《原卷版-2020年高考物理原创电磁组合场压轴计算题》由会员分享，可在线阅读，更多相关《原卷版-2020年高考物理原创电磁组合场压轴计算题（10页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、2020年高考物理原创电磁组合场压轴计算题1.如图所示，在一二象限内范围内有竖直向下的运强电场E，电场的上边界方程为。在三四象限内存在垂直于纸面向里，边界方程为的匀强磁场。现在第二象限中电场的上边界有许多质量为m，电量为q的正离子，在处有一荧光屏，当正离子达到荧光屏时会发光，不计重力和离子间相互作用力。（1）求在处释放的离子进入磁场时速度。（2）若仅让横坐标的离子释放，它最后能经过点，求从释放到经过点所需时间t.（3）若同时将离子由静止释放，释放后一段时间发现荧光屏上只有一点持续发出荧光。求该点坐标和磁感应强度。2.如图所示，相距3L的AB，CD两直线间的区域存在着两个大小不同，方向相反的有界
2、匀强电场，其中PT上方的电场I的场强方向竖直向下，PT下方的电场II的场强方向竖直向上，电场I的场强大小是电场的场强大小的两倍，在电场左边界AB上有点Q，PQ间距离为L。从某时刻起由Q以初速度v0沿水平方向垂直射入匀强电场的带电粒子，电量为q，质量为m。通过PT上的某点R进入匀强电场I后从CD边上的y点水平射出，其轨迹如图，若PR两点的距离为2L。不计粒子的重力。试求：（1）匀强电场I的电场强度E的大小和yT之间的距离；（2）有一边长为a，由光滑弹性绝缘壁围成的正三角形容器，在其边界正中央开有一小孔S，将其置于CD右侧且紧挨CD边界，若从Q点射入的粒子经AB，CD间的电场从S孔水平射入容器中。
3、欲使粒子在容器中与器壁多次垂直碰撞后仍能从S孔射出（粒子与绝缘壁碰撞时无机械能和电量损失），并返回Q点，需在容器中现加上一个如图所示的匀强磁场，粒子运动的半径小于，求磁感应强度B的大小应满足的条件以及从Q出发再返回到Q所经历的时间。3.如图所示为带电平行板电容器电容为C板长为L，两板间距离d，在PQ板的下方有垂直纸面向里的匀强磁场一个电荷量为，质量为m的带电粒子以速度从上板边缘沿平行于板的方向射入两板间结果粒子恰好从下板右边缘飞进磁场，然后又恰好从下板的左边缘飞进电场不计粒子重力试求：（1）板间匀强电场向什么方向?带电粒子带何种电荷?（2）求出电容器的带电量Q（3）匀强磁场的磁感应强度B的大小
4、；（4）粒子再次从电场中飞出时的速度大小和方向4.如图，在直角坐标xoy平面内有足够长的OP，OQ两挡板，O与平面直角坐标系xoy的坐标原点重合，竖直挡板OQ位于y轴上，倾斜挡板OP与OQ成=60角。平行正对的金属板A，B间距d=0.5 m，板长m，A板置于x轴上，B板的右侧边缘恰好位于OP上的一个小孔K处。现有一质子从AB左端紧贴A板处沿x轴正方向以ms的速度射入，能恰好通过小孔K。质子从小孔K射向位于OP，OQ两挡板间，存在磁感应强度B=0.2T，方向垂直纸面向里，边界为矩形的磁场区域。已知该粒子在运动过程中始终不碰及两挡板，且在飞出磁场区后能垂直打在OQ面上，质子比荷Ckg，重力不计，不
5、考虑极板外的电场。求：(1)A，B两板间电场强度大小E；(2)质子到达K点速度v的大小和方向；(3)所加矩形磁场的最小面积。5.如图所示，y，N为水平放置的平行金属板，板长和板间距均为2d。在金属板左侧板间中点处有电子源S，能水平发射初速为V0的电子，电子的质量为m，电荷量为e。金属板右侧有两个磁感应强度大小始终相等，方向分别垂直于纸面向外和向里的匀强磁场区域，两磁场的宽 度均为d。磁场边界与水平金属板垂直，左边界紧靠金属板右侧，距磁场右边界d处有一个荧光屏。过电子源S作荧光屏的垂线，垂足为O。以O为原点，竖直向下为正方向，建立y轴。现在y，N两板间加上图示电压，使电子沿SO方向射入板间后，恰
6、好能够从金属板右侧边缘射出进入磁场。(不考虑电子重力和阻力)(1)电子进人磁场时的速度v；(2)改变磁感应强度B的大小，使电子能打到荧光屏上，求磁场的磁感应强度口大小的范围；电子打到荧光屏上位置坐标的范围。6.如图所示，在坐标系xoy的第二象限内有沿y轴负方向的匀强电场，电场强度大小为E第三象限内存在匀强磁场I，y轴右侧区域内存在匀强磁场，I，磁场的方向均垂直于纸面向里。一质量为m，电荷量为+q的粒子自P（）点由静止释放，沿垂直于x轴的方向进入磁场I，接着以垂直于y轴的方向进入磁场，不计粒子重力(l)求磁场I的磁感应强度B1；(2)若磁场的磁感应强度B2=B1，粒子从磁场再次进入电场，求粒子第
7、二次离开电场时的横坐标；(3)若磁场的磁感应强度B2=3B1，求粒子在第一次经过y轴到第六次经过y轴的时间内，粒子的平均速度7.在xOy平面内，直线OP与y轴的夹角=45。第一，第二象限内存在方向分别为竖直向下和水平向右的匀强电场，电场强度大小均为E=1.0105N/C；在x轴下方有垂直于纸面向外的匀强磁场,磁感应强度B=0.1T，如图所示。现有一带正电的粒子从直线OP上某点A(-L,L)处静止释放。设粒子的比荷=4.0107C/kg，粒子重力不计。求：（1）若L=2cm，粒子进入磁场时与x轴交点的横坐标及粒子速度的大小和方向；（2）如果在直线OP上各点释放许多个上述带电粒子(粒子间的相互作用
8、力不计)，试证明各带电粒子进入磁场后做圆周运动的圆心点的集合为一抛物线。8.在物理学上，常利用测定带电粒子的受力情况来确定复合场中场强的大小和方向。如图 所示，在立方体区域内存在待测定的匀强电场和匀强磁场，在其左侧分别是加速电场和速度选择器，用于获取特定速度的带电粒子。装置中，灯丝A接入电源后发出电子，P为中央带小圆孔的竖直金属板，在灯丝A和金属板P之间接入电源甲，使电子加速；在间距为d的水平正对金属板C，D间接入电源乙，在板间形成匀强电场。C，D间同时存在垂直纸面向外，大小为B0的匀强磁场(左右宽度与两板相同）。现将电源甲，乙的输出电压分别调到U1，U2，使电子沿直线运动进入待测区域，如图中
9、虚线所示。电子质量为m，电量为e，重力不计，从灯丝出来的电子初速不计，整个装置置于真空室内。（1）用笔画线代替导线将电源甲，乙接人装置，以满足题中要求；（2）求电子从P板出来的速度v0及U1，U2。满足的关系式；（3）调节U1，U2使电子以不同的速度大小沿+X轴进入待测区域，测得电子刚连入时受力大小均为F，由此，你能推测出待测区域中电场或磁场的什么信息？（4）保持电子进入待测区域的速度大小仍为V0，转动待测区域（转动中电场，磁场相对坐标轴的方向不变），使电子沿Y轴或Z轴方向射入。测得电子刚射入时受力大小如下表所示，根据表中信息又能推测出待测区域中电场或磁场的什么信息？9.如图所示，在y轴的右侧
10、存在磁感应强度为B的方向垂直纸面向外的匀强磁场，在x轴的上方有一平行板式加速电场。有一薄绝缘板放置在y轴处，且与纸面垂直。现有一质量为m，电荷量为q的粒子由静止经过加速电压为U的电场加速，然后以垂直于板的方向沿直线从A处穿过绝缘板，而后从x轴上的D处以与x轴负向夹角为30的方向进入第四象限，若在此时再施加一个电场可以使粒子沿直线到达y轴上的C点(C点在图上未标出)。已知OD长为l，不计粒子的重力.求：(1)粒子射入绝缘板之前的速度；(2)粒子经过绝缘板时损失了多少动能 ？(3)所加电场的电场强度和带电粒子在y轴的右侧运行的总时间.10.为研究带电粒子在电，磁场中的 偏转情况，在XOy平面内加如
11、回所示的电场和磁场，第二象限-10cmX0区域内有垂直纸面向内的匀强磁场B. 其大小为0.2T; 在第一象限内有一电场强度方向沿y轴负方向且可沿x轴平移的条形匀强电，其宽度d=5cm. 在A(一6cm, 0)点有一粒子发射源，向x轴上方 180范围内发射大小为V=2.0*106m/s的负粒子，粒子的比荷q/m=2.0*108C/Kg,不计算粒子的重力和相互作用相对论效应。（1）.若粒子与X轴成300角方向射入磁场，求该粒子磁场中运动的时间;(2). 求从A处发射的所有粒子中与+y轴交点的最大值坐标:(3).当电场场左边界 与y轴重合时满足 (2) 问条件的粒于经过电场后恰好平行X轴从其右边界飞
12、出，求匀强电场的电场强度E的大小。（4）.现将条形电场沿X轴正向平移，电场的宽度和电场强度E仍保持不变，能让满足 第(2)问条件的粒子经过电场后从右边界飞出，在此情况下写出电场左边界的横來标X0与从电场右边界出射点的纵坐标y0的关系式，并在答题纸的相应位置绘出:绘出图线。11.如图所示，平行金属板右侧有一宽度为a的匀强磁场I，磁感应强度为B，方向垂直纸面向里。在磁场I的右侧存在范围足够大的匀强磁场，磁感应强度大小也为B，方向垂直纸面向外。现在正极板处有一带正电粒子（粒子重力不计），质量为m，电荷量为q，由静止开始经电场加速后，经右侧金属板狭缝沿x轴方向进入磁场（1）当加速电压UU0时，带电粒子
13、恰好可以到达磁场区域，的交界处，求加速电压U0；（2）当加速电压U2U0时，带电粒子进入磁场后经过时间t到达x轴，求运动时间t（可用反三角函数表示）；（3）当加速电压时，带电粒子可以沿进入磁场前的路径返回，求k值。12.一半径R=0.6m的金属圆筒有一圈细窄缝，形状如图所示。圆筒右侧与一个垂直纸面向里的有界匀强磁场相切于P，圆筒接地，圆心O处接正极，正极与圆筒之间的电场类似于正点电荷的电场，正极与圆筒之间电势差U可调。正极附近放有一粒子源（粒子源与正极O间距离忽略不计）能沿纸面向四周释放比荷q/m=1.5l05C/kg的带正电粒子（粒子的初速度，重力均不计）。带电粒子经电场加速后从缝中射出进入
14、磁场，已知磁场宽度d=0.4m，磁感应强度B=0.25T。（1）若U=750V，求：粒子达到细缝处的速度；若有一粒子在磁场中运动的时间最短，求此粒子飞出磁场时与右边界的夹角大小。（2）只要电势差U在合适的范围内变化，总有从向沿某一方向射出粒子经过磁场后又回到O处，求电势差U合适的范围。13.在水平光滑的绝缘如图所示的直角坐标系中，对于第I象限和第IV象限，其中一个象限有垂直纸面向外的匀强磁场B，另一象限有平行纸面的匀强电场E，一个比荷为= 2108C/kg的电荷，从坐标原点处以速度v0=4106m/s进入第IV象限，v0与x轴成45，已知电荷通过P(，0)点第一次经x轴进入第I象限，并且经过时
15、间t=2104s，以大小相同，方向相反的速度回到P(，0)点（1）问电荷带正电还是带负电，匀强电场存在哪个象限，方向如何?（2）求磁感应强度和电场强度的大小；（3）求电荷第三次经过x轴的位置（4）若电荷第三次经过x轴时突然改变匀强电场的大小，使电荷第四次回到x轴时恰好是P点，求改变后的电场强度大小14.如图所示，在xoy直角坐标系中，第象限内边长为L的正方形区域分布着方向垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为 B；第象限内分布着沿y轴正方向的以yL为边界的匀强电场，电场强度为E。粒子源P可以在第四象限内沿平行x轴方向来回移动，它可以产生初速度为零。带电荷量为+q，质量为m 的粒子，同时能使这些粒
16、子经过电压U加速，加速后的粒子垂直x轴进入磁场区域，假设粒子进入磁场时与x轴的交点坐标为（x,0），且0xL，加速电压U与横坐标x2的关系图象如图所示，不计粒子重力。(1)求粒子进入磁场的速度大小与x的关系式(2)推导粒子在磁场中作圆周运动的半径与x的关系式并求出粒子在磁场的运动时间(3)求粒子离开电场时的偏转角的正切值与粒子在磁场入射点的x坐标的关系式15.如图所示，垂直纸面的两平行金属板y，N之间加有电压，y板上O1处有一粒子源，可不断产生初速度为零的带正电粒子，粒子电荷量为q，质量为m，N板右侧是一半径为R的接地金属圆筒，圆筒垂直于纸面且可绕中心轴逆时针转动。O2为N板上正对O1的小孔，O3，
