2010年高中物理复合场问题分类精析1

2010年高中物理复合场问题分类精析1
2010年高中物理复合场问题分类精析1

2010年高中物理复合场问题分类精析

复合场问题综合性强,覆盖的考点多(如牛顿定律、动能定理、能量守恒和圆周运动),是理综试题中的热点、难点。复合场一般包括重力场、电场、磁场,该专题所说的复合场指的是磁场与电场、磁场与重力场、电场与重力场,或者是三场合一。所以在解题时首先要弄清题目是一个怎样的复合场。

一、无约束

1、 匀速直线运动

如速度选择器。一般是电场力与洛伦兹力平衡。 分析方法:先受力分析,根据平衡条件列方程求解

1、 设在地面上方的真空室内,存在匀强电场和匀强磁场.已知电场强度和磁感强度的方向是相同的,

电场强度的大小E =4.0V/m ,磁感强度的大小B =0.15T .今有一个带负电的质点以=υ20m/s 的速度在此区域内沿垂直场强方向做匀速直线运动,求此带电质点的电量q 与质量之比q/m 以及磁场的所有可能方向.

1、由题意知重力、电场力和洛仑兹力的合力为零,则有2

2)

()(Eq Bq mg +=υ=q 2

22E

B +υ,

则2

2

2

E

B g m

q +=

υ

,代入数据得,=m q / 1.96C/㎏,又==E B /tan υθ0.75,可见磁场是沿

着与重力方向夹角为75.0arctan =θ,且斜向下方的一切方向

2、(海淀区高三年级第一学期期末练习)15.如图28所示,水平放置的两块带电金属板a 、b 平行正对。极板长度为l ,板间距也为l ,板间存在着方向竖直向下的匀强电场和垂直于纸面向里磁感强度为B 的匀强磁场。假设电场、磁场只存在于两板间的空间区域。一质量为m 的带电荷量为q 的粒子(不计重力及空气阻力),以水平速度v 0从两极板的左端中间射入场区,恰好做匀速直线运动。求:

(1)金属板a 、b 间电压U 的大小;

(2)若仅将匀强磁场的磁感应强度变为原来的2倍,粒子将击中上极板,求粒子运动到达上极板时的动能大小;

(3)若撤去电场,粒子能飞出场区,求m 、v 0、q 、B 、l 满足的关系; (4)若满足(3)中条件,粒子在场区运动的最长时间。 2、(1)U=l v 0B ;(2)E K =

2

1m v 022

1-

qB l v 0;

(3)m

qBl v 40≤

或m

qBl v 450≥

;(4)

qB

m

π

3、两块板长为L=1.4m ,间距d=0.3m 水平放置的平行板,板间加有垂直于纸面向里,B=1.25T 的匀强磁场,如图所示,在两极板间加上如图所示电压,当t=0时,有一质量m=2?10-15Kg ,电量q=1?10-10C 带正电荷的粒子,以速度Vo=4×103m/s 从两极正中央沿与板面平行的方向射入,不计重力的影响, (1)画出粒子在板间的运动轨迹 (2)求在两极板间运动的时间 v 0

E

图28

B

b

a

q

l l

B

U

+ V O

U/?103V

0.5

1.5

1.0

答案:(1) 见下图

(2)两板间运动时间为 t=6.5?10-4s

解析:本题主要考查带电粒子在电磁复合场中的匀速圆周运动和匀速直线运动。

第一个10-4s 有电场,洛伦兹力F=qE=5?10-7N (方向向下),f=qvB=5?10-7N(方向向上),粒子作匀速直线运动,位移为x=v o t=0.4m ;

第二个10-4s 无电场时,做匀速圆周运动,其周期为T=

qB

m π2=1?10-4

s,

半径为R=

qB

mv =6.4?10-2m<

2

d 不会碰到板,粒子可以转一周

可知以后重复上述运动

粒子可在磁场里作三个完整的圆周运动,其轨迹如图 (2)直线运动知

x

L =

4

.04.1=3.5

由图像可得,粒子转了3周,所以 在两板间运动时间 T ’=3.5t+3T=6.5?10-4

s

4、如图3-4-2所示的正交电磁场区,有两个质量相同、带同种电荷的带电粒子,电量分别为q a 、、q b ,它们沿水平方向以相同速率相对着直线穿过电磁场区,则

( )

A .它们若带负电,则 q a 、>q b

B .它们若带负电,则 q a 、

C .它们若带正电,则 q a 、>q b

D .它们若带正电,则q a 、

5、如图3-4-8所示,在xoy 竖直平面内,有沿+x 方向的匀强电场和垂直xoy 平面指向纸内的匀强磁场,匀强电场的场强E =12N/C ,匀强磁场的磁感应强度B =2T .一质量m =4×10-5㎏、电量q =2.5×10-5C 的带电微粒,在xoy 平面内作匀速直线运动,当它过原点O 时,匀强磁场撤去,经一段时间到达x 轴上P 点,求:P 点到原点O 的距离和微粒由O 到P 的运动时间.

6、如图3-4-9所示,矩形管长为L ,宽为d ,高为h ,上下两平面是绝缘体,

相距为d 的两个侧面为导体,并用粗导线MN 相连,令电阻率为ρ的水银充满管口,源源不断地流过该矩形管.若水银在管中流动的速度与加在管两端的压强差成正比,且当管的两端的压强差为p 时,水银的流速为v 0.今在矩形管所在的区域加一与管子的上下平面垂直的匀强磁场,磁感应强度为B (图中未画出).稳定后,试求水

银在管子中的流速.

v o t v o t 2

1v o t

v o t

图10-5

a

b

图3-4-2

O

B E P

y

x

d

h

N M

L

7、如图3-4-10所示,两水平放置的金属板间存在一竖直方向的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B ,一质量为4m 带电量为-2q 的微粒b 正好悬浮在板间正中央O 点处,另一质量为m 的带电量为q 的微粒a ,从P 点以一水平速度v 0(v 0未知)进入两板间正好做匀速直线运动,中途与B 相碰.

(1) 碰撞后a 和b 分开,分开后b 具有大小为0.3v 0的水平向右的速度,且电量为-q/2.分开后瞬

间a 和b 的加速度为多大?分开后a 的速度大小如何变化?假如O 点左侧空间足够大,则分开后a 微粒运动轨迹的最高点和O 点的高度差为多少?(分开后两微粒间的相互作用的库仑力不计)

(2) 若碰撞后a 、b 两微粒结为一体,最后以速度0.4 v 0从H 穿出,求H 点与O

点的高度差.

8、在平行金属板间,有如图1-3-31所示的相互正交的匀强电场的匀强磁场.α粒子以速度v 0从两板的正中央垂直于电场方向和磁场方向射入时,恰好能沿直线匀速通过.供下列各小题选择的答案有: A .不偏转 B .向上偏转 C .向下偏转

D .向纸内或纸外偏转

⑴若质子以速度v 0从两板的正中央垂直于电场方向和磁场方向 射入时,将 ( A )

⑵若电子以速度v 0从两板的正中央垂直于电场方向和磁场方向射入时,将 ( A )

⑶若质子以大于的v 0速度,沿垂直于匀强电场和匀强磁场的方向从两板正中央射入,将( B ) ⑷若增大匀强磁场的磁感应强度,其它条件不变,电子以速度v 0沿垂直于电场和磁场的方向,从两板正中央射入时,将( C )

9、电磁流量计广泛应用于测量可导电流体(如污水)在管中的流量(在单位时间内通过管内横截面的流体的体积).为了简化,假设流量计是如图1-3-37所示的横截面为长方形的一段管道,其中空部分的长、宽、高分别为图中的a 、b 、c .流量计的两端与输送流体的管道相连接(图中虚线).图中流量计的上下两面是金属材料,前后两面是绝缘材料.现于流量计所在处加磁感应强度为B 的匀强磁场,磁场方向垂直于前后两面.当导电流体稳定地流经流量计时,在管外将流量计上、下两表面分别与一串接了电阻R 的电阻的两端连接,I 表示测得的电流值.已知流体的电阻率为ρ,不计电流表的内阻,则可求得流量为 ( A ) A .

)

(a c bR B

I ρ

+ B .)(c

b aR B

I ρ+ C .)(b

a cR B

I ρ+ D .)(a

bc R B

I ρ+

2、匀速圆周运动

当带电粒子所受的重力与电场力平衡时,带电粒子可以在洛伦兹力的作用下,在垂直于磁场的平面内做匀速圆周运动。无约束的圆周运动必为匀速圆周运动。

分析方法:先受力分析, 一般是洛伦兹力提供向心力,然后根据牛顿定律和匀速圆周运动知识,以及其他力平衡条件列方程求解。

b

a

P

O H

图图

1-3-31 图1-3-37

O

1、 一带电液滴在如图3-13所示的正交的匀强电场和匀强磁场中运动.已知电场强度为E ,竖直向下;磁感强度为B ,垂直纸面向内.此液滴在垂直于磁场的竖直平面内做匀速圆周运动,轨道半径为R .问:

(1)液滴运动速率多大?方向如何?(2)若液滴运动到最低点A 时分裂成两个液滴,其中一个在原运行方向上作匀速圆周运动,半径变为3R ,圆周最低点也是A ,则另一液滴将如何运动?

(1)Eq=mg ,知液滴带负电,q=mg/E ,R

m Bq 2

υυ=,E

BRg m

BqR ==υ.(2)设半

径为3R 的速率为v 1,则R

m q B

32/2

2

11υυ=

,知υυ3331==

=

E

B g R m

B q R ,由动量守恒,

212

121υυυm m m +

=

,得v 2=—v .则其半径为R Bq

m Bq m r ==?=

υυ2

2

22/.

2、如图1-3-33,在正交的匀强电磁场中有质量、电量都相同的两滴油.A 静止,B 做半径为R 的匀速圆周运动.若B 与A 相碰并结合在一起,则它们将 ( B ) A .以B 原速率的一半做匀速直线运动 B .以R /2为半径做匀速圆周运动 C . R 为半径做匀速圆周运动

D .做周期为B 原周期的一半的匀速圆周运动

3、在真空中同时存在着竖直向下的匀强电场和水平方向的匀强磁场,如图1-3-39所示,有甲、乙两个均带负电的油滴,电量分别为q 1和q 2,甲原来静止在磁场中的A 点,乙在过A 点的竖直平面内做半径为r 的匀速圆周运动.如果乙在运动过程中与甲碰撞后结合成一体,仍做匀速圆周运动,轨迹如图所示,则碰撞后做匀速圆周运动的半径是多大?原来乙做圆周运动的轨迹是哪一段?假设甲、乙两油滴相互作用的电场力很小,可忽略不计.

B

q q v m m r )()(2121++=

';DMA 是

4、 如图1-3-41所示的空间,匀强电场的方向竖直向下,场强为E 1,匀强磁场的方向水平向外,磁感应强度为B .有两个带电小球A 和B 都能在垂直于磁场方向的同一竖直平面内做匀速圆周运动(两小球间的库仑力可忽略),运动轨迹如图。已知两个带电小球A 和B 的质量关系为m A =3m B ,轨道半径为R A =3R B =9cm .

(1) 试说明小球A 和B 带什么电,它们所带的电荷量之比q A : q A 等于多少? (2) 指出小球A 和B 的绕行方向?

(3) 设带电小球A 和B 在图示位置P 处相碰撞,且碰撞后原先在小圆轨道上运动的带电小球B 恰好能沿大圆轨道运动,求带电小球A 碰撞后所做圆周运动的轨道半径(设碰撞时两个带电小球间电荷量不转移)。 答案:都带负电荷,

1

3q q B

A =;都相同;cm R A 7='

5、如图1-3-52甲所示,空间存在着彼此垂直周期性变化的匀强电场和匀强磁场,磁场和电场随时间变化分别如图中乙、丙所示(电场方向竖直向上为正,磁场方向垂直纸面水平向里为正),某时刻有一带电液滴从A 点以初速v 开始向右运动,图甲中虚线是液滴的运动轨迹(直线和半圆相切于A 、B 、C 、D 四点,图中E 0和B 0都属未知)

(1) 此液滴带正电还是带负电?可能是什么时刻从A 点开始运动的?

(2) 求液滴的运动速度和BC 之间的距离.

图1-3-33

图1-3-39

R A

R

E

B

P

图1-3-41

(1)、带正电,可能是s n 10

)34(π-(n=1,2,3,…) (2)2m/s, 0.4m

6、(18分)如图所示,半径R=0.8m 的四分之一光滑圆弧轨道位于竖直平面内,与长CD=2.0m 的绝缘水平面平滑连接,水平面右侧空间存在互相垂直的匀强电场和匀强磁场,电场强度E=40N/C ,方向竖直向上,磁场的磁感应强度B=1.0T ,方向垂直纸面向外。两个质量无为m=2.0×10-6kg 的小球a 和b ,a 球不带电,b 球带q=1.0×10-6C 的正电并静止于水平面右边缘处.将a 球从圆弧轨道项端由静止释放,运动到D 点与b 球发生正碰,碰撞时间极短,碰后两球粘合在一起飞入复合场中,最后落在地面上的P 点,已知小球a 在水平面上运动时所受的摩擦阻力f =0.1mg,,ND PN 3=,取g=10m/s 2。a 、b 均可作为质点。求

(1)小球a 与b 相碰后瞬间速度的大小v ;

(2)水平面离地面的高度h ;

(3)从小球a 开始释放到落地前瞬间的整个运动过程中,ab 系统损失的机械能△E 。

6、(18分)

(1)(6分)设a 球到D 点时的速度为v D ,从释放至D 点

根据动能定理 22

1

1.0D

mv

CD mg mgR =

?- (3分)

对a 、b 球,根据动量守恒定律 mv D =2mv (2分) 解得 v=1.73m/s (1分)]

(2)(6分)两球进入处长合场后,由计算可知Eq=2mg

两球在洛仑兹力作用下做匀速圆周运动轨迹示意图 如右图所示 (1分) 洛仑兹力提供向心力r

v

m

evB 2

2= (2分)

由图可知 r=2h (2分) 解得 m m h 46.332== (1分)

(3)(6分)ab 系统损失的机械能

2

22

1)(mv mgh h R mg E ?-

++=? (4分)

或Eqh mv

mv CD mg E D

+?-

+?=?2

222

12

11.0

解得J E 4

10

48.1-?=? (2分)

3、受力及能的转化

1、如图10-2所示,带电平行板中匀强电场竖直向上,匀强磁场方向垂直纸面向里,某带电小球从光滑绝缘轨道上的a 点滑下,经过轨道端点P 进入板间后恰好沿水平方向做直线运动,现使小球从稍低些的b 点开始自由滑下,在经过P 点进入板间的运动过程中,以下分析正确的是 ( )

A.其动能将会增大 B .其电势能将会增大

C.小球所受洛伦兹力增大 D .小球所受的电场力将会增大 答案:ABC +

-

a b p

图10-1

解析:本题考查带电粒子在复合场中的受力及能的转化。

从a 点滑下进入板间能做匀速直线则受力平衡有qE+qvB=mg ,。可判断小球带正电

从a 点下落有qE+qvB=mg ,从b 点进入初速度变小所以qvB 变小,轨迹将向下偏合外力做正功动能变大,速度变大,qvB 变大。克服电场力做功电势能变大。电场力不变故选ABC

2、有一带电量为q ,重为G 的小球,由两竖直的带电平行板上方自由落下,两板间匀强磁场的磁感强度为B ,方向如图1-3-34,则小球通过电场、磁场空间时 ( A ) A .一定作曲线运动 B .不可能作曲线运动

C .可能作匀速运动

D .可能作匀加速运动

4、复杂的曲线运动

当带电粒子所受的合外力是变力,且与初速度方向不在同一直线上,粒子做非匀变速曲线运动,这时粒子的运动轨迹不是圆弧,也不是抛物线,也不可能是匀变速。有洛伦兹力作用的曲线运动不可能是类抛体运动。

处理方法:一般应用动能定理或能量守恒定律列方程求解

1、如图3-4-1所示,带电平行板中匀强电场竖直向上,匀强磁场方向垂直纸面向里,某带电小球从光滑绝缘轨道上的a 点滑下,经过轨道端点

P 进入板间后恰好沿水平方向做直线运动,现使小球从稍低些的b 点开始

自由滑下,在经过P 点进入板间的运动过程中 ( )

A . 能将会增大

B .其电势能将会增大

C . 洛伦兹力增大

D .小球所受的电场力将会增大

2、如图1-3-32所示,空间存在竖直向下的匀强电场和垂直纸面向外的匀强磁场,一带电液滴从静止

自A 点沿曲线ACB 运动,到达B 点时速度为零.C 点是运动的最低点,以下说法中正确的是 ( ABD )

A .液滴一定带负电

B .液滴在

C 点动能最大

C .液滴受摩擦力不计,则机械能守恒

D .液滴在C 点的机械能最小

二、有约束 1、直线运动

1、如图所示,套在足够长的绝缘粗糙直棒上的带正电小球,其质量m ,带电量q ,小球可在棒上滑动,现将此棒竖直放入沿水平方向且互相垂直的匀强磁场和匀强电场中,设小球电荷量不变,小球由静止下滑的过程中

A :小球速度一直增大,直到最后匀速

B :小球加速度一直增大

C :小球对杆的弹力一直减小

D :小球所受的洛伦兹力一直增大,直到最后不变 答案:AD E

B +

-

a

b

p

图3-4-1

B A

C

图3-3-33

图1-3-32 图1-3-34

解析:本题主要考查带电粒子在复合场中的复杂运动 小球静止加速下滑,f 洛=Bqv 在不断增大,开始一段 f 洛

m

f m

g -,其中f=μN ,随着速度的不断增大,f 洛增大,弹力

减小,加速度随之增大。当f 洛=F 电时,加速度达到最大,以后f 洛>F 电,水平方向f 洛=N +F 电,随着速度的增大,N 不断变大,摩擦力变大加速度减小,当f=mg 时,加速度a=0,此后小球做匀速直线运动。由以上分析可知AD 正确。

2、如图3-4-7所示,质量为m ,电量为Q 的金属滑块以某一初速度沿水平放置的木板进入电磁场空间,匀强磁场的方向垂直纸面向里,匀强电

场的方向水平且平行纸面;滑块和木板间的动摩擦因数为μ,已知滑块由

A 点至

B 点是匀速的,且在B 点与提供电场的电路的控制开关K 相碰,使

电场立即消失,滑块也由于碰撞动能减为碰前的1/4,其返回A 点的运动恰好也是匀速的,若往返总时间为T ,AB 长为L ,求:

(1) 滑块带什么电?场强E 的大小和方向? (2) 磁感应强度的大小为多少? (3) 摩擦力做多少功?

3、足够长的光滑绝缘槽,与水平方向的夹角分别为α和β(α<β,如图1-3-35所示,加垂直于纸面向里的磁场,分别将质量相等,带等量正、负电荷的小球a 和b ,依次从两斜面的顶端由静止释放,关于两球在槽上的运动,下列说法中正确的是 ( ACD ) A . 在槽上a 、b 两球都做匀加速直线运动,a a >a b

B . 在槽上a 、b 两球都做变加速直线运动,但总有a a >a b

C . a 、b 两球沿直线运动的最大位移 分别为S a 、S b ,则S a <S b

D . a 、b 两球沿槽运动的时间分别为t a 、t b ,则t a <t b

4、如1-3-38图,光滑绝缘细杆MN 处于竖直平面内,与水平面夹角为37°,一个范围较大的磁感强度为B 的水平匀强磁场与杆垂直,质量为m 的带电小球沿杆下滑到图中的P 处时,向左上方拉杆的力为0.4mg ,已知环带电量为q .求 ⑴环带何种电荷? ⑵环滑到P 处时速度多大? ⑶在离P 多远处环与杆之间无弹力作用? ⑴负电 ⑵qB

mg v 2.11=

⑶2

2

2

32B

q g m s

=

5、如图1-3-53所示,虚线上方有场强为E 1=6×104N/C 的匀强电场,方向竖直向上,虚线下方有场强为E 2的匀强电场,电场线用实线表示,另外,在虚线上、下方均有匀强磁

场,磁感应强度相等,方向垂直纸面向里,ab 是一长为L =0.3m 的绝缘细杆,沿E 1电场线方向放置在虚线上方的电、磁场中,b 端在虚线上,将一套在ab 杆上的带电量为q= -5×10-8C 的带电小环从a 端由静止释放后,小环先作加速运动而后作匀速运动到达b 端,小环与杆间的动摩擦因数μ=0.25,不计小环的重力,小环脱离ab 杆后在虚线下方仍沿原方向作匀速直线运动.

(1)请指明匀强电场E 2的场强方向,说明理由,并计算出场强E 2的大小;

(2)若撤去虚线下方电场E 2,其他条件不变,小环进入虚线下方区域后运动轨迹是半径为L /3的半圆,小环从a 到b 的运动过程中克服摩擦力做的功为多少?

C /N 104.25

1

2?==

μ

E E ;L qE W f 1)161(

-=μ

J 1034-?-=

B

A

K

m

图1-3-35

M

N 图1-3-38

2、圆周运动

1、如图所示,半径为R 的环形塑料管竖直放置,AB 为该环 的水平直径,且管的内径远小于环的半径,环的AB 及其以 下部分处于水平向左的匀强电场中,管的内壁光滑。现将一

质量为m ,带电量为+q 的小球从管中A 点由静止释放,已知

qE =mg ,以下说法正确的是

A.小球释放后,到达B 点时速度为零,并在BDA 间往复运动

B.小球释放后,第一次达到最高点C 时对管壁无压力

C.小球释放后,第一次和第二次经过最高点C 时对管壁的压力之比为1:5

D.小球释放后,第一次经过最低点D 和最高点C 时对管壁的压力之比为5:1

答案:CD

解析:本题主要考查复合场中有约束的非匀速圆周运动

由到电场力做正功2qER 重力做正功mgR 都做正功, B 点速度不为零故A 选项错 第一次到达C 点合外力做功为零由动能定理知C 点速度为零,合外力提供向心力F N -mg=0

F N =mg 所以B 选项错,第一次经过C 点时对管壁的压力为mg ,从A 点开始运动到第二次经过C 点时合外力做功为4qER-mgR=

2

1mv 2,C 点的速度为v=gR 6,C 点合外力提供向心力F N ’+mg=

R

mv 2

,得F N ’=5mg

故C 选项正确。第一次经过D 点qER+mgR=

2

1mv D 2

v D=

gR 4,F ND -mg=

R

mv

D

2 所以F ND =5mg 故选项D 正确。

2、 如图3-14所示,半径为R 的光滑绝缘竖直环上,套有一电量为q 的带正电的小球,在水平正交的匀强电场和匀强磁场中.已知小球所受电场力与重力的大小相等.磁场的磁感强度为B .则

(1) 在环顶端处无初速释放小球,小球的运动过程中所受的最大磁场力. (2) 若要小球能在竖直圆环上做完整的圆周运动,在顶端释放时初速必须满足什么条件?

2、(1)设小球运动到C 处v c 为最大值,此时OC 与竖直方向夹角为α,由动能定理得:

ααυs in )c o s 1(2

12

E q R m g R m c ++=.而,mg Eq =故有

[

]

)

45sin(21)cos sin 1(2

12

ο

αααυ++

=++=mgR mgR m c .当0

45

=α时.动能有最大值

)21(+

mgR ,v c 也有最大值为)21(2+

Rg ,)21(2+

=Rg Bq f m .(2)设小球在最高点的速

度为v 0,到达C 的对称点D 点的速度为v d ,由动能定理知:

A

B

C

D

O

E

+q

E

B

O

v

P H

B

图10-2

)

21(45

sin )451(2

12

1202

-=--=-

mgR EqR mgR m m o

o d υυ,以0

>d υ代入,可得:

Rg )12(20->

υ.

3、质量为m ,电量为q 带正电荷的小物块,从半径为R 的1/4光滑圆槽顶点由静止下滑,整个装置处于电场强度E ,磁感应强度为B 的区域内,如图3-4-5所示.则小物块滑到底端时对轨道的压力为多大?

3、类平抛

4、类单摆 三、综合

1、长为L的细线一端系有一带正电的小球,电荷量为q ,质量为m 。另一端固定在空间的O点,加一均强电场(未画出),当电场取不同的方向时,可使小球绕O点以L为半径分别在不同的平面内做圆周运动.则:

(1)若电场的方向竖直向上,且小球所受电场力的大小等于小球所受重力的3倍

使小球在竖直平面内恰好能做圆周运动,求小球速度的最小值;

(2)若去掉细线而改为加一范围足够大的匀强磁场(方向水平且垂直纸面),磁感应强度B ,小球恰好在此区域做速度为v 的匀速圆周运动, ①求此时电场强度的大小和方向

②若某时刻小球运动到场中的P 点,速度与水平方向成45 o,如图10-2,则为保证小球在此区域能做完整的匀速圆周运动,P 点的高度H 应满足什么条件 答案:(1)gl v )13(-=

(2)① E=

q

mg ,方向竖直向上②H ≥

qB

mv

2)22(+

解析:本题考查带电小球在电场力和重力共同作用做圆周运动。

(1) 因电场力向上且大于重力,所以在最低点时具有最小速度,在最低点对小球受力分析如图10-3

由牛顿第二定律得 Eq +F-mg =

L

mv 2

F

Eq

Eq

F 合

θ Eq

θ E

o

m

q B

Eq =mg 3

当绳上拉力F 为零时速度最小,有

mg 3-mg =

L

mv 2

gl v )13(-=

即恰好做圆周运动的最小速度为gl v )13(-=

(2)①小球做匀速圆周运动只能由洛伦兹力提供向心力,则有mg=qE 解得E=q

mg ,方向竖直向上

②小球做匀速圆周,轨迹半径为R ,如图

F=qvB=m

R

v

2

R=

qB

mv

PN=(1+

2

2)R

H ≥

qB

mv

2)22(+

2、在某空间存在着水平向右的匀强电场和垂直于纸面向里的匀强磁场,如图所示,一段光滑且绝缘的圆弧轨道AC 固定在纸面内,其圆心为O 点,半径R = 1.8 m ,OA 连线在竖直方向上,AC 弧对应的圆心角

θ = 37°。今有一质量m = 3.6×10-4

kg 、电荷量q = +9.0×10-4

C 的带电小球(可视为质点),以v 0 =

4.0 m/s 的初速度沿水平方向从A 点射入圆弧轨道内,一段时间后从C 点离开,小球离开C 点后做匀速直线运动。已知重力加速度g = 10 m/s 2,sin37° = 0.6,cos =0.8,不计空气阻力,求: (1)匀强电场的场强E ;

(2)小球射入圆弧轨道后的瞬间对轨道的压力。

M

O

P

45 o

R

N

10-4

2、解:

(1)当小球离开圆弧轨道后,对其受力分析如图所示,

由平衡条件得:F 电 = qE = mgtan θ (2分) 代入数据解得:E =3 N/C (1分) (2)小球从进入圆弧轨道到离开圆弧轨道的过程中,由动能定理得:

F 电2

2

)cos 1(sin 2

02

mv mv mgR R -

=

--θθ

(2分)

代入数据得:s m v /5= (1分) 由θ

cos mg qvB F

==磁

(2分)

解得:B=1T (2分)

分析小球射入圆弧轨道瞬间的受力情况如图所示,

由牛顿第二定律得:R

mv mg Bqv

F

o

N

2

0=

-+ (2分)

代入数据得:N F N 3

102.3-?= (1分)

由牛顿第三定律得,小球对轨道的压力

N F F N N 3

'10

2.3-?== (1分)

四、分立的电场和磁场

1、如图所示,在xOy 平面内的第Ⅲ象限中有沿-y 方向的匀强电场,场强大小为E .在第I 和第II 象限有匀强磁场,方向垂直于坐标平面向里.有一个质量为m ,电荷量为e 的电子,从y 轴的P 点以初速度v 0垂直于电场方向进入电场(不计电子所受重力),经电场偏转后,沿着与x 轴负方向成450角进入磁场,并能返回到原出发点P.

(1)简要说明电子的运动情况,并画出电子运动轨迹的示意图; (2)求P 点距坐标原点的距离;

(3)电子从P 点出发经多长时间再次返回P 点?

答案:(1)如右图在电场做类平抛运动后再磁场做匀速圆周运动NP 两点 做匀速直线运动

(2)PO 间的距离为 eE

mv s 22

0=

(3)t=(4+3π)eE

mv o 83

解析:本题主要考查粒子在电场和磁场组成的复合场中的运动情况

(1)轨迹如图中虚线所示.设s OP =,在电场中偏转450,说明在M 点进入磁场时的速度是

02v ,

由动能定理知电场力做功2

02

1mv Ees =

,得t v s 2

0=

,由t v OM 0=,可知s OM 2=.由对称性,

从N 点射出磁场时速度与x 轴也成450,又恰好能回到P 点,因此s ON =.可知在磁场中做圆周运动的半径s R 25.1=;

(2) 由公式2

02

1mv Ees =

得PO 间的距离为 eE

mv s 22

0=

(3)在第Ⅲ象限的平抛运动时间为eE

mv v s t 00

12=

=

,在第IV 象限直线运动的时间为

eE

mv v s t 22200

3=

=

在第I 、Ⅱ象限运动的时间是eE

mv s R v R t 42322

3,224

3

2=

?=

?=

π,所以eE

mv t 8902π=

因此eE

mv t t t t 83)

34(0321π+=++=.

2、如图3-4-6所示,空间分布着图示的匀强电场E (宽为L )和匀强磁场B ,一带电粒子质量为m ,电量为q (重力不计).从A 点由静止释放后经电场加速后进入磁场,穿过中间磁场进入

右边磁场后能按某一路径再返回A 点而重复前述过程.求中间磁场的宽度d 和粒子的运动周期T .(虚线为分界线)

3、如图1-3-28,abcd 是一个正方形的盒子,在cd 边的中点有一小孔e ,盒子中存在着沿ad 方向的匀强电场,场强大小为E ,一粒子源不断地从a 处的小孔沿ab 方向向盒内发射相同的带电粒子,粒子的初速度为v 0,经电场作用后恰好从e 处的小孔射出,现撤去电场,在盒 子中加一方向垂直于纸面的匀强磁场,磁感应强度大小为B (图中未画出),粒子仍恰好从e 孔射出(带电粒子的重力和粒子之间的相互作用力均可忽略不计).问:⑴所加的磁场的方向如何?⑵电场强度E 与磁感应强度B 的比值为多大? 垂直面向外;

5v B E =

4、如图所示,两平行金属板A 、B 长l =8cm ,两板间距离d =8cm ,B 板比A 板电势高300V ,即U BA =300V 。一带正电的粒子电量q =10-10C ,质量m =10-20kg ,从R 点沿电场中心线垂直电场线飞入电场,初速度v 0=2×106m/s ,粒子飞出平行板电场后经过无场区域后,进入界面为MN 、PQ 间匀强磁场区域,从磁场的PQ 边界出来后刚好打在中心线上离PQ 边界4L/3处的S 点上。已知MN 边界与平行板的右端相距为L,两界面MN 、PQ 相距为L,且L =12cm 。求(粒子重力不计) (1)粒子射出平行板时的速度大小v ;

(2)粒子进入界面MN 时偏离中心线RO 的距离多远?

(3)画出粒子运动的轨迹,并求匀强磁场的磁感应强度B 的大小。

4、(20分)(1)粒子在电场中做类平抛运动

qE qU a m

m d

=

= ( 1分) 0

l t v = (1分)

竖直方向的速度0

mdv

qUl at v y

=

= (2分)

代入数据,解得: v y =1.5×106m/s (1分) 所以粒子从电场中飞出时沿电场方向的速度为:

226

0 2.510/y v v v m s =

+=? (1)

(2)设粒子从电场中飞出时的侧向位移为h, 穿过界面PS 时偏离中心线OR 的距离为y ,则: h=at 2/2 (1分)

即:2

()2qU l h m d v = (1分)

代入数据,解得: h =0.03m =3cm (1分)

带电粒子在离开电场后将做匀速直线运动,由相似三角形知识得:

图1-3-28

B

A v 0

R M N

L

P

S

O

l

L

4L/3

Q

22l

h l y L

=

+ (2分)

代入数据,解得: y =0.12m =12cm (1分)

(3)设粒子从电场中飞出时的速度方向与水平方向的夹角为θ,则:

34

y v tan v θ=

=

37θ=? (1分)

轨迹如图所示 (3分)

由几何知识可得粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径:

m L R 1.0sin 2==

θ(2分) 由: R

v

m

qvB 2

= (1分)

代入数据,解得:T qR

mv B 3

10

5.2-?==

(1分)

B

A v 0

R

M N

L P S O l

L 4L/3 Q )θ θ

带电粒子在复合场中的运动 高中物理专题 含解析

带电粒子在复合场中的运动目标: 1. 掌握带电粒子在电场、磁场中运动的特点 2. 理解复合场、组合场对带电粒子受力的分析。 重难点: 重点:带电粒子在电场、磁场中运动的特点;带电粒子在复合场中受力分析 难点:带电粒子在复合场中运动受力与运动结合。 知识: 知识点1 带电粒子在复合场中的运动 1.复合场的分类 (1)叠加场:电场、磁场、重力场共存,或其中某两场共存.

(2)组合场:电场与磁场各位于一定的区域内,并不重叠,或相邻或在同一区域电场、磁场交替出现. 2.带电粒子在复合场中的运动形式 (1)静止或匀速直线运动:当带电粒子在复合场中所受合外力为零时,将处于静止状态或做匀速直线 运动. (2)匀速圆周运动:当带电粒子所受的重力与电场力大小相等,方向相反时,带电粒子在洛伦兹力的 作用下,在垂直于匀强磁场的平面内做匀速圆周运动. (3)较复杂的曲线运动:当带电粒子所受合外力的大小和方向均变化,且与初速度方向不在同一直线 上,粒子做非匀变速曲线运动,这时粒子运动轨迹既不是圆弧,也不是抛物线. 易错判断 (1)带电粒子在复合场中不可能处于静止状态.(×) (2)带电粒子在复合场中可能做匀速圆周运动.(√) (3)带电粒子在复合场中一定能做匀变速直线运动.(×) 知识点2 带电粒子在复合场中的运动实例 1.质谱仪 (1)构造:如图所示,由粒子源、加速电场、偏转磁场和照相底片等构成. (2)原理:粒子由静止被加速电场加速,qU =1 2mv 2. 粒子在磁场中做匀速圆周运动,有qvB =m v 2 r . 由以上两式可得r =1 B 2mU q , m =qr 2B 22U , q m =2U B r . 2.回旋加速器 (1)构造:如图所示,D 1、D 2是半圆形金属盒,D 形盒的缝隙处接交流电源,D 形 盒处于匀强磁场中. (2)原理:交流电的周期和粒子做圆周运动的周期相等,粒子经电场加速,经磁 场回旋,由qvB =mv 2r ,得E km =q 2B 2r 2 2m ,可见粒子获得的最大动能由磁感应强

高中物理带电粒子在复合场中的运动真题汇编

一、带电粒子在复合场中的运动专项训练 1.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1v 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,以此类推.求: (1)粒子第一次经过电场的过程中电场力所做的功1W (2)粒子第n 次经过电场时电场强度的大小n E (3)粒子第n 次经过电场所用的时间n t (4)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,不要求标明坐标刻度值). 【来源】河北省衡水中学滁州分校2018届高三上学期全真模拟物理试题 【答案】(1)2 1132 mv W = (2)21(21)2n n mv E qd +=(3)12(21)n d t n v =+ (4)如图; 【解析】 (1)根据mv r qB =,因为212r r =,所以212v v =,所以22 1211122 W mv mv =-, (2) = , ,所以 . (3),,所以. (4)

2.如图所示,在平面直角坐标系xOy 中的第一象限内存在磁感应强度大小为B 、方向垂直于坐标平面向里的有界矩形匀强磁场区域(图中未画出);在第二象限内存在沿x 轴负方向的匀强电场。一粒子源固定在x 轴上坐标为(),0L -的A 点。粒子源沿y 轴正方向释放出速度大小为0v 的电子,电子通过y 轴上的C 点时速度方向与y 轴正方向成45α=角,电子经过磁场偏转后恰好垂直通过第一象限内与x 轴正方向成15β=角的射线OM 已知电子的质量为m ,电荷量为e ,不考虑粒子的重力和粒子之间的相互作用)。求: ()1匀强电场的电场强度E 的大小; ()2电子在电场和磁场中运动的总时间t ()3矩形磁场区域的最小面积min S 。 【来源】湖南省怀化市2019年高考物理一模物理试题 【答案】(1)20 2mv eL ;(2)0223L m v eB π+;203()mv eB 【解析】 【详解】 ()1电子从A 到C 的过程中,由动能定理得:2 20112 2 C eEL mv mv =- 0cos45C v v = 联立解得:2 2mv E eL =

(完整版)高中物理选修3-1静电场测试题单元测试及答案

静电场单元测试 一、选择题 1.如图所示,a 、b 、c 为电场中同一条电场线上的三点,c 为ab 的中点,a 、b 点的电势分别为φa =5 V ,φb =3 V ,下列叙述正确的是( ) A .该电场在c 点处的电势一定为4 V B .a 点处的场强一定大于b 处的场强 C .一正电荷从c 点运动到b 点电势能一定减少 D .一正电荷运动到c 点时受到的静电力由c 指向a 2.如图所示,一个电子以100 eV 的初动能从A 点垂直电场线方向飞入匀强电场,在B 点离开电场时,其速度方向与电场线成150°角,则A 与B 两点间的电势差为( ) A .300 V B .-300 V C .-100 V D .-100 3 V 3.如图所示,在电场中,将一个负电荷从C 点分别沿直线移到A 点和B 点,克服静电力做功相同.该电场可能是( ) A .沿y 轴正向的匀强电场 B .沿x 轴正向的匀强电场 C .第Ⅰ象限内的正点电荷产生的电场 D .第Ⅳ象限内的正点电荷产生的电场 4.如图所示,用绝缘细线拴一带负电小球,在竖直平面内做圆周运动, 匀强电场方向竖直向下,则( ) A .当小球运动到最高点a 时,线的张力一定最小 B .当小球运动到最低点b 时,小球的速度一定最大 C .当小球运动到最高点a 时,小球的电势能最小 D .小球在运动过程中机械能不守恒 5.在静电场中a 、b 、c 、d 四点分别放一检验电荷,其电量可变,但很小,结果测出检验电荷所受电场力与电荷电量的关系如图所示,由图线可知 ( ) A .a 、b 、c 、d 四点不可能在同一电场线上 B .四点场强关系是E c =E a >E b >E d C .四点场强方向可能不相同 D .以上答案都不对 6.如图所示,在水平放置的光滑接地金属板中点的正上方,有带正电的点电荷Q , 一表面绝缘带正电的金属球(可视为质点,且不影响原电场)自左以速度v 0开始在 金属板上向右运动,在运动过程中 ( ) A .小球做先减速后加速运动 B .小球做匀速直线运动 C .小球受的电场力不做功 D .电场力对小球先做正功后做负功 7.如图所示,一个带正电的粒子以一定的初速度垂直进入水平方向的匀强电场.若不计重

高中物理复合场专题复习(有界磁场)

习题课一 带电粒子在匀强磁场中的运动 一、带电粒子在直线边界磁场中的运动 1.基本问题 【例题1】如图所示,一束电子(电量为e)以速度V 垂直射入磁感应强度为B 、宽度为d 的匀强磁场,穿透磁场时的速度与电子原来的入射方向的夹角为300 .求: (1)电子的质量m (2)电子在磁场中的运动时间t 【小结】处理带电粒子在匀强磁场中的运动的方法: 1、 找圆心、画轨迹(利用F ⊥v 或利用弦的中垂线); 2、 定半径(几何法求半径或向心力公式求半径) 3、 求时间(t= 0360θ ×T或t= v s ) 注意:带电粒子在匀强磁场中的圆周运动具有对称性。 ① 带电粒子如果从一直线边界进入又从该边界射出,则其轨迹关于入射点和出射点线段的中垂线对称,入射速度方向、出射速度方向与边界的夹角相等; ② 在圆形磁场区域内,沿径向射入的粒子,必沿径向射出。 2.应用对称性可以快速地确定运动的轨迹。 【例题2】如图—所示,在y <0的区域内存在匀强磁场,磁场方向垂直于xy 平面并指向纸面外,磁感应强度为B.一带正电的粒子以速度υ0从O 点射入磁场,入射方向在xy 平面内,与x 轴正向的夹角为θ.若粒子射出磁场的位置与O 点的距离为l ,求该粒子的电量和质量之比 m q 。 【审题】本题为一侧有边界的匀强磁场,粒子从一侧射入,一定从边界射出,只要根据对称规律①画出轨迹,并应用弦切角等于回旋角的一半,构建直角三角形即可求解。 【解析】根据带电粒子在有界磁场的对称性作出轨迹,如图9-5所示,找出圆心A ,向x 轴作垂线,垂足为H ,由与几何关系得: R L s i n θ=1 2 ① 带电粒子在磁场中作圆周运动,由 qv B mv R 00 2 = 解得R mv qB = ② ①②联立解得 q m v LB =20sin θ 【总结】在应用一些特殊规律解题时,一定要明确规律适用的条件,准确地画出轨迹是关键。 2qBd m v = 303603d t T v π= =

高中物理静电场经典习题

1.(2012江苏卷).一充电后的平行板电容器保持两板间的正对面积、间距和电荷量不变,在两板间插入一电介质,其电容C 和两极板间的电势差U 的变化情况是( ) A .C 和U 均增大 B .C 增大,U 减小 C .C 减小,U 增大 D .C 和U 均减小 B 2(2012天津卷).两个固定的等量异号点电荷所产生电场的等势面如图中虚线所示,一带负电的粒子以某一速度从图中A 点沿图示方向进入电场在纸面内飞行,最后离开电场,粒子只受静电力作用,则粒子在电场中( ) A .做直线运动,电势能先变小后变大 B .做直线运动,电势能先变大后变小 C .做曲线运动,电势能先变小后变大 D .做曲线运动,电势能先变大后变小 C 3.(2012安徽卷).如图所示,在平面直角 中,有方向平行于坐标平面的匀强电场,其中坐标原点O 处的电势为0 V ,点A 处的电势为6 V, 点B 处的电势为3 V, 则电场强度的大小为 ( ) m 3 V/m V/m D. 1003 V/m A 4.(2012重庆卷).空中P 、Q 两点处各固定一个点电荷,其中P 点处为正点电荷,P 、Q 两点附近电场的等势面分布如题20图所示,a 、b 、c 、d 为电场中的四个点。则( ) A .P 、Q 两点处的电荷等量同种 B .a 点和b 点的电场强度相同 C .c 点的电热低于d 点的电势 D .负电荷从a 到c ,电势能减少 D 5.(2012海南卷)关于静电场,下列说法正确的是( ) O o x (cm) y (cm) A (6,0 B (0,3)

A.电势等于零的物体一定不带电 B.电场强度为零的点,电势一定为零 C.同一电场线上的各点,电势一定相等 D.负电荷沿电场线方向移动时,电势能一定增加 D 6.(2012山东卷).图中虚线为一组间距相等的同心圆,圆心处固 定一带正电的点电荷。一带电粒子以一定初速度射入电场,实线为 粒子仅在电场力作用下的运动轨迹,a、b、c三点是实线与虚线的 交点。则该粒子( ) A.带负电 B.在c点受力最大 C.在b点的电势能大于在c点的电势能 D.由a点到b点的动能变化大于有b点到c点的动能变化 CD 7.[2014·北京卷] 如图所示,实线表示某静电场的电场线,虚线表示该电场的等势面.下列判断正确的是( ) A.1、2两点的场强相等 B.1、3两点的场强相等 C.1、2两点的电势相等 D.2、3两点的电势相等

高中物理知识点整理复合场

高中物理知识点整理:复合场 高中物理知识点整理:复合场 复合场是指重力场、电场、磁场并存,或其中两场并存。分布方式或同一区域同时存在,或分区域存在。 复合场是高中物理中力学、电磁学综合问题的高度集中。既体现了运动情况反映受力情况、受力情况决定运动情况的思想,又能考查电磁学中的重点知识,因此,近年来这类题备受青睐。 通过上表可以看出,由于复合场的综合性强,覆盖考点较多,预计在2012年高考(微博)中仍是一个热点。 复合场的出题方式: 复合场可以图文形式直接出题,也可以与各种仪器(质谱仪,回旋加速器,速度选择器等)相结合考查。 一、重力场、电场、磁场分区域存在(例如质谱仪,回旋加速器) 此种出题方式要求熟练掌握平抛运动、类平抛运动、圆周运动的基本公式及解决方式。 重力场:平抛运动 电场:1.加速场:动能定理2.偏转场:类平抛运动或动能定理磁场:圆周运动 二、重力场、电场、磁场同区域存在(例如速度选择器) 带电粒子在复合场做什么运动取决于带电粒子所受合力及初速度,因此,把带电粒子的运动情况和受力情况结合起来分析是解决此类问题的关键。 (一)若带电粒子在复合场中做匀速直线运动时应根据平衡条件解题,例如速度选择器。则有Eq=qVB (二)当带电粒子在复合场中做圆周运动时, 则有Eq=mgqVB=mv2/R (2009年天津10题)如图所示,直角坐标系xOy位于竖直平面内,在水平的x轴下方存在匀强磁场和匀强电场,磁场的磁感应为B,方向垂直xOy平面向里,电场线平行于y轴。一质量为m、电荷量为q的带正电的小球,从y轴上的A点水平向右抛出,经x轴上的M 点进入电场和磁场,恰能做匀速圆周运动,从x轴上的N点第一次离

高中物理--静电场测试题(含答案)

高中物理--静电场测试题(含答案) 一、选择题(本题共10小题,每小题4分。在每个小题给出的四个选项中,至少有一个选项是正确的,全部选对的得4分,选不全的得2分,有选错或不答的得0分) 1.下列物理量中哪些与检验电荷无关? ( ) A .电场强度E B .电势U C .电势能ε D .电场力F 2.真空中两个同性的点电荷q 1、q 2 ,它们相距较近,保持静止。今释放q 2 且q 2只在q 1的库 仑力作用下运动,则q 2在运动过程中受到的库仑力( ) A .不断减小 B .不断增加 C .始终保持不变 D .先增大后减小 3.如图所示,在直线MN 上有一个点电荷,A 、B 是直线MN 上的两点,两点的间距为L , 场强大小分别为E 和2E.则( ) A .该点电荷一定在A 点的右侧 B .该点电荷一定在A 点的左侧 C .A 点场强方向一定沿直线向左 D .A 点的电势一定低于B 点的电势 4.在点电荷 Q 形成的电场中有一点A ,当一个-q 的检验电荷从电场的无限远处被移到电场中的A 点时,电场力做的功为W ,则检验电荷在A 点的电势能及电场中A 点的电势分别为( ) A .,A A W W U q ε=-= B .,A A W W U q ε==- C .,A A W W U q ε== D .,A A W U W q ε=-=- 5.平行金属板水平放置,板间距为0.6cm ,两板接上6×103V 电压,板间有一个带电液滴质量为4.8×10-10 g ,处于静止状态,则油滴上有元电荷数目是(g 取10m/s 2)( ) A .3×106 B .30 C .10 D .3×104 6.两个等量异种电荷的连线的垂直平分线上有A 、B 、C 三点,如图所示,下列说法正确的是

带电粒子在复合场中的运动-高中物理专题含解析)

带电粒子在复合场中的运动 目标: 1. 掌握带电粒子在电场、磁场中运动的特点 2. 理解复合场、组合场对带电粒子受力的分析。 重难点: 重点: 带电粒子在电场、磁场中运动的特点;带电粒子在复合场中受力分析 难点: 带电粒子在复合场中运动受力与运动结合。 知识: 知识点1 带电粒子在复合场中的运动 1.复合场的分类 (1)叠加场:电场、磁场、重力场共存,或其中某两场共存. (2)组合场:电场与磁场各位于一定的区域内,并不重叠,或相邻或在同一区域电场、磁场交替出现. 2.带电粒子在复合场中的运动形式 (1)静止或匀速直线运动:当带电粒子在复合场中所受合外力为零时,将处于静止状态或做匀速直线 运动. (2)匀速圆周运动:当带电粒子所受的重力与电场力大小相等,方向相反时,带电粒子在洛伦兹力的 作用下,在垂直于匀强磁场的平面内做匀速圆周运动. (3)较复杂的曲线运动:当带电粒子所受合外力的大小和方向均变化,且与初速度方向不在同一直线 上,粒子做非匀变速曲线运动,这时粒子运动轨迹既不是圆弧,也不是抛物线. 易错判断 (1)带电粒子在复合场中不可能处于静止状态.(×) (2)带电粒子在复合场中可能做匀速圆周运动.(√) (3)带电粒子在复合场中一定能做匀变速直线运动.(×) 知识点2 带电粒子在复合场中的运动实例 1.质谱仪 (1)构造:如图所示,由粒子源、加速电场、偏转磁场和照相底片等构成. (2)原理:粒子由静止被加速电场加速,qU =1 2mv 2 . 粒子在磁场中做匀速圆周运动,有qvB =m v 2 r . 由以上两式可得r m =qr 2B 22U , q m =2U B r . 2.回旋加速器

高中物理高分突破复合场物理大题

08高考最新模拟试题汇编之复合场 1.如图所示,光滑绝缘、相互垂直的固定挡板PO 、OQ 竖直放置于匀强电场E 中,场强方向水平向左且垂直于挡板PO .图中A 、B 两球(可视为质点)质量相同且带同种正电荷.当A 球受竖直向下推力F 作用时,A 、B 两球均紧靠挡板处于静止状态,这时两球之间的距离为L .若使小球A 在推力F 作用下沿挡板PO 向O 点移动一小段距离后,小球A 与B 重新处于静止状态.在此过程中(AC ) A.A 球对B 球作用的静电力减小 B.A 球对B 球作用的静电力增大 C.墙壁PO 对A 球的弹力不变 D.两球之间的距离减小则F 增大 2.如图所示,一束电子以大小不同的速率沿图示方向飞入横截面一正方形的匀强磁场区,下列判断正确的是:( .B ) A.电子在磁场中运动时间越长,其轨迹线越长 B.电子在磁场中运动时间越长,其轨迹线所对应的圆心角越大 C.在磁场中运动时间相同的电子,其轨迹线一定重合 D.电子的速率不同,它们在磁场中运动时间一定不相同 3.如图所示,空间的虚线框内有匀强电场,AA / 、BB / 、CC / 是该电场的三个等势面,相邻等势面间的距离为0.5cm,其中BB / 为零势能面.一个质量为m ,带电量为+q 的粒子沿AA / 方向以初动能E k ,自图中的P 点进入电场,刚好从C / 点离开电场。已知PA / =2cm 。粒子的重力忽略不计。下列说法中正确的是:(A ) A.该粒子到达C / 点时的动能是2E k , B.该粒子通过等势面BB / 时的动能是1.25E k , C.该粒子在P 点时的电势能是E k , D.该粒子到达C / 点时的电势能是0.5E k , 4.一带电粒子射入点电荷+Q 的电场中,仅在电场力作用下, 运动轨迹如图所示,则下列说法中正确的是 CD A .运动粒子可能带正电 B .运动粒子一定是从A 运动到B C .粒子在A 、B 间运动过程中加速度先变大后变小 D .粒子在A 、B 间运动过程中电势能先变小后变大 5.不考虑重力作用,从t =0时刻开始,下列各种随时间变化的电场中哪些能使原来静止的带电粒子做单向直线运动( A 、C , ) 6.如图所示,光滑的水平桌面放在方向竖直向下的匀强磁场中,桌面上平放着一根一端开口、内壁光滑的试管,试管底部有一 P Q F A B O E A / B / C / C B A v v 0 P B F

高中物理典型问题12等效重力场

等效重力场问题 一、在重力场中竖直平面问题 绳拉物体在竖直平面内做圆周运动规律 最高点 最低点(平衡位置) 临界最高点:重力提供向心力,速度最小 速度最大、拉力最大 二、在力场、电场等叠加而成的复合场问题 等效重力场:力场、电场等叠加而成的复合场。 重等效重力:重力、电场力的合力 处理思路:①受力分析,计算等效重力(重力与电场力的合力)的大小和方向 ②在复合场中找出等效最低点、最高点。过圆心做等效重力的平行线与圆相交。 ③根据圆周运动供需平衡结合动能定理列方程处理 例1.光滑绝缘的圆形轨道竖直放置,半径为R ,在其最低点A 处放一质量为m 的带电小球,整个空间存在匀强电场,使小球受到电场力的大小为mg 3 3,方向水平向右,现给小球一个水平向右的初速度0v ,使小球沿轨道向上运动,若小球刚好能做完整的圆周运动,求0v 及运动过程中的最大拉力 例2.如图所示,ABCD 为表示竖立放在场强为E=104V/m 的水平匀强电场中的绝缘光滑轨道,其中轨道的BCD 部分是半径为R 的半圆环,轨道的水平部分与半圆环相切A 为水平轨道的一点,而且 .2.0m R AB ==把一质量m=100g 、带电q=10-4C 的小球,放在水平轨道的A 点上面由静止开始被释放后, 在轨道的内侧运动。(g=10m/s 2)求: (1)它到达C 点时的速度是多大? (2)它到达C 点时对轨道压力是多大? (3)小球所能获得的最大动能是多少?

例3.在水平方向的匀强电场中,用长为 3L 的轻质绝缘细线悬挂一质量为m 的带电小球,小球静止在A 处,悬线与竖直方向成300角,现将小球拉至B 点,使悬线水平,并由静止释放,求小球运动到最低点D 时的速度大小 例4.如图所示,在沿水平方向的匀强电场中有一固定点 O ,用一根长度m L 40.0=的绝缘细绳把质量为kg m 10.0=、带有正电荷的金属小球悬挂在O 点,小球静止在B 点时细绳与竖直方向的夹角为 37=θ。现将小球拉至位置A 使细线水平后由静止释放,求: ⑴小球通过最低点C 时的速度的大小; ⑵小球通在摆动过程中细线对小球的最大拉力 (注:文档可能无法思考全面,请浏览后下载,供参考。可复制、编制,期待你的好评与关注!) O A B C E θ L +

高中物理静电场选择题专项练习doc资料

考查知识点:电荷及其守恒定律、带电体的基本性质 1.对物体带电现象的叙述,正确的是(D ) A.不带电的物体一定没有电荷B.带电物体一定具有多余的电子 C.一根带电的导体棒放在潮湿的房间,过了一段时间后,发现导体棒不带电了,这过程中电荷不守恒D.摩擦起电实际上是电荷从一个物体转移到另一个物体或者从物体的一部分转移到物体的另一部分的过程2、对物体带电现象的叙述,正确的是(B) A.物体带电一定是因为具有多余的电子B.摩擦起电实质上是电荷从一个物体转移到另一个物体的过程C.物体所带电荷量可能很小,甚至小于e D.电中和是等量异种电荷完全消失的现象 3.把一个带正电的金属小球A跟同样的不带电的金属球B相碰,两球都带等量的正电荷,这从本质上看是因为: (B) A.A球的正电荷移到B球上B.B球的负电荷移到A球上 C.A球的负电荷移到B球上D.B球的正电荷移到A球上 4.把两个完全相同的金属球A和B接触一下,再分开一小段距离,发现两球间互相排斥,则A、B两球原来的带电情况可能是(BCD ) A.A和B原来带有等量异种电荷B.A和B原来带有同种电荷 C.A和B原来带有不等量异种电荷D.A和B原来只有一个带电 考查知识点:库仑定律的应用 5.真空中有两个点电荷所带的电量分别是Q和2Q,相距为r时相互作用的静电力为F。如果它们之间的的距离减少为r/4,其余条件不变,则它们之间的静电力大小变为(C ) A、F/8 B、4F C、16F D、8F 6.真空中有两个静止的点电荷,它们之间的作用力为F ,若它们的带电量都增大为原来的2倍,距离减小为原来的1/2,它们之间的相互作用力变为( A ) A.16F B.4F C.F D.F / 2 7. 真空中有两个点电荷Q1和Q2,它们之间的静电力为F,下面哪些做法可以使它们之间的静电力变为 1.5F (A) A.使Q1的电量变为原来的2倍,Q2的电量变为原来的3倍,同时使它们的距离变为原来的2倍 B.使每个电荷的电量都变为原来的1.5倍,距离变为原来的1.5倍 C.使其中一个电荷的电量和它们的距离变为原来的1.5倍 D.保持它们的电量不变,使它们的距离变为原来的2/3倍 考查知识点:电场及电场强度 8.带电体周围存在着一种特殊物质,这种物质叫__电场________,电荷间的相互作用就是通过____电场_____发生的。 3.下列说法中正确的是(C ) A.电场强度反映了电场力的性质,因此电场中某点的场强与试探电荷在该点所受的电场力成正比。 B.电场中某点的场强等于F/q,与试探电荷的受力大小及电荷量有关。 C.电场中某点的场强方向即带正电的试探电荷在该点的受力方向。

高中物理专题:电场磁场与复合场

电场、磁场及复合场 【典型例题】 1.空间存在相互垂直的匀强电场E 和匀强磁场B ,其方向如图所示.一带电粒子+q 以初速度v 0垂直 于电场和磁场射入,则粒子在场中的运动情况可能是 ( ) A .沿初速度方向做匀速运动 B .在纸平面内沿逆时针方向做匀速圆周运动 C .在纸平面内做轨迹向下弯曲的匀变速曲线运动 D .初始一段在纸平面内做轨迹向下(向上)弯曲的非匀变速曲线运动 2.如图所示空间存在着竖直向上的匀强电场和垂直纸面向外的匀强磁场,一带电液滴从静止开始自A 沿曲线ACB 运动到B 点时,速度为零,C 是轨迹的最低点,以下说法中正确的是 ( ) A .液滴带负电 B .滴在C 点动能最大 C .若液滴所受空气阻力不计,则机械能守恒 D .液滴在C 点机械能最大 3.如图所示,一个带正电的滑环套在水平且足够长的粗糙绝缘杆上,整个装置处在与杆垂直的水平方向的匀强磁场中,现给滑环以水平向右的瞬时冲量,使滑环获得向右的初速,滑环在杆上的运动情况可能是 ( ) A .始终作匀速运动 B .先作加速运动,后作匀速运动 C .先作减速运动,后作匀速运动 D .先作减速运动,最后静止在杆上 4.如图所示,质量为m 、带电量为+q 的带电粒子,以初速度v 0垂直进入相互正交的匀强电场E 和匀 强磁场B 中,从P 点离开该区域,此时侧向位移为s (重力不计),则 ( ) A .粒子在P 点所受的磁场力可能比电场力大 B .粒子的加速度为(qE – qv 0B )/m C .粒子在P 点的速率为m qsE v 220 D .粒子在P 点的动能为mv 02 /2 – qsE 5.如图所示,质量为m ,电量为q 的正电物体,在磁感强度为B 、方向垂 直纸面向里的匀强磁场中,沿动摩擦因数为μ的水平面向左运动,物体运动初速度为v ,则 ( ) A .物体的运动由v 减小到零所用的时间等于mv /μ(mg+qvB ) B .物体的运动由v 减小到零所用的时间小于mv /μ(mg+qvB ) C .若另加一个电场强度为μ(mg+qvB )/q 、方向水平向左的匀强电场,物体做匀速运动 D .若另加一个电场强度为(mg+qvB )/q 、方向竖直向上的匀强电场,物体做匀速运动 6.如图所示,磁感强度为B 的匀强磁场,在竖直平面内匀速平移时,质量为m ,带电– q 的小球,用线悬挂着,静止在悬线与竖直方向成30°角的位置,则磁场的最小移动速度为 . 7.如图所示,质量为1g 的小环带4×10-4 C 正电,套在长直的绝缘杆上,两者间的动摩擦 因数μ = 0.2,将杆放入都是水平的互相垂直的匀强电场和匀强磁场中,杆所在的竖 直平面与磁场垂直,杆与电场夹角为37°,若E = 10N/C ,B = 0.5T ,小环从静止释放,求: ⑴ 当小环加速度最大时,环的速度和加速度; ⑵ 当小环速度最大时,环的速度和加速度. 8.如图所示,半径为R 的光滑绝缘竖直环上,套有一电量为q 的带正电的小球,在水平正交的匀强电场和匀强磁场中,已知小球所受的电场力与重力的大小相等.磁场的磁感强度为B ,求: ⑴ 在环顶端处无初速释放小球,小球运动过程中所受的最大磁场力; ⑵ 若要小球能在竖直圆环上做完整的圆周运动,在顶端释放时初速必须满足什么条件? 9.如图所示,匀强磁场沿水平方向,垂直纸面向里,磁感强度B =1T ,匀强电场方向水平向右,场强E = 103N/C .一带正电的微粒质量m = 2×10-6kg ,电量q = 2×10-6 C ,在此空间恰好作直线运动,问: ⑴ 带电微粒运动速度的大小和方向怎样? ⑵ 若微粒运动到P 点的时刻,突然将磁场撤去,那么经多少时间微粒到达Q 点?(设PQ 连线与电场方向平行) 10.如图所示,两块平行放置的金属板,上板带正电,下板带等量负电.在两板间有一垂直纸面向里 的匀强磁场.一电子从两板左侧以速度v 0沿金属板方向射入,当两板间磁场的磁感强度为B 1时,电子从a 点射出两板,射出时的速度为2v 0.当两板间磁场的磁感强度为B 2时,电子从b 点射出时的侧移量仅为从a 点射出时侧移量的1/4,求电子从b 点射出的速率. 11.如图所示,在一个同时存在匀强磁场和匀强电场的空间,有一个质量为m 的带电微粒,系于长为 l 的细丝线的一端,细丝线另一端固定于O 点.带电微粒以角速度ω在水平面内作匀速圆周运动,此时细线与竖直方向成30°角,且细线中张力为零,电场强度为E ,方向竖直向上. ⑴ 求微粒所带电荷的种类和电量; ⑵ 问空间的磁场方向和磁感强度B 的大小多大? ⑶ 如突然撤去磁场,则带电粒子将作怎样的运动?线中的张力是多大?

高中物理带电粒子在复合场中的运动的基本方法技巧及练习题及练习题

一、带电粒子在复合场中的运动专项训练 1.在xOy平面的第一象限有一匀强电磁,电场的方向平行于y轴向下,在x轴和第四象限的射线OC之间有一匀强电场,磁感应强度为B,方向垂直于纸面向里,有一质量为m,带有电荷量+q的质点由电场左侧平行于x轴射入电场,质点到达x轴上A点,速度方向与x 轴的夹角为φ,A点与原点O的距离为d,接着,质点进入磁场,并垂直与OC飞离磁场,不计重力影响,若OC与x轴的夹角为φ.求: ⑴粒子在磁场中运动速度的大小; ⑵匀强电场的场强大小. 【来源】带电粒子在复合场中的运动计算题 【答案】(1) (2) 【解析】 【分析】 【详解】 试题分析:(1)由几何关系得:R=dsinφ 由洛仑兹力公式和牛顿第二定律得 解得: (2)质点在电场中的运动为类平抛运动.设质点射入电场的速度为v0,在电场中的加速度为a,运动时间为t,则有:

v 0=vcosφ vsinφ=at d=v 0t 设电场强度的大小为E ,由牛顿第二定律得 qE=ma 解得: 2.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1v 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,以此类推.求: (1)粒子第一次经过电场的过程中电场力所做的功1W (2)粒子第n 次经过电场时电场强度的大小n E (3)粒子第n 次经过电场所用的时间n t (4)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,不要求标明坐标刻度值). 【来源】河北省衡水中学滁州分校2018届高三上学期全真模拟物理试题 【答案】(1)2 1132mv W = (2)21(21)2n n mv E qd +=(3)1 2(21)n d t n v =+ (4)如图; 【解析】 (1)根据mv r qB =,因为212r r =,所以212v v =,所以22 1211122 W mv mv =-, (2) = , ,所以

高中物理---《静电场》单元测试题

高中物理---《静电场》单元测试题 一、选择题(本题共10小题,每小题4分。在每个小题给出的四个选项中,至少有一个选项是正确的,全部选对的得4分,选不全的得2分,有选错或不答的得0分) 1. 下列物理量中哪些与检验电荷无关? ( ) A.电场强度E B.电势U C.电势能ε D.电场力F 2.真空中两个同性的点电荷q 1、q 2 ,它们相距较近,保持静止。今释放q 2 且q 2只在q 1的库 仑力作用下运动,则q 2在运动过程中受到的库仑力( ) A.不断减小 B.不断增加 C.始终保持不变 D.先增大后减小 3.如图所示,在直线MN 上有一个点电荷,A 、B 是直线MN 上的两点,两点的间距为L , 场强大小分别为E 和2E.则( ) A .该点电荷一定在A 点的右侧 B .该点电荷一定在A 点的左侧 C .A 点场强方向一定沿直线向左 D .A 点的电势一定低于B 点的电势 4.在点电荷 Q 形成的电场中有一点A ,当一个-q 的检验电荷从电场的无限远处被移到电场中的A 点时,电场力做的功为W ,则检验电荷在A 点的电势能及电场中A 点的电势分别为( ) A.,A A W W U q ε=-= B.,A A W W U q ε==- C.,A A W W U q ε== D.,A A W U W q ε=-=- 5.平行金属板水平放置,板间距为0.6cm ,两板接上6×103V 电压,板间有一个带电液滴质量为4.8×10 -10 g ,处于静止状态,则油滴上有元电荷数目是(g 取10m/s 2 )( ) A.3×106 B.30 C.10 D.3×104 6.两个等量异种电荷的连线的垂直平分线上有A 、B 、C 三点,如图所 示,下列说法正确的是( ) A .a 点电势比b 点高 B .a 、b 两点的场强方向相同,b 点场强比a 点大

高中物理静电场经典习题30道 带答案

一.选择题(共30小题) 1.(2014?山东模拟)如图,在光滑绝缘水平面上,三个带电小球a 、b 和c 分别位于边长为l 的正三角形的三个顶点上;a 、b 带正电,电荷量均为q ,c 带负电.整个系统置于方向水平的匀强电场中.已知静电力常量为k .若 三个小球均处于静止状态,则匀强电场场强的大小为( ) D c 的轴线上有a 、b 、 d 三个点,a 和b 、b 和c 、c 和d 间的距离均为R ,在a 点处有一电荷量为q (q >0)的固定点电荷.已知b 点处的场强为零,则d 点处场强的大小为(k 为静电力常量)( ) D 系数均为k 0的轻质弹簧绝缘连接.当3个小球处在静止状态时,每根弹簧长度为l .已知静电力常量为k ,若不考虑弹簧的静电感应,则每根弹簧的原长为( ) ﹣ 个小球,在力F 的作用下匀加速直线运动,则甲、乙两球之间的距离r 为( ) D

7.(2015?山东模拟)如图甲所示,Q1、Q2为两个被固定的点电荷,其中Q1带负电,a、b两点在它们连线的延长线上.现有一带负电的粒子以一定的初速度沿直线从a点开始经b点向远处运动(粒子只受电场力作用),粒子经过a、b两点时的速度分别为v a、v b,其速度图象如图乙所示.以下说法中正确的是() 8.(2015?上海二模)下列选项中的各圆环大小相同,所带电荷量已在图中标出,且电荷均匀分布,各圆环间 D 12 变化的关系图线如图所示,其中P点电势最低,且AP>BP,则() 以下各量大小判断正确的是()

11.(2015?丰台区模拟)如图所示,将一个电荷量为1.0×10C的点电荷从A点移到B点,电场力做功为2.4×10﹣6J.则下列说法中正确的是() 时速度恰好为零,不计空气阻力,则下列说法正确的是() 带电粒子经过A点飞向B点,径迹如图中虚线所示,以下判断正确的是() 实线所示),则下列说法正确的是()

高中物理 磁场(三)带电粒子在复合场中的运动(二)1

带电粒子在复合场中的运动(二) 1. 是否考虑粒子重力 (1) 对于微观粒子,如电子、质子、离子等,因为其重力一般情况下与电场力或磁场力相比太小,可以忽略;而对于一些实际物体,如带电小球、液滴、尘埃等一般应当考虑其重力。 (2) 在题目中有明确说明是否要考虑重力的,按题目要求处理。 (3) 不能直接判断是否要考虑重力的,在进行受力分析与运动分析时,要结合运动状态确定是否要考虑重力。 2.分析方法 (1) 弄清复合场的组成。如磁场、电场的复合,磁场、重力场的复合,磁场、电场、重力场三者的复合等。 (2) 正确受力分析,除重力、弹力、摩擦力外要特别注意静电力和磁场力的分析。 (3) 确定带电粒子的运动状态,注意运动情况和受力情况的结合。 (4) 分析流程

一、带电粒子在复合场中做直线运动 1.带电粒子在复合场中做匀速直线运动 【方法攻略】 粒子所受合外力为零时,所处状态一定静止或匀速直线运动。 类型一:粒子运动方向与磁场平行时(洛伦兹力为零),电场力与重力平衡,做匀速直线运动。 类型二:粒子运动方向与磁场垂直时,洛伦兹力、电场力与重力平衡,做匀速直线运动。正确画出受力分析图是解题的关键。 【典例3】如图所示,匀强电场方向水平向右,匀强磁场方向垂直于纸面向里,一质量为m、带电荷量为q的粒子以速度v与磁场垂直、与电场成450射入复合场中,恰能做匀速直线运动。求电场强度E的大小、磁感应强度B的大小。

【答案】 q mg E = qv mg B 2= 根据合外力为零可得 ?=45sin qvB mg ① ?=45cos qvB qE ② 由①式得qv mg B 2= ,由①②得q mg E = 【典例4】 设在地面上方的真空中,存在的匀强电场和匀强磁场,已知电场强度和磁感应强度的方向相同,电场强度的大小E =4.0V/m ,磁感应强度的大小B =0.15T ,今有一个带负电的质点以v =20m/s 的速度在此区域内沿垂直于场强方向做匀速直线运动,求此带电质点的电量与质量之比q/m 以及磁场所有可能的方向(角度可以用角度的正切值表示)。 【解析】(1)根据带电粒子做匀速直线运动的条件,可知带电粒子所受的电场力,重力、磁场力一定在同一竖直平面内,合力为零,如图所示,质点的速度方向一定垂直于纸面向外。

2014高中物理复合场问题经典分析教学提纲

2014年高中物理复合场问题分析 复合场问题综合性强,覆盖的考点多(如牛顿定律、动能定理、能量守恒和圆周运动),是理综试题中的热点、难点。复合场一般包括重力场、电场、磁场,该专题所说的复合场指的是磁场与电场、磁场与重力场、电场与重力场,或者是三场合一。所以在解题时首先要弄清题目是一个怎样的复合场。 一、无约束 1、 匀速直线运动 如速度选择器。一般是电场力与洛伦兹力平衡。 分析方法:先受力分析,根据平衡条件列方程求解 1、 设在地面上方的真空室内,存在匀强电场和匀强磁场.已知电场强度和磁感强度的 方向是相同的,电场强度的大小E =4.0V/m ,磁感强度的大小B =0.15T .今有一个带负电的质点以=υ20m/s 的速度在此区域内沿垂直场强方向做匀速直线运动,求此带电质点的电量q 与质量之比q/m 以及磁场的所有可能方向. 1、由题意知重力、电场力和洛仑兹力的合力为零,则有22)()(Eq Bq mg +=υ=q 222E B +υ, 则2 2 2 E B g m q +=υ,代入数据得,=m q / 1.96C/ ㎏,又==E B /tan υθ0.75,可见磁场是沿着与重力方向夹角为75.0arctan =θ,且斜向下方的一切方向 2、(海淀区高三年级第一学期期末练习)15.如图28所示,水平放置的两块带电金属 板a 、b 平行正对。极板长度为l ,板间距也为l ,板间存在着方向竖直向下的匀强电场和垂直于纸面向里磁感强度为B 的匀强磁场。假设电场、磁场只存在于两板间的空间区域。一质量为m 的带电荷量为q 的粒子(不计重力及空气阻力),以水平速度v 0从两极板的左端中间射入场区,恰好做匀速直线运动。求: (1)金属板a 、b 间电压U 的大小; (2)若仅将匀强磁场的磁感应强度变为原来的2倍,粒 子将击中上极板,求粒子运动到达上极板时的动能大小; (3)若撤去电场,粒子能飞出场区,求m 、v 0、q 、B 、l 满足的关系; (4)若满足(3)中条件,粒子在场区运动的最长时间。 2、(1)U=l v 0B ;(2)E K =21m v 0221 -qB l v 0;(3) m qBl v 40≤或m qBl v 450≥; (4) qB m π 3、两块板长为L=1.4m ,间距d=0.3m 水平放置的平行板,板间加有垂直于纸面向里, 图28 b q l

(新)高中物理静电场经典例题

一、选择题 1.下列公式中,既适用于点电荷产生的静电场,也适用于匀强电场的有①场强E=F/q ②场强E=U/d ③场强E=kQ/r 2 ④电场力做功W=Uq (A)①③ (B)②③ (C)②④ (D)①④ 2、已知A 为电场中一固定点,在A 点放一电量为q 的电荷,受电场力为F ,A 点的场强为E ,则 A .若在A 点换上-q ,A 点场强方向发生变化 B .若在A 点换上电量为2q 的电荷,A 点的场强将变为 2E C .若在A 点移去电荷q ,A 点的场强变为零 D .A 点场强的大小、方向与q 的大小、正负、有无均无关 3.如图所示,平行直线表示电场线,带没有标明方向,带电量为+1×10-2 C 的微粒在电场中只受电场力的作用,由A 点移到B 点,动量损失0.1J ,若点的电势为-10V ,则 A.B 点的电势为10V B.电场线的方向从右向左 C.微粒的运动轨迹可能是轨迹1 D.微粒的运动轨迹可能是轨迹2 4 、 两带电小球,电量分别为+q 和q -,固定在一长度为L 的绝缘细杆的两端,置于电场强度为E 的匀强电场中,杆与场强方向平行,其位 置如图10—48所示。若此杆绕过O 点垂直于杆的轴线转过?180,则在此转动过程中电场力做的功为( ) A. 零 B. qEL C. qEL 2 D. qEL π 5.两个相同的金属小球带正、负电荷,固定在一定得距离上,现把它们相碰后放置在原处, 则它们之间的库伦力与原来的相比将( ) A.变小 B.变大 C.不变 D.以上情况均有可能 6.如图所示,有一平行板电容器充电后带有等量异种电荷,然后与电源断开。下极板接地,两极板中央处固定有一个很小的负电荷,现保持两极板间距不变而使两极板左右水平错开一段很小的距离,则下列说法中正确的是( ) A .电容器两极板间电压值变大 B .电荷的电势能变大 C .负电荷所在处的电势升高 D .电容器两极板间的电场强度变小 7图10—55中实线是一簇未标明方向的由点电荷产生的电场线, 虚线是某一带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹,a 、b 是轨迹上的两点。若带电粒子在运动中只受电场力作用,根据此图可作出正确判断的是( ) A. 带电粒子所带电荷的符号 B. 带电粒子在a 、b 两点的受力方向 C. 带电粒子在a 、b 两点的速度何处较大 D. 带电粒子在a 、b 两点的电势能何处较大 8、如图,带电粒子P 所带的电荷量是带电粒子Q 的3倍,它们以相等的速度v 0从同一点出 发,沿着跟电场强度垂直的方向射入匀强电场,分别打在M 、N 点,若OM=MN ,则P 和Q 的 a b

高中物理复合场问题归纳.

高中物理复合场问题分类总结 高中物理复合场问题综合性强,覆盖的考点多(如牛顿定律、动能定理、能量守恒和圆周运动),是理综试题中的热点、难点。复合场一般包括重力场、电场、磁场,该专题所说的复合场指的是磁场与电场、磁场与重力场、电场与重力场,或者是三场合一。所以在解题时首先要弄清题目是一个怎样的复合场。 一、无约束 1、 匀速直线运动 如速度选择器。一般是电场力与洛伦兹力平衡。 分析方法:先受力分析,根据平衡条件列方程求解 1、 设在地面上方的真空室内,存在匀强电场和匀强磁场.已知电场强度和磁感强度的方 向是相同的,电场强度的大小E =4.0V/m ,磁感强度的大小B =0.15T .今有一个带负电的质点以=υ20m/s 的速度在此区域内沿垂直场强方向做匀速直线运动,求此带电质点的电量q 与质量之比q/m 以及磁场的所有可能方向. 解析:由题意知重力、电场力和洛仑兹力的合力为零,则有 22)()(Eq Bq mg +=υ=q 222E B +υ,则2 22E B g m q += υ,代入数据得,=m q / 1.96C/㎏, 又==E B /tan υθ0.75,可见磁场是沿着与重力方向夹角为75.0arctan =θ,且斜向下方的一切方向 2、(海淀区高三年级第一学期期末练习)15.如图28所示,水平放置的两块带电金属板a 、b 平行正对。极板长度为l ,板间距也为l ,板间存在着方向竖直向下的匀强电场和垂直于纸面向里磁感强度为B 的匀强磁场。假设电场、磁场只存在于两板间的空间区域。一质量为m 的带电荷量为q 的粒子(不计重力及空气阻力),以水平速度v 0从两极板的左端中间射入场区,恰好做匀速直线运动。求: (1)金属板a 、b 间电压U 的大小; (2)若仅将匀强磁场的磁感应强度变为原来的2倍,粒 子将击中上极板,求粒子运动到达上极板时的动能大小; (3)若撤去电场,粒子能飞出场区,求m 、v 0、q 、B 、l 满足的关系; (4)若满足(3)中条件,粒子在场区运动的最长时间。 解析:(1)U=l v 0B ;(2)E K =21m v 0221 -qB l v 0;(3)m qBl v 40≤或m qBl v 450≥ ;(4)qB m π 3、两块板长为L=1.4m ,间距d=0.3m 水平放置的平行板,板间加有垂直于纸面向里,B=1.25T 的匀强磁场,如图所示,在两极板间加上如图所示电压,当t=0时,有一质量m=2?10-15 Kg , 电量q=1?10-10 C 带正电荷的粒子,以速度Vo=4×103m/s 从两极正中央沿与板面平行的方向射入,不计重力的影响, (1)画出粒子在板间的运动轨迹 (2)求在两极板间运动的时间 图28 q l

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