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河北2013年高考二轮复习高效专题冲刺训练七 磁 场1磁场中某区域的磁感线,如图所示,则( )aa、b两处的磁感应强度的大小不等,babbba、b两处的磁感应强度的大小不等,ba0,b0).若撤去磁场则小球落在xoz平面的p(l、0、0)点已知重力加速度为g (1)已知磁场方向与某个坐标轴平行,请确定其可能的具体方向 (2)求出电场强度的大小 (3)求出小球落至n点时的速率 18一对平行金属板水平放置,板间距离为d,板间有磁感应强度为b的水平向里的匀强磁场,将金属板连入如图所示的电路,已知电源内阻为r,滑动变阻器的总电阻为r,现将开关s闭合,并调节滑动触头p至右端长度为总长度的处,一质量为m、电荷量为q的带电质点从两板正中央左端以某一初速度水平飞入场区,恰好做匀速圆周运动. (1)求电源的电动势; (2)若将滑动变阻器的滑动触头p调到r的正中央位置,可以使原带电质点以水平直线从两板间穿过,求该质点进入磁场的初速度v0; (3)若将滑动变阻器的滑动触头p移到r的最左端,原带电质点恰好能从金属板缘飞出,求质点飞出时的动能参考答案1 b 根据磁感线的疏密程度可以判断出a、b两处的磁感应强度的大小不等,ba(2分)因此要使粒子在磁场中运动的时间最长,则粒子在磁场中运动的圆弧所对应的弦长最长,从右图中可以看出,以直径ab为弦、r为半径所作的圆,粒子运动的时间最长 (2分)设该弦对应的圆心角为,而(1分)运动时间(2分)又,故s(2分)(2)(2分)粒子在磁场中可能出现的区域:如图中以oa为直径的半圆及以a为圆心oa为半径的圆与磁场相交的部分绘图如图 (2分)15解析:如图所示,带电小球在做圆周运动的过程中受到电场力fe、洛伦兹力fb和弹力fn的作用,其合力即为小球做圆周运动的向心力,由图可知:(3分)(2分)其中fb=qvb,fe=kqq/r2,代入上式可得,(2分)上式中m、r、b、q、k、q均为常数,所以fn为v的二次函数对照y=ax2+bx+c,有a=m/r,b=bq,c=kqq/r2 (2分)因a0,故fn有最小值,且当时,fn最小(临界条件),最小值为(2分)可见,随着小球运动速度的增大,圆环对小球的弹力fn先减小、后增大,且临界状态(最小值)出现在v=bqr/2m时 (3分)16解析:(1)要求光斑的长度,只要找到两个边界点即可初速度沿x轴正方向的电子,沿弧ob运动到p;初速度沿y轴正方向的电子,沿弧oc运动到q设粒子在磁场中运动的半径为r,由牛顿第二定律得, (4分)即,从图中可以看出(4分)(2)沿任一方向射入第一象限的电子经磁场偏转后都能垂直打到荧光屏mn上,需加最小面积的磁场的边界是以(0,r)为圆心,半径为r的圆的一部分,如图中实线所示 (4分)所以磁场范围的最小面积(4分)17解析:(1)用左手定则判断出:磁场方向为x方向或y方向 (4分)(2)在未加匀强磁场时,带电小球在电场力和重力作用下落到p点,设运动时间为t,小球自由下落,有h=gt2/2(1分)小球沿x轴方向只受电场力作用,fe=qe(1分)小球沿x轴的位移为l=at2/2(1分)小球沿x轴方向的加速度为a=fe/m(1分)联立求解,得e=mgl/qh (2分)(3)带电小球在匀强磁场和匀强电场共存的区域运动时,洛伦兹力不做功电场力做功为:we=qel,(1分)重力做功为wg=mgh(1分)设落到n点时速度大小为v,根据动能定理得,(2分)解得,(2分)18解析:(1)因带电质点做匀速圆周运动,故电场力与重力平衡,(1分)又两板间电场强度(1分)两板间电压(1分)由闭合电路欧姆定律得,(1分)由得,(2分) (2)由题意知,电场力竖直向上,故质点带负电,由左手定则得洛伦兹力
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