(完整版)高三物理高考第一轮专题复习——电磁场(含答案详解)[1],推荐文档

1. 例 高三物理第一轮专题复习——电磁场（高考题）在以坐标原点 O 为圆心、半径为 r 的圆形区域内，存在磁感应强度大小为 B 、方向垂直于纸面向里的匀强磁场，如图所示。

一个不计重力的带电粒子从磁场边界与 x 轴的交点 A 处以 速度 v 沿－x 方向射入磁场，恰好从磁场边界与 y 轴的交点 C 处沿＋y 方向飞出。

（1） 请判断该粒子带何种电荷，并求出其比荷 q/m ；（2） 若磁场的方向和所在空间范围不变，而磁感应强度的大小变为 B ’，该粒子仍从 A 处以相同的速度射入磁场，但飞出磁场时的速度方向相对于入射方向改变了 60°角，求磁感应强度 B’多大？此次粒子在磁场中运动所用时间 t 是多少？调研）电子自静止开始经 M 、N 板间（两板间的电压为 U ）的电场加速后从 A 点垂直于磁场边界射入宽度为 d 的匀强磁场中， 电子离开磁场时的位置 P 偏离入射方向的距离为 L ，如图所示．求匀强磁 场的磁感应强度．（已知电子的质量为 m ，电量为 e ）高考）如图所示，abcd 为一正方形区域，正离子束从 a 点沿 ad 方向以 av 00 =80m/s 的初速度射入，若在该区域中加上一个沿 ab 方向的匀强电场，电场E ，则离子束刚好从 c 点射出；若撒去电场，在该区域中加上一个垂直于 abcd 平 强磁砀，磁感应强度为 B ，则离子束刚好从 bc 的中点 e 射出，忽略离子束中离子 b·e互作用，不计离子的重力，试判断和计算：d强度为面的匀c间的相（1）所加磁场的方向如何？（2）E 与 B 的比值 E / B 为多少？北京市西城区）在高能物理研究中，粒子回旋加速器起着重要作用，如图甲为它的示意图。

它由两个铝制 D 型金属扁盒组成，两个 D 形盒正中间开有一条窄缝。

两个 D 型盒处在匀强磁场中并接有高频交变电压。

图乙为俯视图，在 D 型盒上半面中心 S 处有一正离子源，它发出的正离子，经狭缝电压加速后，进入 D 型盒中。

在磁场力的作用下运动半周，再经狭缝电压加速。

如此周而复始，最后到达 D 型盒的边缘，获得最大速度，由导出装置导出。

已 知正离子的电荷量为 q ，质量为 m ，加速时电极间电压大小为 U ，磁场的磁感应强度为 B ，D 型盒的半径为 R 。

每次加速的时间很短，可以忽略不计。

正离子从离子源出发时的初速度为零。

（1） 为了使正离子每经过窄缝都被加速，求交变电压的频率；3．例 （ 例 2． （ 例 4． （7． 例 （2） 求离子能获得的最大动能；（3） 求离子第 1 次与第 n 次在下半盒中运动的轨道半径之比。

高考题）如图甲所示，图的右侧 MN 为一竖直放置的荧光屏， O 为它的中点，OO ’与荧光屏垂直，且长度为 l 。

在 MN 的左侧空间M内存在着方向水平向里的匀强电场，场强大小为 E 。

乙图是从甲图的左 边去看荧光屏得到的平面图，在荧光屏上以 O 为原点建立如图的直角 坐标系。

一细束质量为 m 、电荷为 q 的带电粒子以相同的初速度 v 0 从O ′OO ’点沿O ’O 方向射入电场区域。

粒子的重力和粒子间的相互作用ElN都可忽略不计。

甲乙（1） 若再在 MN 左侧空间加一个匀强磁场，使得荧光屏上的亮点恰好位于原点 O 处，求这个磁场的磁感强度的大小和方向。

（2） 如果磁感强度的大小保持不变，但把方向变为与电场方向相同，则荧光屏上的亮点位于图中 A 点处，已知A 点的纵坐标 y3 l ，求它的横坐标的数值。

3如图所示，空间分布着有理想边界的匀强电场和匀强磁场。

左侧匀强场强大小为 E 、方向水平向右，电场宽度为 L ；中间区域匀强磁场的磁感应强 O为 B ，方向垂直纸面向里。

一个质量为 m 、电量为 q 、不计重力的带正电的电场的左边缘的 O 点由静止开始运动，穿过中间磁场区域进入右侧磁场区域 dB B电场的度大小粒子从后，又回到 O 点，然后重复上述运动过程。

求：（1） 中间磁场区域的宽度 d ；（2） 带电粒子从 O 点开始运动到第一次回到 O 点所用时间 t 。

（高考模拟）如下图所示，PR 是一块长为 L= 4m 的绝缘平板，固定在水平地面上，整个空间有一个平行于 PR 的匀强电场 E ，在板的右半部分有一个垂直于纸面向里的匀强磁场 B ，一个质量为 0.1Kg ，带电量为 0.5C 的物体， 从板的 P 端由静止开始在电场力和摩擦力的作用下向右作匀加速直线运动，进入磁场后恰能作匀速运动，当物体碰6． 例 LE y AxO例 5． （到板 R 端竖直绝缘挡板后被弹回，若在碰撞瞬间撤去电场，物体返回时在磁场中仍做匀速运动，离开磁场后做匀减L 2速运动停在 C 点，PC= 4，物体与平板间的动摩擦因数 μ=0.4，（g=10m/s ）求：（1） 判断物体带正电还是带负电以及电场强度 E 的方向（说明理由）； （2） 物体与挡板碰撞后的速度 V 2 和磁感应强度 B 的大小； （3） 物体与挡板碰撞前的速度 V 1 和电场强度 E 的大小。

L ，足够长，在其上放置两根长也为 L 且与导轨垂直的金属棒 ab 和 cd，它们的质量分别为 2m 、m ，电阻阻值均 为 R （金属导轨及导线的电阻均可忽略不计），整个装置 处在磁感应强度大小为 B 、方向竖直向下的匀 中。

甲强磁场乙（1） 现把金属棒 ab 锁定在导轨的左端，如图甲，对 cd 施加与导轨平行的水平向右的恒力 F ，使金属棒 cd 向右沿导轨运动，当金属棒 cd 的运动状态稳定时，金属棒 cd 的运动速度是多大？ 此时拉力 F 瞬时功率多大？（2） 若当金属棒 cd 的速度为最大速度的一半时，金属棒 cd 的加速度多大？（3） 若对金属棒 ab 解除锁定，如图乙，使金属棒 cd 获得瞬时水平向右的初速度 v 0，当它们的运动状态达到稳定的过程中，流过金属棒 ab 的电量 q 是多少？整个过程中 ab 和 cd 相对运动的位移 s 是多大？整个过程中回路中产生的焦耳热 Q 是多少？MN 、PQ 相距 l ，在 M 点和 P 点间接一个阻值为 R 的电阻，在两导轨间OO 1O 1′O ′矩形区域内有垂直导轨平面竖直向下、宽为 d 的匀强磁场，磁感强度为 B 。

一质量为 m ，电阻为 r 的导体棒 ab ，垂直搁在导轨上，与磁场左边界相距 d 0。

现用一大小为 F 、水平向右的恒力拉 ab 棒，使它由静止开始运动，棒 ab 在离开磁直线运动（棒 ab 与导轨始终保持良好的接触，导轨电阻不计）。

（1） 棒 ab 在离开磁场右边界时的速度；（2） 棒 ab 通过磁场区的过程中整个回路所消耗的电能； （3） 试分析讨论 ab 棒在磁场中可能的运动情况。

d 0d求 ：10．例 12． 例 （江苏高考）如图 12 所示，两互相平行的水平金属导轨 MN 、PQ 放在竖直平面内，相距为 L =0.4m ，左端接平行板电容器，板间距离为 d =0.2m ，右端接滑动变阻器 R (R 的最大 阻值为 2Ω)，整个空间有水平匀强磁场，磁感应强度为 B =10T ，方向垂直于导轨所在平面。

导体棒 CD 与导轨接触良好，棒的电阻为 r =1Ω，其它电阻及摩擦均不计，现用与导轨平行的大小为 F =2N 的恒力作用，使棒从静止开始运动，取g =10m/s 2。

求：(1) 导体棒处于稳定状态时，拉力的最大功率是多大?图 12(2) 导体棒处于稳定状态时，当滑动触头在滑动变阻器中点时，一带电小球从平行板电容器左侧沿两极板的正中间入射，在两极板间恰好做匀速直线运动；当滑动触头在滑动变阻器最下端时，该带电小球以同样的方式和速度入射， 在两极间恰好能做匀速圆周运动，求圆周的半径是多大?北京朝阳区）如图 1 所示，abcd 是位于竖直平面内的正方形闭合金属线框，金属线框的质量为 m ，电阻为R 。

在金属线框的下方有一匀强磁场区域， MN 和 M ′N ′是匀强磁场区域的水平边界，并与线框的 bc 边平行，磁场方向与线框平面垂直。

现金属线框由距 MN 的某一高度从静止开始下落，图 2 是金属线框由开始下落到完全穿过匀强磁场区域瞬间的速度－时间图象，图像中坐标轴上所标出的字母均为已知量。

求：（1）金属框的边长； （2）磁场的磁感应强度； （3）金属线框在整个下落过程中所产生的热量。

a dv如图所示，光滑平行的金属导轨 M b N 、P Q c 相距 l v v 与水平面成 θ 角，在 M 点和 P 点间接一个阻 值为 R 的电阻，在两导轨间 OO M O ′O N 宽为 d 的匀强磁应强度为 。

一质 1 1 ′矩形区域内有垂直导轨平面向下v、量为 m 、电阻为 r 的导体棒 ab ， 垂直搁置于导轨上，与磁场上M NP 0 R Ml ta tt B t边界相距 d 0，现使它由静止开始运动，在棒图a b1 离开磁场前已 经做匀速直线运动（棒 ab 与导轨始终保持良好的接触，导轨电阻不计）。

求：⑴棒 ab 在离开磁场下边界时的速度；⑵棒 ab 通过磁场区的过程中整个电路所消耗的电能。

b图 2 OdO O ′dO ′θNθQ例 13．如图 15 甲所示，空间存在着一个范围足够大的竖直向下的匀强磁场，磁场的磁感强度大小为 B 。

边长为 l 的，磁 t例 11． （00g ，用绝 ． 16例 h2 3 v 0 vd 4 v 0正方形金属框 abcd （下简称方框）放在光滑的水平地面上，其外侧套着一个与方框边长相同的 U 型金属框架MNPQ （下简称 U 型框），U 型框与方框架之间接触良好且无摩擦。

两个金属框每条边的质量均为 m ，每条边的电阻均为 r 。

（1） 将方框固定不动，用力拉动 U 型框使它以速度 v 0 垂直 NP 边向右匀速运动，当 U 型框的 MQ 端滑至方框的最右侧（如图所示）时，方框上的 bc 两端的电势差为多大？此时方框的热功率为多大？（2） 若方框不固定，给 U 型框垂直 NP 边向右的初速度 v 0，如果 U 型框恰好不能与方框分离，则在这一过程中两框架上产生的总热量为多少？（3） 若方框不固定，给 U 型框垂直 NP 边向右的初速度 v (v >v 0)，U 型框最终将与方框分离。

如果从 U 型框和方框不再接触开始，经过时间 t 方框最右侧和 U 型框最左侧距离为 s 。

求两金属框分离时的速度各为多大？如图所示，导体棒 ab 质量为 1 缘细线悬挂后，恰好与宽度为 50cm 的光滑水平导轨 MN 、PQ 良好接触，导轨上放有质量为 200g 的另一导棒 cd ，整个装置处于竖直向上的磁感强度 B = 0.2T 的匀强磁场中，现将ab 棒拉起 0.8m 高后无初速释放。