高中物理电磁学精品试题.docx

一.带电物体在重力场与电场的复合场中的运动一块矩形绝缘平板放在光滑的水平面上，另有一质量为、带电量为的小物块以某一初速度从板的端水平滑上板的上表面，整个装置处在足够大的竖直向下的匀强电场中，小物块沿平板运动至端且恰好停在平板的端，如图1所示。若保持匀强电场的大小不变，但方向反向，当小物块仍由端以相同的初速度滑上板面，则小物块运动到距端的距离为板总长的处时，就相对于平板静止了。试求：小物块带何种电荷？匀强电场的场强大小。二.带电物体在重力场与磁场的复合场中的运动2.如图2所示，匀强磁场垂直于纸面向里，有一足够长的等腰三角形绝缘滑槽，两侧斜面与水平面的夹角均为，在斜槽顶端两侧各放一个质量相等、带等量负电荷的小球和，两小球与斜槽动摩擦因数相等，均为。现将两小球同时释放，则下列说法中正确的是.两小球沿斜槽都做匀加速运动，且加速度相等.两小球沿斜槽都做匀加速运动，且C.两小球沿斜槽都做变加速运动，且.两小球沿斜槽的最大位移之间的关系是三.通电导体在复合场中的运动3.（07上海）.如图5所示，光滑的平行长直金属导轨置于水平面内，间距为，导轨左端接有阻值为的电阻，质量为的导体棒垂直跨接在导轨上，导轨和导体棒的电阻不计，且接触良好。在导轨平面上，有一矩形区域内存在着竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为。开始时，导体棒静止于磁场区域的右端，当磁场以速度匀速向右移动时，导体棒随之开始运动，同时受到水平向左、大小为的恒定阻力，并很快达到恒定速度，此时导体棒仍处于磁场区域内。求导体棒所能达到的恒定速度；为使导体棒能随磁场运动，阻力最大不能超过多大？导体棒以恒定速度运动时，单位时间内克服阻力所做的功和电路中消耗的电功率个是多大？若时磁场由静止开始水平向右做匀加速运动，经过较短时间后，导体棒也做匀加速直线运动，其关系如图6所示，已知在时刻导体棒的瞬时速度大小为，求导体棒做匀加速直线运动时的加速度大小。4.如图所示，正方形线框abcd放在光滑绝缘的水平面上，其边长、质量、电阻，M、N分别为线框ad、bc边的中点图示两个虚线区域内分别有竖直向下和向上的匀强磁场，磁感应强度均为，PQ为其分界线线框从图示位置以速度匀速向右滑动，当MN与PQ重合时，线框的速度，此时立刻对线框施加一沿运动方向的水平拉力，使线框匀速运动直至完全进入右侧匀强磁场区域求：（1）线框由图示位置运动到MN与PQ重合的过程中磁通量的变化量；（2）线框运动过程中最大加速度的大小；（3）在上述运动过程中，线框中产生的焦耳热图0520abcdl1l2HPPB5.如图0520所示，水平地面上方的H高区域内有匀强磁场，水平界面PP是磁场的上边界，磁感应强度为B，方向是水平的，垂直于纸面向里。在磁场的正上方，有一个位于竖直平面内的闭合的矩形平面导线框abcd，ab长为l1，bc长为l2，Hl2，线框的质量为m，电阻为R。使线框abcd从高处自由落下，ab边下落的过程中始终保持水平，已知线框进入磁场的过程中的运动情况是：cd边进入磁场以后，线框先做加速运动，然后做匀速运动，直到ab边到达边界PP为止。从线框开始下落到cd边刚好到达水平地面的过程中，线框中产生的焦耳热为Q。求：（1）线框abcd在进入磁场的过程中，通过导线的某一横截面的电量是多少？（2）线框是从cd边距边界PP多高处开始下落的？（3）线框的cd边到达地面时线框的速度大小是多少？6.如图8所示，固定的水平光滑金属轨道，间距为，左端接有阻值为的电阻，处在方向竖直、磁感应强度为的匀强磁场中，质量为的导体棒与固定弹簧相连，放在导轨上，导轨与导体棒的电阻均可忽略。初始时刻，弹簧处于自然长度，导体棒具有水平向右的初速度，在沿导轨往复运动的过程中，导体棒始终与导轨垂直并保持良好接触。求初始时刻导体棒受到的安培力；若导体棒从初始时刻到速度第一次为零时，弹簧的弹性势能为，则这一过程中安培力所做的功和电阻上产生的焦耳热分别是多少？导体棒往复运动，最终将静止在何处？从导体棒开始运动直到最终静止的过程中，电阻上产生的焦耳热为多少？、如图所示，在0xa、oy范围内有垂直于xy平面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B。坐标原点O处有一个粒子源，在某时刻发射大量质量为m、电荷量为q的带正电粒子，它们的速度大小相同，速度方向均在xy平面内，与y轴正方向的夹角分布在0范围内.己知粒子在磁场中做圆周运动的半径介于到a之间，从发射粒子到粒子全部离开磁场经历的时间恰好为粒子在磁场中做圆周运动周期的四分之一.求最后离开磁场的粒子从粒子源射出时的(1)速度大小；(2)速度方向与y轴正方向夹角正弦。2、如图所示，在水平向左足够大的匀强电场中，一带电小球用绝缘轻绳悬于O点，平衡时小球位于A点，此时绳与竖直方向的夹角=53。已知绳的长度为L，B、C、D到O点的距离均为L，BD水平，OC竖直。已知重力加速度为g（1）如果小球质量为m,求小球的带电量及电性。（2）将小球移到B点，给小球一竖直向下的初速度vB，小球到达悬点正下方时绳中拉力恰等于小球重力，求vB。（3）将小球移到D点，给小球一斜向右上方的初速度vD，vD的方向与水平方向的夹角为53，小球恰好能经过B点，求小球在D点时初速度vD的大小（取sin53=0.8，cos53=0.6）.3、M是一长为L的竖直放置的绝缘挡板，N是一块同样长的与水平面成45角且与M相对放置的绝缘挡板，它们的底边保持平行。在M板正中央O点有一个质子速度V0对着N板水平射出，首次击中N板的点与O点相距为d。设所有碰撞均无能量损失。在整个装置中有水平向右的匀强磁场，磁感应强度为B，假设质子最后一次碰撞发生在N板的正边缘处，试求：（1）挡板长L应满足什么条件？（2）质子在两板间的运动时间。 4、一带电粒子在xOy平面内运动，其轨迹如图所示，它从O点出发，以恒定的速率v沿y轴正方向射出，经一段时间到达P点. 图中x轴上方的轨迹都是半径为R的半圆，下方都是半径为r的半圆，不计重力的影响.（1）如果此粒子带正电，且以上运动分别是在两个不同的匀强磁场中发生的，试判断磁场的方向，并求出这两个匀强磁场的磁感应强度的大小之比. （2）求此粒子由O点到P点沿x轴方向运动的平均速度的大小 5、如图甲所示，一个质量为m、电荷量q的带正电微粒（重力忽略不计），从静止开始经电压U1加速后，沿水平方向进入两等大的水平放置的平行金属板间，金属板长为L，两板间距d=L/4，两金属板间的电压，求（1）求带电微粒偏离原来运动方向的角度为多大？（2）微粒离开偏转电场后接着进入一个按图乙规律变化的有界磁场中，磁场左右边线在竖直方向上，已知磁感应强度的大小为B0，取微粒刚进入磁场时为t=0时刻，此时磁场方向垂直于纸面向里，当微粒离开磁场的右边缘后恰好沿竖直方向运动，求该磁场的变化周期T为多大？（微粒在磁场中运动的时间tT）6、如图（甲）所示，两平行金属板间接有如图（乙）所示的随时间t变化的电压u，两板间电场可看作是均匀的，且两板外无电场，极板长L=0.2m，板间距离d=0.2m，在金属板右侧有一边界为MN的区域足够大的匀强磁场，MN与两板中线OO垂直，磁感应强度B=5103T，方向垂直纸面向里。现有带正电的粒子流沿两板中线OO连续射入电场中，已知每个粒子的速度v0=105m/s，比荷q/m=108C/kg，重力忽略不计，在每个粒子通过电场区域的极短时间内，电场可视作是恒定不变的。（1）试求带电粒子射出电场时的最大速度。（2）证明任意时刻从电场射出的带电粒子，进入磁场时在MN上的入射点和出磁场时在MN上的出射点间的距离为定值。写出表达式并求出这个定值。（3）从电场射出的带电粒子，进入磁场运动一段时间后又射出磁场。求粒子在磁场中运动的最长时间和最短时间。7、如图，空间存在匀强电场和匀强磁场，电场方向为y轴正方向，磁场方向垂直于xy平面（纸面）向外，电场和磁场都可以随意加上或撤除，重新加上的电场或磁场与撤除前的一样一带正电荷的粒子从P(x0，yh)点以一定的速度平行于x轴正向入射这时若只有磁场，粒子将做半径为R0的圆周运动：若同时存在电场和磁场，粒子恰好做直线运动现在，只加电场，当粒子从P点运动到xR0平面（图中虚线所示）时，立即撤除电场同时加上磁场，粒子继续运动，其轨迹与x轴交于M点不计重力求：粒子到达xR0平面时速度方向与x轴的夹角以及粒子到x轴的距离；M点的横坐标xM8、在场强为B的水平匀强磁场中，一质量为m、带正电q的小球在O点静止释放，小球的运动曲线如图所示.已知此曲线在最低点的曲率半径为该点到x轴距离的2倍，重力加速度为g.求： （1）小球运动到任意位置P（x,y）处的速率v. （2）小球在运动过程中第一次下降的最大距离ym. （3）当在上述磁场中加一竖直向上场强为E（）的匀强电场时，小球从O静止释放后获得的最大速率vm.9、如下图a所示的平面坐标系，在整个区域内充满了匀强磁场，磁场方向垂直坐标平面，磁感应强度B随时间变化的关系如图b所示，开始时刻，磁场方向垂直纸面向内，时刻，有一带正电的粒子（不计重力）从坐标原点O沿轴正向进入磁场，初速度为，已知正粒子的荷质比为，其他有关数据见图中标示。试求：（1）时刻，粒子的坐标；（2）粒子从开始时刻起经多长时间到达轴；（3）粒子是否还可以返回原点？如果可以，则经多长时间返回原点？10、长为L=0.5m两端开口的玻璃管，管壁很薄，内壁光滑且绝缘，在管的中点处放有一带电荷量为q=1104C的带电小球，小球质量m=4106kg. 管置于光滑的水平桌面上，桌面离地面的高度为H=1.1m. 管所在空间有区域足够大的竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为B=0.4T. 在与管垂直的方向上施以水平作用力F，使管由图示位置开始沿F的方向作匀速直线运动，速度大小为v=5m/s，g取10m/s2.（1）说明小球的运动轨迹； （2）求出小球在管中运动过程中，拉力F与时间t的关系；（3）求出小球由管中点到达管口所用的时间及到达管口时相对地面的速度； （4）求出小球落地时的速度大小. 11、如图，在空间中有一坐标系xoy，其第一象限内充满着两个匀强磁场区域I和II，直线OP是它们的边界，区域I中的磁感应强度为B，方向垂直纸面向外；区域II中的磁感应强度为2B，方向垂直纸面向内，边界上的P点坐标为（4L，3L）。一质量为m,电荷量为q的带正粒子从P点平行于y轴负方向射入区域I，经过一段时间后，粒子恰好经过原点O,忽略粒子重力，已知sin37=0.6，cos37=0.8.求：（1）粒子从P点运动到O点的时间至少为多少？（2）粒子的速度大小可能是多少？12、如图所示，MN为纸面内竖直放置的挡板，P、D