物理高考真题汇编 磁场 - 图文(3)

【解析】（1）恒力F作用下ab最大速度为vm?4m/s 有F?mgsin??BIl?0 (2分)

I?Blvm (2分) RB2l2vm?F?mgsin?? (2分)

R

F?18N (1分)

（2）F?mgsin??BI?l?ma (2分)

Blv (1分) R将v?2m/s代入 I??B2l2vF?mgsin??R (2分) ?Q?ma?2m/s2 (1分)

(3)根据动能定理

1mv?2 (2分) 2根据图形可知：v??2.2m/s S数方格 (1分) Fs?mgssin??Q?1?Q?Fs?mgssin??mv?2 (2分)

2Q?3.80J (2分)

（3.70~3.90均给分）

17．辽宁省鞍山一中第三次模拟（10分）正方形金属线框abcd，每边长l?0.1km，回路总

电阻R?0.02?，用细线吊住，线的另一端跨过两个定滑轮，挂着一个质量为

M?0.14kg的砝码。线框上方为一磁感应强度B?0.5T的匀强磁场区，如图，线框

abcd在砝码M的牵引下做加速运动，当线框上边ab进入磁场后立即做匀速运动。接着线框全部进入磁场后又做加速运动（g=10m/s2）。问： （1）线框匀速上升的速度多大？

（2）线框匀速上升过程中，重物M做功多少？其中有多

少转变为电能？

【解析】（1）当线框上边ab进入磁场，线圈中产生感应电流I，线框的速度为v由于线框匀速运动，线框受力平衡，F+mg=Mg （2分） F=BIL （1分） E=BIv （1分）

联立解得 v=3.2m/s （2分） （2）重物M下降做的功为 W=MgL=0.14J （2分） 由能量守恒可得产生的电能为E电?Mgl?mgl?0.04J （2分）

18．辽宁省鞍山一中第三次模拟（16分）如图所示，在xoy坐标平面的第一象限内有一沿y

轴正方向的匀强电场，在第二象限有一与x轴负方向成45°夹角的匀强电场，场强是第一象限内匀强电场的场强的2倍，在第四象限内有一垂直于平面向内的匀强磁场，现有一质量为m，带电量为q的负粒子（重力不计）以初速度v0沿x轴负方向从坐标为（3L，L）的P点开始运动，接着进入磁场后由坐标原点O射出，射出时的速度方向与x轴负方向夹角为45°。求： （1）粒子在O点的速度大小。 （2）第一象限内的匀强电场的场强E。

（3）粒子从P点开始运动到第二次离开磁场所用的时间。

【解析】（1）粒子运动轨迹如图所示，设粒子在P点时 速度大小为v0，OQ段为四分之一圆弧，QP段为抛物 线，根据对称性可知，粒子在Q点的速度大小也为V， 方向与x轴正方向成45°。可得

v?v0/cos45?(2分)得,v?2v0 （1分）

（2）Q到P过程，由动能定理得qEL?1212mv?mv0 （3分） 222 即E?mv0/2qL （1分）

（3）在Q点时，vy?v0tan45??v0 （1分） 由P到Q过程中，竖直方向上有：qE?ma(1分)t1?

水平方向有：x1?v0t?2L （1分） 则OQ=3L-2L=L （1分） 得粒子在OQ段圆周运动的半径R?vya?2L （1分） v02L （1分） 212?R?L4? Q到O的时间：t2? （1分）

v4v0 设粒子到M点的速度为零则粒子从0到M点所用的时间为 t3?2M/v?2L/v0 （1分）

料子从P开始运动到第二次离开磁场所用的时间为

t=t1+2t2+2t3=（12L+πL）/2v0 （2分）

19.江西省重点中学第一次模拟(10分)如图所示，比荷为

q的负离子，以速度v垂直磁感应m强度为B的匀强磁场由．P点进入，界面I和Ⅱ平行，宽度为L(L<

mv)要使离子由界qB面II飞出可改变离子的入射方向，离子所受重力不计，求离子在磁场中运动时间的最小值和最大值 【解析】因为L1mv，所以粒子通过磁场的时间小于周期

4qBmv2mv由于q?B?得R?????①（1分）

RqB由于T?2?R?得T?2?m????②（1分） qB （1）当弦长最短，即由P进入Q飞出时，离子在磁场中运 动时间最短

tmin?aT?????③（1分） 2?aL??????④（1分） 22R从几何关系可知sin由①②③④得

tmin?2m?1qBL（1分） sinqB2m?PM?????????⑤（1分） 2R（2）当速度沿界面I竖直向上时，离子在磁场中运动时间最长 从几何关系可知sin?2? PM2?L2?MQ2?????????⑥（1分） MQ2?R2?(R?L)2????????⑦（1分） 由于tmax??T?????????????????⑧（1分） 2?2m?1qBL （1分） sinqB2m?R?L得????（1分） R由①②⑤⑥⑦⑧得tmax?解法二：由sin?QMO2? ???2?sin?1R?L?m??qBL??sin?1（2分） R2m?同理可得tmax?m?m??qBL(?sin?1（2分） qB2m?20．山西太原市第一次模拟（12分）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有平行边界的匀强磁场中，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，电荷量为e) 【解析】电子经电场加速后

12mv?eU????????????????????????① 2电子进入磁场后

R?mv??????????????????????????② eBR2?d2?(R?L)2?????????????????????③

2mUe???????????????????????④

B?d2?L22L

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