 动
在复 合场 中的 运动
直线运动： 如用电场加速或减速粒子
偏转：类平抛运动，一般分解成两个分运动
匀速圆 以点电荷为圆心运动或受装置约束
周运动：
k Qq R mv 2
解：（1）由 qvB=mv2 /R E=1/2×mv2
高中物理专题：电场磁场与复合场
电场、磁场及复合场【典型例题】1．空间存在相互垂直的匀强电场E 和匀强磁场B ，其方向如图所示．一带电粒子+q 以初速度v 0垂直于电场和磁场射入，则粒子在场中的运动情况可能是 （ ） A ．沿初速度方向做匀速运动B ．在纸平面内沿逆时针方向做匀速圆周运动C ．在纸平面内做轨迹向下弯曲的匀变速曲线运动D ．初始一段在纸平面内做轨迹向下（向上）弯曲的非匀变速曲线运动2．如图所示空间存在着竖直向上的匀强电场和垂直纸面向外的匀强磁场，一带电液滴从静止开始自A 沿曲线ACB 运动到B 点时，速度为零，C 是轨迹的最低点，以下说法中正确的是 （ ） A ．液滴带负电 B ．滴在C 点动能最大 C ．若液滴所受空气阻力不计,则机械能守恒 D ．液滴在C 点机械能最大 3．如图所示，一个带正电的滑环套在水平且足够长的粗糙绝缘杆上，整个装置处在与杆垂直的水平方向的匀强磁场中，现给滑环以水平向右的瞬时冲量，使滑环获得向右的初速,滑环在杆上的运动情况可能是 （ ) A ．始终作匀速运动 B ．先作加速运动，后作匀速运动 C ．先作减速运动，后作匀速运动 D ．先作减速运动，最后静止在杆上4．如图所示，质量为m 、带电量为+q 的带电粒子，以初速度v 0垂直进入相互正交的匀强电场E 和匀强磁场B 中，从P 点离开该区域,此时侧向位移为s （重力不计），则 ( ） A ．粒子在P 点所受的磁场力可能比电场力大 B ．粒子的加速度为（qE – q v 0B )/mC ．粒子在P 点的速率为mqsE v 220D ．粒子在P 点的动能为m v 02/2 – qsE5．如图所示,质量为m ，电量为q 的正电物体,在磁感强度为B 、方向垂直纸面向里的匀强磁场中，沿动摩擦因数为μ的水平面向左运动，物体运动初速度为v ，则 （ ）A ．物体的运动由v 减小到零所用的时间等于m v /μ(mg+qvB ） B ．物体的运动由v 减小到零所用的时间小于m v /μ（mg+qvB )C ．若另加一个电场强度为μ(mg+q v B ）/q 、方向水平向左的匀强电场，物体做匀速运动D ．若另加一个电场强度为(mg+q v B ）/q 、方向竖直向上的匀强电场,物体做匀速运动 6．如图所示,磁感强度为B 的匀强磁场，在竖直平面内匀速平移时，质量为m ，带电– q 的小球，用线悬挂着,静止在悬线与竖直方向成30°角的位置，则磁场的最小移动速度为 ．7．如图所示，质量为1g 的小环带4×10—4C 正电，套在长直的绝缘杆上,两者间的动摩擦因数μ = 0.2,将杆放入都是水平的互相垂直的匀强电场和匀强磁场中，杆所在的竖直平面与磁场垂直，杆与电场夹角为37°,若E = 10N/C,B = 0。
【精品】电场磁场复合场28页PPT
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30、意志是一个强壮的盲人，倚靠在明眼的跛子肩上。——叔本华
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28
【精品】电场磁场复合场
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6、黄金时代是在我们的前面，而不在 我们的 后面。
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电场、磁场及复合场大题 高考复习
专题五 电场、磁场及复合场1．如图所示，空间分布着方向平行于纸面且与场区边界垂直的有界匀强电场，电场强度为E ，场区宽度为L ，在紧靠电场右侧的圆形区域内，分布着垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度B 未知，圆形磁场区域半径为r 。
一质量为m ，电荷量为q 的带正电的粒子从A 点由静止释放后，在M 点离开电场，并沿半径方向射入磁场区域，然后从N 点射出，O 为圆心，120MON ∠=，粒子重力可忽略不计。
求：（1）粒子在电场中加速的时间；（2）匀强磁场的磁感应强度B 的大小。
2．如图甲，在圆柱形区域内存在一方向竖直向下、磁感应强度大小为B 的匀强磁场，在此区域内，沿水平面固定一半径为r 的圆环形光滑细玻璃管，环心O 在区域中心．一质量为m 、带电荷量为q (q ＞0)的小球，在管内沿逆时针方向(从上向下看)做圆周运动．已知磁感应强度大小B 随时间t 的变化关系如图乙所示，其中002T =.m qB π设小球在运动过程中电荷量保持不变，对原磁场的影响可忽略。
(1)在t ＝0到t ＝T 0这段时间内，小球不受细管侧壁的作用力，求小球的速度大小v 0；(2)在竖直向下的磁感应强度增大过程中，将产生涡旋电场，其电场线是在水平面内一系列沿逆时针方向的同心圆，同一条电场线上各点的场强大小相等．试求t ＝T 0到t ＝1.5T 0这段时间内：①细管内涡旋电场的场强大小E ；②电场力对小球做的功W 。
3．如图，直线MN 上方有平行于纸面且与MN 成45°的有界匀强电场，电场强度大小未知；MN 下方为方向垂直于纸面向里的有界匀强磁场，磁感应强度大小为B 。
今从MN 上的O 点向磁场中射入一个速度大小为v 、方向与MN 成45°角的带正电粒子，该粒子在磁场中运动时的轨道半径为R 。
若该粒子从O 点出发记为第一次经过直线MN ，而第五次经过直线MN 时恰好又通过O 点。
不计粒子的重力。
求：（1）电场强度的大小；（2）该粒子再次从O 点进入磁场后，运动轨道的半径；（3）该粒子从O 点出发到再次回到O 点所需的时间。
高三物理专题(六)电场与磁场、复合场.doc
专题六《电场、磁场和复合场》一、大纲解读电场和磁场共22个考点，其中，I级考点有15个，II级考点有7个。
对I级考点，要知道其内容及含义，并能在有关问题中识别和直接使用；对II级考点，要理解其确切含义及与其他知识的联系，能够进行叙述和解释，并能在实际问题的分析、综合、推理和判断等过程中运用。
高考主要针对II级考点命题。
对库仑定律，要掌握其内容、适用条件、表达式及其应用，能用之处理平衡、非平衡等问题；对电场强度、点电荷的场强，要掌握定义、公式、适用条件，并用之处理叠加、对称、平衡、非平衡等问题；对电势差，要掌握定义式，能用之计算电势差及做功问题；对带电粒子在匀强电场中的运动，要能用牛顿定律、功能关系、运动合成与分解知识处理电荷平行进入或垂直进入电场的相关问题；对匀强磁场中的安培力、洛伦兹力，要能用左手定则判断方向，能在立体图转化成的平面图上正确标出方向，对电流与磁场垂直、带电粒子速度与磁场垂直情况定量计算，能用安培力做功、洛伦兹力不做功分析计算相关问题；对带电粒子在匀强磁场中的运动，不仅要会分析计算仅有磁场的圆周问题，对复合场问题也要能够处理，对磁场中的直线运动，平衡问题同样要求掌握。
二、高考预测电场和磁场是电学的基础知识，是历年考查的重点和热点。
对电场，高考命题主要集中在三个方面：其一是电场的描述，涉及电场强度、库仑力、带电粒子的平衡、点电荷周围的电场等（如08上海第14题、08山东理综第21题）；其二是电场线、静电平衡、电势差、电势、等势面电场力、电场力做功、电势能的变化（08海南物理第4、5题、08海南物理第6题、08江苏理综第6题、08上海第2题、08广东卷第8题），其三是平行板电容器及平行板电容器所形成的匀强电场、还有带电粒子在电场中的加速和偏转（如08宁夏理综第21题、08重庆理综第21题、08全国理综Ⅱ第19题）．对磁场，高考考查的知识点主要有磁场的叠加、安培定则和左手定则（如08宁夏理综第14题）、带电粒子在匀强磁场中的圆周运动（如08广东卷第9题08重庆理综第25题）。
物理专题三带电粒子在复合场(电场磁场)中的运动解读
物理专题三 带电粒子在复合场(电场磁场)中的运动解决这类问题时一定要重视画示意图的重要作用。
⑴带电粒子在匀强电场中做类平抛运动。
这类题的解题关键是画出示意图，要点是末速度的反向延长线跟初速度延长线的交点在水平位移的中点。
⑵带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动。
这类题的解题关键是画好示意图，画示意图的要点是找圆心、找半径和用对称。
例1 右图是示波管内部构造示意图。
竖直偏转电极的板长为l =4cm ，板间距离为d =1cm ，板右端到荧光屏L =18cm ，（本题不研究水平偏转）。
电子沿中心轴线进入偏转电极时的速度为v 0=1.6×107m/s ，电子电荷e =1.6×10-19C ，质量为0.91×10-30kg 。
为了使电子束不会打在偏转电极的极板上，加在偏转电极上的电压不能超过多少？电子打在荧光屏上的点偏离中心点O 的最大距离是多少？[解：设电子刚好打在偏转极板右端时对应的电压为U ，根据侧移公式不难求出U (当时对应的侧移恰好为d /2)：2212⎪⎭⎫ ⎝⎛⋅=v l dm Ue d ，得U =91V ；然后由图中相似形对应边成比例可以求得最大偏离量h =5cm 。
]例2 如图甲所示，在真空中，足够大的平行金属板M 、N 相距为d ，水平放置。
它们的中心有小孔A 、B ，A 、B 及O 在同一条竖直线上，两板的左端连有如图所示的电路，交流电源的内阻忽略不计，电动势为U ，U 的方向如图甲所示，U 随时间变化如图乙所示，它的峰值为ε。
今将S 接b 一段足够长时间后又断开，并在A 孔正上方距A 为h （已知d h <）的O 点释放一个带电微粒P ，P 在AB 之间刚好做匀速运动，再将S 接到a 后让P 从O 点自由下落，在t=0时刻刚好进入A 孔，为了使P 一直向下运动，求h 与T 的关系式？[解析：当S 接b 一段足够长的时间后又断开，而带电微粒进入A 孔后刚好做匀速运动，说明它受到的重力与电场力相等，有d q mg ε= 若将S 接a 后，刚从t=0开始，M 、N 两板间的电压为，2ε，故带电粒子进入电场后，所受到的电场力为mg d q F 22==ε，也就是以大小为g 、方向向上的加速度作减速运动。
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电场、磁场及复合场【典型例题】
1 .空间存在相互垂直的匀强电场E和匀强磁场B,其方向如图所示.一带电粒子+q以初速度v o垂直于电场和磁场射入，则粒子在场中的运动情况可能是
A. 沿初速度方向做匀速运动
t
B. 在纸平面内沿逆时针方向做匀速圆周运动
C. 在纸平面内做轨迹向下弯曲的匀变速曲线运动
D. 初始一段在纸平面内做轨迹向下(向上)弯曲的非匀变速曲线运动
体运动初速度为v,则( )
A. 物体的运动由v减小到零所用的时间等于mv 口(mg+qvB
B. 物体的运动由v减小到零所用的时间小于mv 口(mg+qvB
C.若另加一个电场强度为口(mg+qvB /q、方向水平向左的匀强电场，物体做匀速运动
D.若另加一个电场强度为( mg+qvB /q、方向竖直向上的匀强电场，物体做匀速运动
6. 如图所示，磁感强度为B的匀强磁场，在竖直平面内匀速平移时，质量为m带电-
的小球，用线悬挂着，静止在悬线与竖直方向成30°角的位置，则磁场的最小移动速
度
为
3.如图所示，一个带正电的滑环套在水平且足够长的粗糙绝缘杆上，整个装置处
在与杆垂直的水平方向的匀强磁场中，现给滑环以水平向右的瞬时冲量，使滑7. 如图所示，质量为1g的小环带4X 10-4C正电，套在长直的绝缘杆上，两者间的动摩擦因数
将杆放入都是水平的互相垂直的匀强电场和匀强磁场中，杆所在的竖直平面与磁场垂直，杆与电
场夹角为37°,若E = 10N/C , B =，小环从静止释放，求:
⑴当小环加速度最大时，环的速度和加速度；
⑵ 当小环速度最大时，环的速度和加速度.
强磁场B中，从P点离开该区域，此时侧向位移为s (重力不计)，贝U (
)
A.粒子在P点所受的磁场力可能比电场力大
B. 粒子的加速度为(qE - qv o B)/ m
C. 粒子在P点的速率为v2 2qsE
八m
D. 粒子在P点的动能为mv2/2 - qsE
5. 如图所示，质量为m电量为q的正电物体，在磁感强度为B方向垂
直纸面向里的匀强磁场中，沿动摩擦因数为口的水平面向左运动，物
9 .如图所示，匀强磁场沿水平方向，垂直纸面向里，磁感强度B=1T，匀强电场方向水平向右，场强
环获得向右的初速，滑环在杆上的运动情况可能是
A.始终作匀速运动 B •先作加速运动，后作匀速运动
C.先作减速运动，后作匀速运动 D .先作减速运动，最后静止在杆上
4.如图所示，质量为m带电量为+q的带电粒子，以初速度V o垂直进入相互正交的匀强电场E和匀&如图所示，半径为R的光滑绝缘竖直环上，套有一电量为q的带正电的小球，在水平正交的匀强电场和匀强磁场中，已知小球所受的电场力与重力的大小相等.磁场的磁感强度为B,求：
⑴ 在环顶端处无初速释放小球，小球运动过程中所受的最大磁场力；
⑵若要小球能在竖直圆环上做完整的圆周运动，在顶端释放时初速必须满足什么条件
£h K
x 'x.
X X
-■问:
C.若液滴所受空气阻力不计，则机械能守恒 D .液滴在C点机械能最大
E=10 3N/C. 一带正电的微粒质量m= 2X 10-6kg，电量q = 2X 10-6C,在此空间恰好作直线运动，
⑴ 带电微粒运动速度的大小和方向怎样
⑵若微粒运动到P点的时刻，突然将磁场撤去，那么经多少时间微粒到达
Q点（设PQ连线与电场方向平行）
7 .⑴ 52m/s 2.8m/s ⑵ 122m/s 0
8•⑴ Bq 2gR G 2 1)⑵ v o 2gR 厂2_1)
9，⑴20m/s 方向与水平方向成60°角斜向右上方⑵2 ,3s
10. v o/2
2
11 .⑴ mg E ⑵ WEg ⑶ ml w /4 10•如图所示，两块平行放置的金属板，上板带正电，下板带等量负电•在两板间有一垂直纸面向里
11.如图所示，在一个同时存在匀强磁场和匀强电场的空间，有一个质量为
l的细丝线的一端，细丝线另一端固定于O点•带电微粒以角速度
此时细线与竖直方向成30°角，且细线中张力为零，电场强度为
⑴ 求微粒所带电荷的种类和电量；
⑵ 问空间的磁场方向和磁感强度B的大小多大
⑶ 如突然撤去磁场，则带电粒子将作怎样的运动线中的张力是多大
答案:
1 . AD
2 . ABD
3 . ACD
4 . AC
5 . CD 6. mg2 qB
的匀强磁场•一电子从两板左侧以速度V0沿金属板方向射入，当两板间磁场的磁感强度为B时, 电子从a点射出两板，射出时的速度为2V0.当两板间磁场的磁感强度为B时，电子从b点射出
时的侧移量仅为从a点射出时侧移量的1/4 ,求电子从b点射出的速率.
I.
m的带电微粒，系于长为
w在水平面内作匀速圆周运动,
E,方向竖直向上.
X x x X。