高考物理试题分类汇编磁场

1、20102010 年高考物理试题分类汇编磁场年高考物理试题分类汇编磁场 （全国卷 1）26 （21 分） 如下图， 在0 x 3a区域内存在与 xy 平面垂直的匀强磁场， 磁感应强度的大小为 B.在 t=0 时刻，一位于坐标原点的粒子源在xy 平面内发射出大量同种带 电粒子，所有粒子的初速度大小相同，方向与y 轴正方向的夹角分布在 0180范围内。已知 沿 y 轴正方向发射的粒子在t t0时刻刚好从磁场边界上P( 3a,a)点离开磁场。求： 粒子在磁场中做圆周运动的半径R 及粒子的比荷 qm； 此时刻仍在磁场中的粒子的初速度方向与y 轴正方向夹角的取值范围； 从粒子发射到全部粒子离开磁场所用的

2、时间。 【答案】R 2 3q2 a 3m3Bt 0 120速度与 y 轴的正方向的夹角范围是 60到 从粒子发射到全部离开所用 时间 为2t0 【解析】 粒子沿 y 轴的正方向进入磁场，从 P 点经过做 OP 的垂直平分线与 x 轴的交 222 点为圆心，根据直角三角形有R a ( 3a R) 解得R 2 3 a 3 sin a3 ， 则粒子做圆周运动的的圆心角为120， R2 周期为T 3t0 粒子做圆周运动的向心力由洛仑兹力提供， 根据牛顿第二 定律得 Bqv m( q22 2 2R ，化简得) R，v m3BtTT 0 仍在磁场中的粒子其圆心角一定大于 120，这样粒子角度最小时从磁场右

3、边界穿出； 角度最大时从磁场左边界穿出。 角度最小时从磁场右边界穿出圆心角 120，所经过圆弧的弦与中相等穿出点如图，根 据弦与半径、x 轴的夹角都是 30，所以此时速度与 y 轴的正方向的夹角是 60。 角度最大时从磁场左边界穿出，半径与y 轴的的夹角是 60， 则此时速度与 y 轴的正方向的夹角是 120。 所以速度与 y 轴的正方向的夹角范围是 60到 120 在磁场中运动时间最长的粒子的轨迹应该与磁场的右边界 相切，在三角形中两个相等的腰为R 2 3 a，而它的高是 3 h 3a 2 33 a a，半径与 y 轴的的夹角是 30，这种 33 R R 粒子的圆心角是 240。所用 时间

4、为2t 0 。 所以从粒子发射到全部离开所用 时间 为2t 0 。 R (全国卷 2)26（21 分）图中左边有一对平行金属板，两板相距为 d，电压为 V;两板之间 有匀强磁场，磁场应强度大小为 B0，方向平行于板面并垂直于纸面朝里。图中右边有一边长 为 a 的正三角形区域 EFG(EF 边与金属板垂直)，在此区域内及其边界上也有匀强磁场，磁感 应强度大小为 B，方向垂直于纸面朝里。假设一系列电荷量为q 的正离子沿平行于金属板面， 垂直于磁场的方向射入金属板之间，沿同一方向射出金属板之间的区域，并经EF 边中点 H 射 入磁场区域。不计重力 （1）已知这些离子中的离子甲到达磁场边界EG 后，从

5、边界 EF 穿出磁场，求离子甲的质 量。 （2） 已知这些离子中的离子乙从EG 边上的 I 点 （图中未画出） 穿出磁场， 且 GI 长为 求离子乙的质量。 3 a， 4 （3） 若这些离子中的最轻离子的质量等于离子甲质量的一半， 而离子乙的质量是最大的， 问磁场边界上什么区域内可能有离子到达。 解析：解析： （1）在粒子进入正交的电磁场做匀速直线运动，设粒子的速度为 v，电场的场强为 E0， 根据平衡条件得 E 0q B0qv E 0 V d 由化简得 v V B0d 粒子甲垂直边界 EF 进入磁场，又垂直边界EF 穿出磁场，则轨迹圆心在EF 上。粒子运动 中经过 EG，说明圆轨迹与 EG

6、相切，在如图的三角形中半径为 R=acos30tan15 tan15= 1cos30 23 sin30 联立化简得 3 R ( 3 )a 2 在磁场中粒子所需向心力由洛伦磁力提供，根据牛顿第二定律得 mv2 B 0qv 3 ( 3 )a 2 联立化简得 m qadBB 0 3 ( 3 ) V2 （2）由于 1 点将 EG 边按 1 比 3 等分，根据三角形的性质说明此轨迹的弦与EG 垂直， 在如图的三角形中，有 acos30sin30 R 同理 cos30 1 2 a 4 m qadBB0 （10） 4V mv 离子的轨迹半径与离子质量呈 Bq （3）最轻离子的质量是甲的一半，根据半径公式R

7、正比， 所以质量在甲和最轻离子之间的所有离子都垂直边界EF 穿出磁场， 甲最远离 H 的距离 为(2 3 3)a，最轻离子最近离 H 的距离为( 3 )a，所以在离 H 的距离为(2 3 3)a到 3 2 3 ( 3 )a之间的 EF 边界上有离子穿出磁场。 2 比甲质量大的离子都从EG 穿出磁场，期中甲运动中经过EG 上的点最近，质量最大的乙 穿出磁场的 1 位置是最远点，所以在EG 上穿出磁场的粒子都在这两点之间。 （新课标卷）25.(18 分)如图所示，在 0 xa、oy a 范围内有垂直于 xy 平面向外 2 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

8、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 090范围内.己知粒子在磁场中做圆周运动的半径介于 a 到 a 之间，从发射粒 2 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。 解析： 设粒子的发射速度为 v，粒子做圆周运动的轨道半径为R，由牛顿第二定律和洛伦磁力公 mv2mv 式，得qvB ，解得：R qBR a Ra 时，在磁场中运动时间最长的粒子，其轨迹是圆心为C 的圆弧，圆弧与磁场

9、2 T 的边界相切，如图所示，设该粒子在磁场中运动的时间为t，依题意，t 时，OCA 42 当 设最后离开磁场的粒子的发射方向与y 轴正方向的夹角为，由几何关系可得： a Rsin R,Rsin a Rcos再加上sin2cos21，解得： 2 R (2 66 aqB66 )a,v (2),sin 22m10 （海南卷）15右图中左边有一对平行金属板，两板相距为d电压为 V；两板之间有匀强磁 场，磁感应强度大小为 B 0，方向与金属板面平行并垂直于纸 面朝里。图中右边有一半径为R、圆心为O 的圆形区域内也存 在匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面朝里。一 电荷量为 q 的正离子沿平行于

10、全属板面、 垂直于磁场的方向射 入平行金属板之间，沿同一方向射出平行金属板之间的区域， 并沿直径 EF 方向射入磁场区域，最后从圆形区城边界上的 G 点射出已知弧 PG 所对应的圆心角为，不计重力求 (1)离子速度的大小； (2)离子的质量 V qBB0Rd cot B d V2 答案：答案： （1）0（2） 解析：解析：(1)由题设知，离子在平行金属板之间做匀速直线运动，安所受到的向上的压力和向下 的电场力平衡 qvB 0 qE 0 式中， v 是离子运动速度的大小， E 0是平行金属板之间的匀强电场的强度，有 E 0 V d v 由式得 V B0d (2)在圆形磁场区域，离子做匀速圆周运动

11、，由洛伦兹力公式和牛顿第二定律有 v2 qvB m r 式中，m和r分别是离子的质量和它做圆周运动的半径。 由 题设，离子从磁场边界上的点G 穿出，离子运动的圆周的圆 心 O 必在过 E 点垂直于 EF 的直线上，且在 EG 的垂直一平 分线上(见右图)。由几何关系有 O r Rtan 式中，是 OO 与直径 EF 的夹角，由几何关系得 2 m 联立式得，离子的质量为 qBB 0 Rd cot V2 （上海物理）13. 如图，长为2l的直导线拆成边长相等，夹角为60的V形，并置于与其所 在平面相垂直的匀强磁场中，磁感应强度为B，当在该导线中通以电流强度为I的电流时， 该V形通电导线受到的安培力

12、大小为 o （A）0（B）0.5BIl（C）BIl（D）2BIl 答案：C 解析：解析：导线有效长度为 2l sin30=l ，所以该 V 形通电导线收到的安培力大小为BIl。选 C。 本题考查安培力大小的计算。 难度：易。 （重庆卷）21.如题 21 图所示，矩形 MNPQ 区域内有方向垂直于纸面的匀强磁场，有5 个 带电粒子从图中箭头所示位置垂直于磁场边界进入磁块，在纸面民内做匀速圆周运动，运动 轨迹为相应的圆弧，这些粒子的质量，电荷量以及速度大小如下表所示 由以上信息可知，从图中a、b、c 处进大的粒子对应表中的编号分别为 A 3、5、4 B4、 2、5 C5、3、2 D2、4、5 答案

13、答案：D 【解析】根据半径公式r mv 结合表格中数据可求得15 各组粒子的半径之比依次为0.5 Bq 2332， 说明第一组正粒子的半径最小， 该粒子从 MQ 边界进入磁场逆时针运动。 由图 a、 b 粒子进入磁场也是逆时针运动，则都为正电荷，而且a、b 粒子的半径比为 23，则 a 一定 是第 2 组粒子，b 是第 4 组粒子。c顺时针运动，都为负电荷，半径与a 相等是第 5 组粒子。 正确答案 D。 （江苏卷）9. 如图所示，在匀强磁场中附加另一匀强磁场，附加磁场位于图中阴影区域， 附加磁场区域的对称轴 OO 与 SS 垂直。a、b、c三个质子先后从 S 点沿垂直于磁场的方向摄入 磁场，

14、它们的速度大小相等，b 的速度方向与 SS 垂直，a、c的速度方向与 b 的速度方向间的 夹角分别为、，且。三个质子经过附加磁场区域后能达到同一点S ，则下列说法中 正确的有 A三个质子从 S 运动到 S的时间相等 B三个质子在附加磁场以外区域运动时，运动轨迹的圆心均在OO轴上 C若撤去附加磁场，a 到达 SS连线上的位置距 S 点最近 D附加磁场方向与原磁场方向相同 答案：CD 解析： A.三个质子从 S 运动到 S的时间不相等，A 错误； B.三个质子在附加磁场意外区域运动时， 只有 b 运动轨迹的圆心在 OO轴上， 因为半径相 等，而圆心在初速度方向的垂线上，所以B 错误； C.用作图法

15、可知，若撤去附加电场，a 到达 SS连线上的位置距 S 点最近，b 最远；C 正 确； D.因 b 要增大曲率，才能使到达SS连线上的位置向 S 点靠近，所以附加磁场方向与原磁 场方向相同，D 正确； 本体选 CD。 本体考查带电粒子在磁场中的运动。 难度：难。 （福建卷）21、 （19 分）如图所示，两条平行的光滑金属导轨固定在倾角为 的绝缘斜面 上，导轨上端连接一个定值电阻。导体棒 a 和 b 放在导轨上，与导轨垂直并良好接触。斜面 上水平虚线 PQ 以下区域内，存在着垂直穿过斜面向上的匀强磁场。现对a 棒施以平行导轨斜 向上的拉力，使它沿导轨匀速向上运动，此时放在导轨下端的 b 棒恰好静

16、止。当 a 棒运动到 磁场的上边界 PQ 处时，撤去拉力，a 棒将继续沿导轨向上运动一小段距离后再向下滑动，此 时 b 棒已滑离导轨。当a 棒再次滑回到磁场边界 PQ 处时，又恰能沿导轨匀速向下运动。已知 a 棒、b 棒和定值电阻的阻值均为R,b 棒的质量为 m，重力加速度为 g，导轨电阻不计。求 （1）a 棒在磁场中沿导轨向上运动的过程中，a 棒中的电流强度 I，与定值电阻R 中的电 流强度 IR之比； （2）a 棒质量 ma； （3）a 棒在磁场中沿导轨向上运动时所受的拉力F。 解析： （1）a 棒沿导轨向上运动时，a 棒、b 棒及电阻 R 中的电流分别为 Ia、Ib、IR，有 I R R

17、 I b R b I a I b I R 解得： I a 2 I b 1 （2）由于 a 棒在 PQ 上方滑动过程中机械能守恒，因而 a 棒在磁场中向上滑动的速 度大小 v1与在磁场中向下滑动的速度大小v2相等，即 v1=v2=v 设磁场的磁感应强度为B，导体棒长为 L 乙，a 棒在磁场中运动时产生的感应电动势 为 E=Blv 当 a 棒沿斜面向上运动时 Ib E 3R 2 2 BI b L m A gsin 向下匀速运动时，a 棒中的电流为 Ia 、则 I a E 2R BI a L m A gsin 由以上各式联立解得：ma 3 m 2 （3）由题可知导体棒 a 沿斜面向上运动时，所受拉力

18、 F BI a Lmgsin 7 mgsin 2 （广东卷）36.(18 分)如图 16（a）所示，左为某同学设想的粒子速度选择装置，由水平转 轴及两个薄盘 N1、N2构成，两盘面平行且与转轴垂直，相距为 L，盘上各开一狭缝，两狭缝 夹角可调（如图16（b） ） ；右为水平放置的长为d 的感光板，板的正上方有一匀强磁场，方 向垂直纸面向外，磁感应强度为B.一小束速度不同、带正电的粒子沿水平方向射入N1，能通 过 N2的粒子经 O 点垂直进入磁场。 O 到感光板的距离为 计重力。 d ，粒子电荷量为 q,质量为 m，不 2 （1）若两狭缝平行且盘静止（如图 16（c） ） ，某一粒子进入磁场后，

19、竖直向下打在感光 板中心点 M 上，求该粒子在磁场中运动的时间t； （2）若两狭缝夹角为 0 ，盘匀速转动，转动方向如图16（b）.要使穿过 N1、N2的粒子 均打到感光板 P1P2连线上。试分析盘转动角速度的取值范围（设通过 N1的所有粒子在盘转 一圈的时间内都能到达N2） 。 解： （1）分析该粒子轨迹圆心为 P1，半径为 动时间为：t d ，在磁场中转过的圆心角为，因而运 22 m T 22Bq （2）设粒子从N1运动到 N2过程历时为 t，之后在磁场中运行速度大小为v，轨迹半径为 R 则： 在粒子匀速过程有： L=vt 粒子出来进入磁场的条件： 0t 在磁场中做匀速圆周运动有： v2

20、qvB m R 设粒子刚好过 P1点、P2点时轨迹半径分别为：R1、R2则： R 1 R R 2 R1 d 4 d R R 2 d 2 2 2 2 2 由得： qB 0d 5qB 0d 4mL4mL （山东卷）25 （18 分）如图所示，以两虚线为边界，中间存在平行纸面且与边界垂直的 水平电场，宽度为d，两侧为相同的匀强磁场，方向垂直纸面向里。一质量为m、带电量+q、 重力不计的带电粒子，以初速度v 1 垂直边界射入磁场做匀速圆周运动，后进入电场做匀加速 运动，然后第二次进入磁场中运动，此后粒子在电场和磁场中交替运动。已知粒子第二次在 磁场中运动的半径是第一次的二倍，第三次是第一次的三倍，以此

21、类推。求 粒子第一次经过电场子的过程中电场力所做的功W 1 。 粒子第 n 次经过电场时电场强度的大小En。 粒子第 n 次经过电场子所用的时间tn。 假设粒子在磁场中运动时，电场区域场强为零。请画出从粒子第一次射入磁场至第三 次离开电场的过程中，电场强度随时间变化的关系图线（不要求写出推导过程，不要求标明 坐标明坐标刻度值） 。 解析： （1）根据r mv11 22 ，因为r 2 2r 1 ，所以v2 2v 1 ，所以W 1 mv 2 mv 1 , qB22 （2）Wn 1 2 1 2 11 mv n mv n1= m(nv 1 )2m(n 1)v 1 )2，W n E n qd，所以 22

22、22 (2n 1)mv 1 2 E n 。 2qd （3）vn vn1 ant n ，an (4) qE n 2d ，所以t n 。 (2n 1)v 1 m （北京卷）23.（18 分）利用霍尔效应制作的霍尔元件以及传感器，广泛应用于测量和自 动控制等领域。 如图 1，将一金属或半导体薄片垂直至于磁场B 中，在薄片的两个侧面a、b间通以电流 I时，另外两侧c、f间产生电势差，这一现象称霍尔效应。其原因是薄片中的移动电荷受洛 伦兹力的作用相一侧偏转和积累，于是 c、 f间建立起电场 ，同时产生霍尔电势差。 当电荷所受的电场力与洛伦兹力处处相等时， 和达到稳定值，的大小与 I和B以及 霍尔元件厚度

23、d之间满足关系式U H R H 质有关。 IB ，其中比例系数称为霍尔系数，仅与材料性 d （1）设半导体薄片的宽度（c、f间距）为l，请写出和的关系式；若半导体材 料是电子导电的，请判断图中c、f哪端的电势高； （2）已知半导体薄片内单位体积中导电的电子数为，电子的电荷量为，请导出霍尔 系数的表达式。 （通过横截面积的电流I nevS，其中v是导电电子定向移动的平均速 率） ； （3）图 2 是霍尔测速仪的示意图，将非磁性圆盘固定在转轴上，圆盘的周边等距离地嵌 装着个永磁体，相邻永磁体的极性相反。霍尔元件置于被测圆盘的边缘附近。当圆盘匀速 转动时，霍尔元件输出的电压脉冲信号图像如图所示。 .

24、若在时间内，霍尔元件输出的脉冲数目为P，请导出圆盘转速N的表达式。 .利用霍尔测速仪可以测量汽车行驶的里程。除除此之外，请你展开“智慧的翅膀”，提 出另一个实例或设想。 解析： （1）由 U H R H IB d 得 当电场力与洛伦兹力相等时 eE H evB 得 E H vB 将、代入， 得RH vBl ddld1 vl IBnevSneSne （2） a.由于在时间 t 内，霍尔元件输出的脉冲数目为P，则 P=mNt 圆盘转速为N=N b.提出的实例或设想 （天津卷）12.（20 分）质谱分析技术已广泛应用于各前沿科学领域。汤姆孙发现电子的 质谱装置示意如图，M、N 为两块水平放置的平行金

25、属极板，板长为L，板右端到屏的距离为 D，且D 远大于 L，OO 为垂直于屏的中心轴线，不计离子重力和离子在板间偏离OO 的距离。 以屏中心 O 为原点建立 xOy 直角坐标系，其中 x 轴沿水平方向，y 轴沿竖直方向。 P mt （1）设一个质量为m0、电荷量为 q0的正离子以速度 v0沿 OO 的方向从 O点射入，板间 不加电场和磁场时，离子打在屏上 O 点。若在两极板间加一沿+y 方向场强为 E 的匀强电场， 求离子射到屏上时偏离 O 点的距离 y0; (2)假设你利用该装置探究未知离子，试依照以下实验结果计算未知离子的质量数。 上述装置中，保留原电场，再在板间加沿-y 方向的匀强磁场。

26、现有电荷量相同的两种正离子 组成的离子流，仍从 O点沿 OO 方向射入，屏上出现两条亮线。在两线上取 y 坐标相同的两 个光点， 对应的 x 坐标分别为 3.24mm 和 3.00mm，其中 x 坐标大的光点是碳 12 离子击中屏产 生的，另一光点是未知离子产生的。尽管入射离子速度不完全相同，但入射速度都很大，且 在板间运动时 OO 方向的分速度总是远大于x 方向和 y 方向的分速度。 解析： （1）离子在电场中受到的电场力 F y q 0 E 离子获得的加速度 a y F y m 0 离子在板间运动的时间 t 0 L v 0 到达极板右边缘时，离子在y方向的分速度 v y a yt0 离子从

27、板右端到达屏上所需时间 t 0 D v 0 离子射到屏上时偏离O点的距离 y 0 v yt0 由上述各式，得 y 0 q 0 ELD m 0v0 2 （2）设离子电荷量为q，质量为m，入射时速度为v，磁场的磁感应强度为B，磁场对 离子的洛伦兹力 F x qvB 已知离子的入射速度都很大，因而离子在磁场中运动时间甚短，所经过的圆弧与圆周相 比甚小，且在板间运动时，OO方向的分速度总是远大于在x方向和y方向的分速度，洛伦 兹力变化甚微，故可作恒力处理，洛伦兹力产生的加速度 a x qvB m a x 是离子在x方向的加速度，离子在x方向的运动可视为初速度为零的匀加速直线运动， 到达极板右端时，离子

28、在x方向的分速度 v x a xt qvB LqBL ( ) mvm 离子飞出极板到达屏时，在x方向上偏离O点的距离 x v xt qBL DqBLD () mvmv 当离子的初速度为任意值时，离子到达屏上时的位置在y方向上偏离O点的距离为y， 考虑到式，得 y qELD mv2 k y m 由、两式得 x2 qB2LD 其中k E 上式表明，k是与离子进入板间初速度无关的定值，对两种离子均相同，由题设条件知， x坐标 3.24mm 的光点对应的是碳 12 离子，其质量为m 1 12u，x坐标 3.00mm 的光点对应的 是未知离子，设其质量为m2，由式代入数据可得 m 2 14u 故该未知离

29、子的质量数为14。 （浙江卷）23. （20 分）如图所示，一矩形轻质柔软反射膜可绕过 O 点垂直纸面的水平 轴转动， 其在纸面上的长度为 L1，垂直的为 L2。在膜的下端 （图中 A 处）挂有一科行于转轴， 质量为 m，长为 L3 的导体棒使膜*成平面。在膜下方水平放置一足够大的太阳能光电池板， 能接收到经反射膜反射到光电池板上的所有光能，并将沟通转化成电能。光电池板可等效为 一个一电池，输出电压恒定为 U；输出电流正比于光电池板接收到的光能 （设垂直于入身光单 位面积上的光功率保持恒定） 。导体棒处在方向竖直向上的匀强磁场B 中，并与光电池构成回 路，流经导体棒的电流垂直纸面向外（注：光电

30、池与导体棒直接相连，连接导线未画出） 。 （1）再有一束平等光水平入射，当反射膜与竖直方向成60时，导体棒牌受力平衡 状态，求此时电流强度的大小和光电池的输出功率。 （2）当变成 45时，通过调整电路使导体棒保持平衡，光电池除维持导体棒国学平衡 外，不能输出多少额外电功率？ 解析： （1）导体棒所受安培力 F A IBL 2 导体棒有静力平衡关系 mg tan() F A 解得I mg tan() BL2 所以当=60时，I 60 mg tan(60)3mg BL 2 BL 2 3mgU BL 2 光电池输出功率为P 60 UI 60 0 （2）当 45时，根据式可知维持静力平衡需要的电流为

31、mg.tan(450)mg L 45 BL 2 BL 2 P 45 L 1L2 cos(450) 根据几何关系可知2 0P 60 L 1L2 cos(60 ) 可得P 45 2P 60 6mgU BL 2 （四川卷）20.如图所示，电阻不计的平行金属导轨固定在一绝缘斜面上，两相同的金 属导体棒 a、b 垂直于导轨静止放置，且与导轨接触良好，匀强磁场垂直穿过导轨平面。现用 一平行于导轨的恒力 F 作用在 a 的中点，使其向上运动。若 b 始终保持静止，则它所受摩擦 力可能 A变为 0B先减小后不变 C等于 FD先增大再减小 答案：AB 【解析】对 a 棒所受合力为 Fa=FFfmgsinBIl

32、说明 a 做加速度减小的加速运动， 当加速 度为 0 后匀速运动，所以a 所受安培力先增大后不变。 如果 F=Ff+2mgsin，则最大安培力为 mgsin，则 b 所受摩擦力最后为 0，A 正确。 如果 FFf+2mgsin，则最大安培力小于 mgsin，则 b 所受摩擦力一直减小最后不变， B 正确。 如果 Ff+3mgsinFFf+2mgsin，则最大安培力大于 mgsin小于 2mgsin，则 b 所 受摩擦力先减小后增大最后不变。 可以看出 b 所受摩擦力先变化后不变，CD 错误。 （四川卷）24.（19 分）如图所示，电源电动势E015V。内阻r 0 1，电阻 R 1 30,R 2

33、 60。 间距d 0.2m的两平行金属板水平放置， 板间分布有垂直于纸面向里、 磁感应强度B 1T的匀强磁场。闭合开关S，板间电场视为匀强电场，将一带正电的小球以 初速度 0.1m/ s沿两板间中线水平射入板间。设滑动变阻器接入电路的阻值为Rx，忽略空 气对小球的作用，取g 10m / s。 2 （1）当 Rx=29 时，电阻R2消耗的电功率是多大？ （2）若小球进入板间做匀速圆周运动并与板相碰，碰时速度与初速度的夹角为60，则 Rx是多少？ 【答案】0.6W；54。 【解析】闭合电路的外电阻为 R R x R 1R2 3060 29 49 R 1 R 2 30 60 根据闭合电路的欧姆定律

34、I E15 0.3A R r491 R2两端的电压为 U 2 E I(R x r) 150.330 6V R2消耗的功率为 2U 2 62 P 2 0.6W R 2 60 小球进入电磁场做匀速圆周运动，说明重力和电场力等大反向，洛仑兹力提供向心力，根 据牛顿第二定律 v2 Bqv m R U 2q mg d 连立化简得 U 2 BRdg v 小球做匀速圆周运动的初末速的夹角等于圆心角为60，根据几何关系得 R d 连立带入数据 Bd2g10.0410 4VU 2 v0.1 干路电流为 I U 2 4 0.2 A R 12 20 R x E U 2 15 4 r 1 54 I0.2 （安徽卷）20如图所示，水平地面上方矩形区域内存在垂直纸面向里的匀