电场和磁场专题

1、考题： 20（15分）如图（）所示，、为水平放置的平行金属板，板间距离为（远小于板的长和宽）在两板之间有一带负电的质点已知若在、间加电压o，则质点可以静止平衡现在、间加上如图（）所示的随时间变化的电压在0时质点位于、间的中点处且初速为零已知质点能在、之间以最大的幅度上下运动而又不与两板相碰，求图（）中改变的各时刻、及的表达式（质点开始从中点上升到最高点，及以后每次从最高点到最低点或从最低点到最高点的过程中，电压只改变一次） 12. 答案： 20设质点的质量为，电量大小为，根据题意，当、间的电压为时，有，当两板间的电压为2时，的加速度向上，其大小为，则（2），解得当两板间的电压为零时，自由下落，

2、加速度为，方向向下在0时，两板间的电压为2，自、间的中点向上做初速度为零的匀加速运动，加速度为设经过时间，的速度变为，此时使电压变为零，让在重力作用下做匀减速运动，再经过时间，正好到达板且速度为零，故有，0，（12）（12）（12），由以上各式，得，（2），因为，得（2）在重力作用下，由板处向下做匀加速运动，经过时间，速度变为，方向向下，这时加上电压使做匀减速运动，经过时间，到达板且速度为零，故有，0，（12）（12），由以上各式，得，因为，得（1）在电场力与重力的合力作用下，由板处向上做匀加速运动，经过时间，速度变为，此时使电压变为零，让在重力作用下做匀减速运动经过时间，正好到达板且速度为零

3、，故有，0，（12）（12）由上得，因为，得（3）根据上面分析，因重力作用，由板向下做匀加速运动，经过时间，再加上电压，经过时间，到达且速度为零，因为，得（5）同样分析可得（23）（2） 考题： 24（18分）真空中存在空间范围足够大的、水平向右的匀强电场。在电场中，若将一个质量为m、带正电的小球由静止释放，运动中小球的速度与竖直方向夹角为37°（取）。现将该小球从电场中某点以初速度竖直向上抛出。求运动过程中 （1）小球受到的电场力的大小及方向； （2）小球从抛出点至最高点的电势能变化量； （3）小球的最小动量的大小及方向。1. 答案： 24（18分）（1）根据题设条件，电场力大小电

4、场力的方向水平向右。（2）小球沿竖直方向做匀减速运动，速度为 沿水平方向做初速度为0的匀加速运动，加速度为a， 小球上升到最高点的时间此过程小球沿电场方向位移 电场力做功W=小球上升到最高点的过程中，电势能减少（3）水平速度，竖直速度小球的速度由以上各式得出 解得当此时·,即与电场方向夹角为37°斜向上小球动量的最小值为最小动量的方向与电场方向夹角为37°，斜向上。14. 非选择题 2004夏季高考理综（新老课程）全国3卷 第卷大题 24小题 22分考题： 24（22分）空间中存在方向垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，一带电量为+q、质量为m的粒子，在P点

5、以某一初速开始运动，初速方向在图中纸面内如图中P点箭头所示。该粒子运动到图中Q点时速度方向与P点时速度方向垂直，如图中Q点箭头所示。已知P、Q间的距离为l。若保持粒子在P点时的速度不变，而将匀强磁场换成匀强电场，电场方向与纸面平行且与粒子在P点时速度方向垂直，在此电场作用下粒子也由P点运动到Q点。不计重力。求：（1）电场强度的大小。（2）两种情况中粒子由P运动到Q点所经历的时间之差。14. 答案： 24（22分） （1）粒子在磁场中做匀速圆周运动，以v0表示粒子在P点的初速度，R表示圆周的半径，则有 qv0B=m 由于粒子在Q点的速度垂直它在p点时的速度，可知粒子由P点到Q点的轨迹为圆周，故有

6、 以E表示电场强度的大小，a表示粒子在电场中加速度的大小，tE表示粒子在电场中由p点运动到Q点经过的时间，则有qE=ma R=v0tE由以上各式，得 （2）因粒子在磁场中由P点运动到Q点的轨迹为圆周，故运动经历的时间tE为圆周运动周期T的，即有 tE=T 而 由和式得 由 两式得 1. 非选择题 2005夏季高考物理江苏卷 七大题 17小题 16分考题： 17(16分)如图所示，M、N为两块带等量异种电荷的平行金属板，S1、S2为板上正对的小孔，N板右侧有两个宽度均为d的匀强磁场区域，磁感应强度大小均为B，方向分别垂直于纸面向外和向里，磁场区域右侧有一个荧光屏，取屏上与S1、S2共线的O点为原

7、点，向上为正方向建立x轴M板左侧电子枪发射出的热电子经小孔S1进入两板间，电子的质量为m，电荷量为e，初速度可以忽略(1)当两板间电势差为U0时，求从小孔S2射出的电子的速度v0(2)求两金属板间电势差U在什么范围内，电子不能穿过磁场区域而打到荧光屏上(3)若电子能够穿过磁场区域而打到荧光屏上，试在答题卡的图上定性地画出电子运动的轨迹(4)求电子打到荧光屏上的位置坐标x和金属板间电势差U的函数关系 1. 答案： 17参考答案：（1）根据动能定理，得由此可解得（2）欲使电子不能穿过磁场区域而打到荧光屏上，应有而由此即可解得（3）电子穿过磁场区域而打到荧光屏上时运动的轨迹如图所示（4）若电子在磁场

8、区域做圆周运动的轨道半径为，穿过磁场区域打到荧光屏上的位置坐标为，则由（3）中的轨迹图可得注意到和所以，电子打到荧光屏上的位置坐标x和金属板间电势差U的函数关系为 （）3. 非选择题 2004夏季高考理综全国4卷 第II卷大题 24小题 19分考题： 24（19分）一匀磁场，磁场方向垂直于xy平面，在xy平面上，磁场分布在以O为中心的一个圆形区域内。一个质量为m、电荷量为q的带电粒子，由原点O开始运动，初速为v，方向沿x正方向。后来，粒子经过y轴上的P点，此时速度方向与y轴的夹角为30°，P到O的距离为L，如图所示。不计重力的影响。求磁场的磁感强度B的大小和xy平面上磁场区域的半径R

9、。 3. 答案： 24（19分）粒子在磁场中受各仑兹力作用，作匀速圆周运动，设其半径为r， 据此并由题意知，粒子在磁场中的轨迹的圆心C必在y轴上，且P点在磁场区之外。过P沿速度方向作延长线，它与x轴相交于Q点。作圆弧过O点与x轴相切，并且与PQ相切，切点A即粒子离开磁场区的地点。这样也求得圆弧轨迹的圆心C，如图所示。由图中几何关系得L=3r 由、求得 图中OA的长度即圆形磁场区的半径R，由图中几何关系可得 5. 非选择题 2005夏季高考物理广东卷 二大题 16小题 16分考题： 16（1）如图12所示，在一个圆形区域内，两个方向相反且都垂直于纸面的匀强磁场分布在以直径A2A4为边界的两个半圆

10、形区域、中，A2A4 与A1A3的夹角为60°。一质量为m，带电量为+q的粒子以某一速度从区的边缘点A1处沿与A1A3成30°角的方向射入磁场，随后该粒子以垂直于A2A4的方向经过圆心O进入区，最后再从A4处射出磁场。已知该粒子从射入到射出磁场所用的时间为t,求区和区中的磁感应强度的大小。（忽略粒子重力）。5. 答案： 16（1）解：设粒子的入射速度为v，已知粒子带正电，故它在磁场中先顺时针做圆周运动，最后从A4点射出。用B1、B2、R1、R2、T1、T2，分别表示在磁场区和区的磁感应强度、轨道半径和周期。 （1） （2） （3） （4）设圆形区域半径r，如右图所示，已知粒

11、子过圆心且垂直于A2 A4进入区磁场，连接A1 A2，为等边三角形，A2为带电粒子在磁场区运动轨迹的圆心，其轨迹的半径 （5）圆心角A1 A2O=60°，带电粒子在磁场区运动时间为： （6）带电粒子在磁场区运动轨迹的圆心在O A4的中点，即： （7）在磁场区运动时间为： （8）带电粒子从射入到射出所用的总时间为： （9）由以上各式可得： (10) (11)27. 非选择题 2004夏季高考理综全国2卷 第II卷大题 24小题 18分考题： yxP1P2P3024（18分）如图所示，在y0的空间中存在匀强电场，场强沿y轴负方向；在y0的空间中，存在匀强磁场，磁场方向垂直xy平面（纸面）

12、向外。一电量为q、质量为m的带正电的运动粒子，经过y轴上yh处的点P1时速率为v0，方向沿x轴正方向；然后，经过x轴上x2h处的 P2点进入磁场，并经过y轴上y处的P3点。不计重力。求（l）电场强度的大小。（2）粒子到达P2时速度的大小和方向。（3）磁感应强度的大小。27. 答案： 24（1）粒子在电场、磁场中运动的轨迹如图所示。设粒子从P1到P2的时间为t，电场强度的大小为E，粒子在电场中的加速度为a，由牛顿第二定律及运动学公式有qE ma v0t 2h yxP1P2P302hh2hvC 由、式解得 （2）粒子到达P2时速度沿x方向的分量仍为v0，以v1表示速度沿y方向分量的大小，v表示速度

13、的大小，表示速度和x轴的夹角，则有 由、式得v1v0 由、式得 （3）设磁场的磁感应强度为B，在洛仑兹力作用下粒子做匀速圆周运动，由牛顿第二定律 r是圆周的半径。此圆周与x轴和y轴的交点分别为P2、P3。因为OP2OP3，45°，由几何关系可知，连线P2P3为圆轨道的直径，由此可求得r 由、可得 28. 非选择题 2004夏季高考理综全国4卷 第II卷大题 24小题 19分考题： 24（19分）一匀磁场，磁场方向垂直于xy平面，在xy平面上，磁场分布在以O为中心的一个圆形区域内。一个质量为m、电荷量为q的带电粒子，由原点O开始运动，初速为v，方向沿x正方向。后来，粒子经过y轴上的P点，此时速度方向与y轴的夹角为30°，P到O的距离为L，如图所示。不计重力的影响。求磁场的磁感强度B的大小和xy平面上磁场区域的半