电磁学高考模拟试题汇编(2013广东各地).doc

2013电磁学压轴题汇编(广东省)36（2013揭阳一模）（18分）如图所示，在xOy平面内y0的区域存在电场与磁场，ON为电场与磁场的分界线，ON与y轴的夹角为45，电场强度大小为32N/C，磁感应强度为0.1T，一质量为，带电荷量为的正粒子从O点沿x轴负方向以速度射入磁场，不计粒子重力，求：（1）粒子在磁场中做圆周运动的轨道半径；（2）粒子在磁场中运动的时间；（3）粒子最终穿过x轴时离O点的距离。12.（共18分）（梅州1模2013）如图所示，质量为m=0.1kg、电阻r=0.1的导体棒MN，垂直放在相距为L=0.5m的平行光滑金属导轨上。导轨平面与水平面的夹角为，并处于磁感应强度大小为B=0.4T、方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，导轨下端接有阻值R=0.3的电阻，棒在外力F作用下，以的速度沿导轨向上做匀速运动，经过一定时间后撤去外力，棒继续运动一段距离后到达最高位置，导轨足够长且电阻不计，棒在运动过程中始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触，重力加速度g取，求（1）棒MN向上匀速运动过程，回路中的电流；（2）从撤去外力至棒MN到达最高位置的过程，通过电阻R的电荷量q；（3）从撤去外力至棒MN到达最高位置的过程，整个回路产生的焦耳热。36（18分）（深圳一模2013）如图，水平地面上方有一底部带有小孔的绝缘弹性竖直档板，板高h=9m，与板等高处有一水平放置的篮筐，筐口的中心离挡板s=3m板的左侧以及板上端与筐口的连线上方存在匀强磁场和匀强电场，磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度B=1T；质量、电量、直径略小于小孔宽度的带电小球（视为质点），以某一速度水平射入场中做匀速圆周运动，若与档板相碰就以原速率弹回，且碰撞时间不计，碰撞时电量不变，小球最后都能从筐口的中心处落入筐中，求：（1）电场强度的大小与方向； （2）小球运动的周期及最大半径； （3）小球运动的最小速率。35（揭阳期末考试）（18分）如图所示，在平面直角坐标系xoy内，第I象限存在沿y轴正方向的匀强电场，第IV象限内存在垂直于坐标平面的匀强磁场。一质量为m的电子（电量为e，不计重力），从y轴正半轴上y=h处的M点，以速度v0垂直于y轴射入电场，经x轴上x=处的P点进入第IV象限的磁场后经过y轴的Q点，已知 OQOP。（1）求匀强电场的场强大小E；（2）求粒子经过Q点时速度大小和方向；（3）求B的大小和方向。34（珠海期末）（18分）如图所示，在平面直角坐标系xoy的第四象限有垂直纸面向里的匀强磁场，一质量为m=5010-8kg、电量为q=10l0-6 C的带电粒子从静止开始经U0=10V的电压加速后，从P点沿图示方向进入磁场，已知OP=30cm，（粒子重力不计，sin 37= 06，cos37= 08），求： （1）带电粒子到达P点时速度v的大小 （2）若磁感应强度B=2.0T，粒子从x轴上的Q点离开磁场，求QO的距离 （3）若粒子不能进入x轴上方，求磁感应强度B满足的条件。35(18分) 如图，左边矩形区域内，有场强为E0的竖直向下的匀强电场和磁感应强度为B0的垂直纸面向里的匀强磁场，电荷量为q、质量不同的带正电的粒子(不计重力)，沿图中左侧的水平中线射入，并水平穿过该区域，再垂直射入右边磁感应强度为B的匀强磁场区域，该区域磁场边界为AA/、BB/,方向垂直纸面向外，左右宽为a，上下足够长。(1)求带电粒子速度的大小v；(2)如果带电粒子都能从AA/边界垂直进入后又返回到AA/边界，则带电粒子的质量在什么范围？(3)如果带电粒子能与BB/边界成600角射出磁场区域，则该带点粒子的质量是多少？35.（18分）（茂名一模2013）如图所示装置中，区域I和中分别有竖直向上和水平向右的匀强电场，电场强度分别为E和；区域内有垂直纸面向外的水平匀强磁场，磁感应强度为B。一质量为m、带电量为q的带负电粒子（不计重力）从左边界O点正上方的M点以速度V0水平射人电场，经水平分界线OP上的A点与OP成600角射入区域的磁场，并垂直竖直边界CD进入区域的匀强电场中。求：(1)粒子在区域匀强磁场中运动的轨道半径(2)O、M间的距离(3)粒子从M点出发到第二次通过CD边界所经历的时间35东莞市2013届（18分）如图所示，在真空中，半径为d的虚线所围的圆形区域内只存在垂直纸面向外的匀强磁场，在磁场右侧有一对平行金属板M和N，两板间距离也为d，板长为l板 间存在匀强电场，两板间的电压为U0。两板的中心线O1O2,与磁场区域的圆心O在同一直线上。有一电荷量为q、质量为m的带正电粒子，以速率v0从圆周上的P点沿垂 直于半径OOl并指向圆心O的方向进入磁场，从圆周上的O1点飞出磁场后沿两板的中心线O1O2射入匀强电场，从两板右端某处飞出。不计粒子所受重力。求 (1)磁场的磁感应强度B的大小(2)粒子在磁场和电场中运动的总时间(3)当粒子在电场中经过时间时，突然改变两金属板带电性质，使电场反向，且两板间电压变为U1，则粒子恰好能从O2点飞出电场，求电压U1和U0的比值36解：（1）带电粒子从O点射入磁场，做匀速圆周运动，经1/4圆周后，第一次经过磁场边界进入电场，运动轨迹如图（2分）由（2分）得（1分）（2）粒子第一次进入电场后做减速运动，速度减为0后反向做加速运动，此后又以大小为的速度进入磁场，运动3/4圆周后第二次进入电场，由（2分）解得粒子在磁场中运动的时间（2分）（3）粒子第二次进入电场后，速度方向垂直电场方向，粒子做类平抛运动（2分） （2分） （2分）解得（1分）粒子最终穿过x轴时离O点的距离（2分）12.（共18分）解：（1）棒MN向上匀速运动过程，切割磁感线产生的感应电动势为 （2分） 解得：V (1分) 感应电流为(2分）解得：A(1分）（2）根据法拉第电磁感应定律可知,电路中产生的平均电动势（2分）电路中产生的平均电流 根据电流定义式有 （3）从撤去外力至棒MN到达最高点的过程，设回路中产生的焦耳热为，根据能量守恒有： 解得：36（深圳一模）解：（1）因小球能做匀速圆周运动，所以有： 方向竖直向下（2）洛仑兹力提供向心力有： 且 2分 得： 1分小球不与挡板相碰直接飞入框中，其运动半径最大，如图1所示，由几何知识可得： 2分 求得：1分5m/s1分（3）因为速度方向与半径方向垂直，圆心必在档板的竖直线上 设小球与档板碰撞n次，其最大半径为 要击中目标必有： n只能取0 , 1 2分 当n=0，即为（2）问中的解 当n=1，时可得： 2分解得：R1=3m， R2=3.75m 2分R1=3m时半径最小，其运动轨迹如图2中的轨迹所示，其速度为：，3m/s 1分 即为所求的最小速度。（3）因为速度方向与半径方向垂直，圆心必在档板的竖直线上 设小球与档板碰撞n次 代入得 使R有解必须有 代入得 可得 n只能取0，1 （以下同上）（3）要求最小速度，需求最小半径，由几何关系得： 或 3分整理得：此方程R有解，则有：得 所以： 或（n为奇数）（以下同上）35解：（1）电子在电场中做类平抛运动hsv0B 解得：； （2）画出电子在磁场中运动的轨迹图， （1分） （1分） （1分）得：=60 OPO130 又 OQOP 由几何关系得OQO1OPO130粒子到达Q点时速度方向与y轴正方向成60 （2分）（3）由几何关系得： 由牛顿第二定律得： 解得： 35（18分）解：（1）对带电粒子的加速过程，由 动能定理 （4分）代入数据得： （2分）（2）带电粒子仅在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，有： 得 （3分） 代入数据得： （1分）而m （1分）故圆心一定在x轴上，轨迹如图所示。由几何关系可知：0 故OQ=0.90m (3)带电粒子不从x轴射出（如图），由几何关系得： 由并代入数据得： =5.33T （1分）（取“”照样给分）35解：(1)矩形区域是速度选择器，由力的平衡条件，得 得： (2)如果带电粒子都能AA/的边界出来，则带电粒子在磁场区域中做匀速圆周运动最大的轨迹如图中所示。由几何关系，有：得： （分）带电粒子在磁场中运动时，根据牛顿第二定律，有： （2分）联立得：（1分）即带电粒子都能从三角形的竖直线上向左射出，则带电粒子的质量 （1分）(3)如果带电粒子都能与BB/成60射出，如图，根据几何关系，则带电粒子在三角形区域中做匀速圆周运动最大的轨迹如图中所示（Q点与右上边相切）。由几何关系，有： （分）带电粒子在磁场中运动时，根据牛顿第二定律，有： （2分）联立得：（2分）35(1) 粒子在磁场中做匀速圆周运动，设圆周运动的半径为r，由牛顿第二定律