高三物理第一轮专题复习——电磁场在以坐标原点O 为圆心、半径为r 的圆形区域内,存在磁感应强度大小为B 、方向垂直于纸面向里的匀强磁场,如图所示。
一个不计重力的带电粒子从磁场边界与x 轴的交点A 处以速度v 沿-x 方向射入磁场,恰好从磁场边界与y 轴的交点C 处沿+y 方向飞出。
(1请判断该粒子带何种电荷,并求出其比荷q/m ;(2若磁场的方向和所在空间范围不变,而磁感应强度的大小变为B ’,该粒子仍从A 处以相同的速度射入磁场,但飞出磁场时的速度方向相对于入射方向改变了60°角,求磁感应强度B ’多大?此次粒子在磁场中运动所用时间t 是多少?电子自静止开始经M 、N 板间(两板间的电压为U 的电场加速后从A 点垂直于磁场边界射入宽度为d 的匀强磁场中, 电子离开磁场时的位置P 偏离入射方向的距离为L ,如图所示.求匀强磁场的磁感应强度.(已知电子的质量为m ,电量为e高考如图所示,abcd 为一正方形区域,正离子束从a 点沿ad 方向以0 =80m/s的初速度射入,若在该区域中加上一个沿ab 方向的匀强电场,电场强度为E ,则离子束刚好从c 点射出;若撒去电场,在该区域中加上一个垂直于abcd 平面的匀强磁砀,磁感应强度为B ,则离子束刚好从bc 的中点e 射出,忽略离子束中离子间的相互作用,不计离子的重力,试判断和计算:(1所加磁场的方向如何?(2E与B 的比值B E /为多少? 制D 型金属扁盒组成,两个D 形盒正中间开有一条窄缝。
两个D 型盒处在匀强磁场中并接有高频交变电压。
图乙为俯视图,在D 型盒上半面中心S 处有一正离子源,它发出的正离子,经狭缝电压加速后,进入D 型盒中。
在磁场力的作用下运动半周,再经狭缝电压加速。
如此周而复始,最后到达D 型盒的边缘,获得最大速度,由导出装置导出。
已知正离子的电荷量为q ,质量为m ,加速时电极间电压大小为U ,磁场的磁感应强度为B ,D 型盒的半径为R 。
每次加速的时间很短,可以忽略不计。
正离子从离子源出发时的初速度为零。
(1为了使正离子每经过窄缝都被加速,求交变电压的频率; (2求离子能获得的最大动能;(3求离子第1次与第n 次在下半盒中运动的轨道半径之比。
甲乙如图甲所示,图的右侧MN 为一竖直放置的荧光屏,O 为它的中点,OO’与荧光屏垂直,且长度为l 。
在MN 的左侧空间内存在着方向水平向里的匀强电场,场强大小为E 。
乙图是从甲图的左边去看荧光屏得到的平面图,在荧光屏上以O 为原点建立如图的直角坐标系。
一细束质量为m 、电荷为q 的带电粒子以相同的初速度v 0从O’点沿O’O 方向射入电场区域。
粒子的重力和粒子间的相互作用都可忽略不计。
(1若再在MN 左侧空间加一个匀强磁场,使得荧光屏上的亮点恰好位于原点O 处,求这个磁场的磁感强度的大小和方向。
(2如果磁感强度的大小保持不变,但把方向变为与电场方向相同,则荧光屏上的亮点位于图中A 点处,已知A 点的纵坐标 ly 33,求它的横坐标的数值。
空间分布着有理想边界的匀强电场和匀强磁场。
左侧匀强电场的场强大小为E 、方向水平向右,电场宽度为L ;中间区域匀强磁场的磁感应强度大小为B ,方向垂直纸面向里。
一个质量为m 、电量为q 、不计重力的带正电的粒子从电场的左边缘的O 点由静止开始运动,穿过中间磁场区域进入右侧磁场区域后,又回到O 点,然后重复上述运动过程。
求: (1中间磁场区域的宽度d ;(2带电粒子从O 点开始运动到第一次回到O 点所用时间t 。
如下图所示,PR 是一块长为L= 4m 的绝缘平板,固定在水平地面上,整个空间有一个平行于PR 的匀强电场E ,在板的右半部分有一个垂直于纸面向里的匀强磁场B ,一个质量为0.1Kg ,带电量为0.5C 的物体,从板的P 端由静止开始在电场力和摩擦力的作用下向右作匀加速直线运动,进入磁场后恰能作匀速运动,当物体碰到板R 端竖直绝缘挡板后被弹回,若在碰撞瞬间撤去电场,物体返回时在磁场中仍做匀速运动,离开磁场后做匀减速运动停在C 点,PC=4L,物体与平板间的动摩擦因数μ=0.4,(g=10m/s 2求: (1判断物体带正电还是带负电以及电场强度E 的方向(说明理由; (2物体与挡板碰撞后的速度V 2和磁感应强度B 的大小; (3物体与挡板碰撞前的速度V 1和电场强度E 的大小。
L ,足够长,在其上放置两根长也为L 且与导轨垂直的金属棒ab 和cd ,它们的质量分别为2m 、m ,电阻阻值均为R (金属导轨及导线的电阻均可忽略不计,整个装置处在磁感应强度大小为B 、方向竖直向下的匀强磁场中。
(1现把金属棒ab 锁定在导轨的左端,如图甲,对cd 施加与导轨平行的水平向右的恒力F ,使金属棒cd 向右沿导轨运动,当金属棒cd 的运动状态稳定时,金属棒cd 的运动速度是多大? 此时拉力F 瞬时功率多大?BBl O 甲乙0(2若当金属棒cd 的速度为最大速度的一半时,金属棒cd 的加速度多大?(3若对金属棒ab 解除锁定,如图乙,使金属棒cd 获得瞬时水平向右的初速度v 0,当它们的运动状态达到稳定的过程中,流过金属棒ab 的电量q 是多少?整个过程中ab 和cd 相对运动的位移s 是多大?整个过程中回路中产生的焦耳热Q 是多少?MN 、PQ 相距l ,在M 点和P 点间接一个阻值为R 的电阻,在两导轨间OO 1O 1O ′矩形区域内有垂直导轨平面竖直向下、宽为d 的匀强磁场,磁感强度为B 。
一质量为m ,电阻为r 的导体棒ab ,垂直搁在导轨上,与磁场左边界相距d 0。
现用一大小为F 、水平向右的恒力拉ab 棒,使它由静止开始运动,棒ab 在离开磁场前已经做匀速直线运动(棒ab 与导轨始终保持良好的接触,导轨电阻不计。
求: (1棒ab 在离开磁场右边界时的速度; (2棒ab 通过磁场区的过程中整个回路所消耗的电能;(3试分析讨论ab 棒在磁场中可能的运动情况。
如图12所示,两互相平行的水平金属导轨MN 、PQ 放在竖直平面内,相距为L =0.4m ,左端接平行板电容器,板间距离为d =0.2m ,右端接滑动变阻器R (R 的最大阻值为2Ω,整个空间有水平匀强磁场,磁感应强度为B =10T ,方向垂直于导轨所在平面。
导体棒CD 与导轨接触良好,棒的电阻为r =1Ω,其它电阻及摩擦均不计,现用与导轨平行的大小为F =2N 的恒力作用,使棒从静止开始运动,取g =10m/s 2。
求:(1导体棒处于稳定状态时,拉力的最大功率是多大?(2导体棒处于稳定状态时,当滑动触头在滑动变阻器中点时,一带电小球从平行板电容器左侧沿两极板的正中间入射,在两极板间恰好做匀速直线运动;当滑动触头在滑动变阻器最下端时,该带电小球以同样的方式和速度入射,在两极间恰好能做匀速圆周运动,求圆周的半径是多大?如图1所示,abcd 是位于竖直平面内的正方形闭合金属线框,金属线框的质量为m ,电阻为R 。
在金属线框的下方有一匀强磁场区域, MN 和M ′N ′是匀强磁场区域的水平边界,并与线框的bc 边平行,磁场方向与线框平面垂直。
现金属线框由距MN 的某一高度从静止开始下落,图2是金属线框由开始下落到完全穿过匀强磁场区域瞬间的速度-时间图象,图像中坐标轴上所标出的字母均为已知量。
求:(1金属框的边长; (2磁场的磁感应强度; (3金属线框在整个下落过程中所产生的热量。
MN 、PQ 相距l ,其框θ角,在M 点和P点间接一个阻值为R 的电阻,在两导轨间OO 1O 1′O ′矩形区域内有垂直导轨平面向下、宽为d 的匀强磁场,磁感应强度为B 。
一质量为m 、电阻为r的导体棒ab ,垂直搁置于导轨上,与磁场上边界相距d 0,现使1 2 3 4v N ′ M NM ′ cd图1 图2它由静止开始运动,在棒ab 离开磁场前已经做匀速直线运动(棒ab 与导轨始终保持良好的接触,导轨电阻不计。
求:⑪棒ab 在离开磁场下边界时的速度;⑫棒ab 通过磁场区的过程中整个电路所消耗的电能。
15甲所示,空间存在着一个范围足够大的竖直向下的匀强磁场,磁场的磁感强度大小为B 。
边长为l 的正方形金属框abcd (下简称方框放在光滑的水平地面上,其外侧套着一个与方框边长相同的U 型金属框架MNPQ (下简称U 型框,U 型框与方框架之间接触良好且无摩擦。
两个金属框每条边的质量均为m ,每条边的电阻均为r 。
(1将方框固定不动,用力拉动U 型框使它以速度v 0垂直NP 边向右匀速运动,当U 型框的MQ 端滑至方框的最右侧(如图所示时,方框上的bc 两端的电势差为多大?此时方框的热功率为多大?(2若方框不固定,给U 型框垂直NP 边向右的初速度v 0,如果U 型框恰好不能与方框分离,则在这一过程中两框架上产生的总热量为多少?(3若方框不固定,给U 型框垂直NP 边向右的初速度v (v >v 0,U 型框最终将与方框分离。
如果从U 型框和方框不再接触开始,经过时间t 方框最右侧和U 型框最左侧距离为s 。
求两金属框分离时的速度各为多大?ab 质量为100g ,用绝缘细线悬挂后,恰好与宽度为50cm 的光滑水平导轨MN 、PQ 良好接触,导轨上放有质量为200g 的另一导棒cd ,整个装置处于竖直向上的磁感强度B = 0.2T 的匀强磁场中,现将ab 棒拉起0.8m 高后无初速释放。
当ab 棒第一次摆到最低点与导轨瞬间接触后还能向左摆到0.45m 高处,(取g = 10m/s 2求:(1cd 棒获得的速度大小 (2瞬间通过ab 棒的电量 (3此过程中回路中产生的焦耳热7所示,水平的平行虚线间距为d =50cm ,其间有B=1.0T 的匀强磁场。
一个正方形线圈边长为l =10cm ,线圈质量m=100g ,电阻为R =0.020Ω。
开始时,线圈的下边缘到磁场上边缘的距离为h =80cm 。
将线圈由静止释放,其下边缘刚进入磁场和刚穿出磁场时的速度相等。
取g =10m/s 2,求: ⑪线圈进入磁场过程中产生的电热Q 。
⑫线圈下边缘穿越磁场过程中的最小速度v 。
⑬线圈下边缘穿越磁场过程中加速度的最小值a 。
图15 甲乙QQh 1 h 2如图所示,abcd 为交流发电机的矩形线圈,其面积为S ,匝数为n ,线圈电阻为r ,外电阻为R 。
线圈在磁感应强度为B 的匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴OO’匀速转动,角速度为。
若图中的电压表、电流表均为理想交流电表,求:(1此交流发电机产生感应电动势的最大值m E ;(2若从图示位置开始计时,写出感应电流随时间变化的函数表达式; (3交流电压表和交流电流表的示数; (4此交流发电机的输出功率P 出。
E ,内阻为r 。
与副线圈相连的负载电阻为R 。