2022年高考物理第三轮复习专题三电场与磁场.docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载专题三 电场和磁场【方法归纳】一、场强、电势的概念 1、电场强度 E 定义：放入电场中某点的电荷受的电场力 F 与它的电量 q 的比值叫做该点的电场强度；数学表达式：E F / q,单位：V / m电场强度 E 是矢量,规定正电荷在电场中某点所受电场力的方向即为该点的电场强度的方向 场强的三个表达式表达式定义式打算式关系式EF/qEkQ rEU d选用对任何电场E 的大小只对真空的点电荷适用；只对匀强电场适用；及方向都适用； 与检验Q：是场源电荷的电量；U：电场中两点的电势差；范畴电荷的电量的大小、 电r：讨论点到场源电荷的距

2、d：两点间沿电场线方向的距性及存在与否无关；离；离；q：是检验电荷说明电场强度是描述电场力的性质的物理量；电场E 与 F、q 无关, 取决于电场本身；当空间某点的电场是由几个点电荷共同激发的,就该点的电场强度等于每个点电荷单独存在时所激发的电场在该点的场强的矢量和；比较电场中两点的电场强度的大小的方法：由于场强是矢量；比较电场强度的大小应比较其肯定值的大小,肯定值大的场强就大,肯定值小的场 强就小；在同一电场分布图上,观看电场线的疏密程度,电场线分布相对密集处,场强较大；电场较大；电 场线分布相对稀疏处,场强较小；形成电场的电荷为点电荷时,由点电荷场强公式EkQ可知,电场中距这个点电荷Q 较近

3、的点的r2场强比距这个点电荷Q 较远的点的场强大；匀强电场场强到处相等 等势面密集处场强大,等势面稀疏处场强小2、电势、电势差和电势能 定义：电势：在电场中某点放一个检验电荷q,如它具有的电势能为E,就该点的电势为电势能与电荷的比值；电场中某点的电势在数值上等于单位正电荷由该点移到零电势点时电场力所做的功；也等于该点相对零电 势点的电势差；电势差：电荷在电场中由一点A 移到另一点B 时,电场力做功WAB与电荷电量q 的比值,称为AB两点间的电势差,也叫电压；电势能：电荷在电场中所具有的势能；在数值上等于将电荷从这一点移到电势能为零处电场力所做的 功；名师归纳总结 定义式：UE或UABWAB,单

4、位： V 第 1 页,共 21 页qq- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - EUq学习必备欢迎下载单位： J 说明：电势具有相对性,与零电势的挑选有关,一般以大地或无穷远处电势为零；电势是标量,有正负,其正负表示该的电势与零电势的比较是高仍是低；电势是描述电场能的物理量,关于几个关系 关于电势、电势差、电势能的关系电势能是电荷与电场所共有的；电势、 电势差是由电场本身因素打算的,与检验电荷的有无没有关系；电势、电势能具有相对性,与零电势的挑选有关；电势差具有肯定性,与零电势的挑选无关；关于电场力做功与电势能转变的关系 电场力对电荷做了多少功,电势能就转变多

5、少；电荷克服电场力做了多少功,电势能就增加多少,电场力对电荷做了多少正功,电势能就削减多少,即WE；在学习电势能时可以将“ 重力做功与重力势能的变化” 作类比；关于电势、等势面与电场线的关系 电场线垂直于等势面,且指向电势降落最陡的方向,等势面越密集的地方,电场强度越大；比较电荷在电场中某两点的电势大小的方法：利用电场线来判定：在电场中沿着电场线的方向,电势逐点降低；利用等势面来判定：在静电场中,同一等势面上各的电势相等,在不同的等势面间,沿着电场线的 方向各等势面的电势越来越低；Ua利用运算法来判定：由于电势差UabUW ab,结合Uab0, 就UaUb； 如Uab0, 就qUabUaUb,

6、 如Uab0, 就aUb;如Ub比较电荷在电场中某两点的电势能大小的方法：利用电场力做功来判定：在电场力作用下,电荷总是从电势能大的地方移向电势能小的地方；这种 方法与电荷的正负无关；利用电场线来判定：正电荷顺着电场线的方向移动时,电势能逐步削减；逆着电场线方向移动时,电势能逐步增大；负电荷就相反；二、静电场中的平稳问题 电场力（库仑力）虽然在本质上不同于重力、弹力、摩擦力,但是产生的成效是听从牛顿力学中的所 有规律,所以在运算其大小、方向时应按电场的规律,而在分析力产生的成效时,应依据力学中解题思路 进行分析处理；对于静电场中的“ 平稳” 问题,是指带电体的加速度为零的静止或匀速直线运动状态

7、,属 于“ 静力学” 的范畴,只是分析带电体受的外力时除重力、弹力、摩擦力等等,仍需多一种电场而已；解 题的一般思维程序为：明确讨论对象 将讨论对象隔离出来,分析其所受的全部外力,其中电场力,要依据电荷的正负及电场的方始终判 断；依据平稳条件F0或Fx0,F y0列出方程解出方程,求出结果；三、电加速和电偏转1、带电粒子在电场中的加速名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 21 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载在匀强电场中的加速问题 一般属于物体受恒力 （重力一般不计） 作用运动问题； 处理的方法有两种：依据牛顿其次定律和运动学公式结合求解

8、依据动能定理与电场力做功,运动学公式结合求解基本方程：Uq12 mv 212 mv 1aEqEUv22 v 12 as222md在非匀强电场中的加速问题一般属于物体受变力作用运动问题；处理的方法只能依据动能定理与电场力做功,运动学公式结合求解；基本方程：Uq12 mv 212 mv 1222、带电粒子在电场中的偏转设极板间的电压为U,两极板间的距离为d ,极板长度为 L ；运动状态分析：带电粒子垂直于匀强电场的场强方向进入电场后,受到恒定的电场力作用,且与初速度方向垂直,因而做匀变速曲线运动类似平抛运动如图 1；运动特点分析：在垂直电场方向做匀速直线运动tv0tgyvxv0xv0tU,d 在平

9、行电场方向,做初速度为零的匀加速直线运动图 1 UqLvv yaty1 at 22LaEqUq通过电场区的时间：mdm0v粒子通过电场区的侧移距离：yUqL2粒子通过电场区偏转角：2 2mdv 02 mdv 0带电粒子从极板的中线射入匀强电场,其出射时速度方向的反向延长线交于入射线的中点；所以侧移距离也可表示为：yLtg2四、电容器的动态分析这类问题关键在于弄清晰哪些是变量；哪些是不变量；哪些是自变量；哪些是因变量；同时要留意对公式 C Q Q的懂得,定义式适用于任何电容器,而电容 C 与 Q、 U 无关；U U区分两种基本情形：一是电容器两极间与电源相连接,就电容器两极间的电势差 U 不变；

10、二是电容器充电后与电源断开,就电容器所带的电量 Q 保持不变；电容器结构变化引起的动态变化问题的分析方法 平行板电容器是电容器的一个抱负化模型,其容纳电荷的本事用电容 C 来描述,当转变两金属板间距 d、正对面积 S 或其中的介质时,会引起 C 值转变；给两个金属板带上等量异号电荷 Q 后,板间显现匀强电场 E,存在电势差 U；如转变上述各量中的任一个,都会引起其它量的变化；如两极板间一带电粒子,就其受力及运动情形将随之变化,与两极板相连的静电计也将有显示等等；名师归纳总结 解此类问题的关键是：先由电容定义式CQ、平行板电容器电容的大小C 与板距 d、正面积S、第 3 页,共 21 页U介质的

11、介电常数的关系式CS和匀强电场的场强运算式EU导出QCUSU,ddd- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载UQdQ,EQCSCd相连接？哪个极板接地？Q 等几个制约条件式备用；接着弄清三点：电容器两极板是否与电源SC 值通过什么途径转变？如电容器充电后脱离电源,就隐含“Q 不转变” 这个条件； 如电容器始终接在电源上,就隐含 “ U 不转变” （等于电源电动势）这个条件； 如带正电极板接地,就该极板电势为零度,电场中任一点的电势均小于零且沿电场线方向逐步降低；如带负电极板接地,就该极板电势为零,电场中任一点电势均大于零；五、带电粒子在匀强

12、磁场的运动1、带电粒子在匀强磁场中运动规律初速度的特点与运动规律 0v 0 f 洛 0 为静止状态 v/ B f 洛 0 就粒子做匀速直线运动 v B f 洛 B q v ,就粒子做匀速圆周运动,其基本公式为：2向心力公式：Bqv m v运动轨道半径公式：R mv；R Bq2运动周期公式：T 2 m动能公式：E k 1mv 2 BqR Bq 2 2 mT 或 f 、的两个特点： 1 T、 f 和 的大小与轨道半径（R）和运行速率（ v ）无关,只与磁场的磁感应强度（ B）和粒子的荷质比（q ）有关； 2荷质比（q ）相同的带电粒子,在同样的匀强m m磁场中, T 、 f 和 相同； v 与 B

13、 成（0 90 0 角,f洛 Bqv,就粒子做等距螺旋运动2、解题思路及方法圆运动的圆心的确定：利用洛仑兹力的方向永久指向圆心的特点,只要找到圆运动两个点上的洛仑兹力的方向,其延长线的交点必为圆心利用圆上弦的中垂线必过圆心的特点找圆心六、加速器问题1、直线加速器2 所示；U 单级加速器：是利用电场加速,如图粒子获得的能量：Ek1mv2Uq2缺点是：粒子获得的能量与电压有关,而电压又不能太高,所以粒子的能量受到限制；名师归纳总结 多级加速器：是利用两个金属筒缝间的电场加速； 图 2 第 4 页,共 21 页粒子获得的能量：Ek1mv2nUq2- - - - - - -精选学习资料 - - - -

14、 - - - - - 学习必备 欢迎下载缺点是：金属筒的长度一个比一个长,占用空间太大；2、回旋加速器采纳了多次小电压加速的优点,奇妙地利用电场对粒子加速、利用磁场对粒子偏转,试验对粒子加速；回旋加速器使粒子获得的最大能量：在粒子的质量 m 、电量 q ,磁感应强度B、D 型盒的半径R 肯定的条件下, 由轨道半径可知,Rmv,Bq即有,vmaxBqR,所以粒子的最大能量为mEmax1mv2B2q2R2max22m由动能定理可知,nUqEmax,加速电压的高低只会影响带电粒子加速的总次数,并不影响引出时的最大速度和相应的最大能量；回旋加速器能否无限制地给带电粒子加速？回旋加速器不能无限制地给带电

15、粒子加速,在粒子的能量很高时,它的速度越接近光速,依据爱因斯坦的狭义相对论, 这里粒子的质量将随着速率的增加而显著增大,从而使粒子的回旋周期变大（频率变小）这样交变电场的周期难以与回旋周期一样,这样就破坏了加速器的工作条件,也就无法提高速率了；七、粒子在交变电场中的往复运动 当电场强度发生变化时,由于带电粒子在电场中的受力将发生变化,从而使粒子的运动状态发生相应 的变化,粒子表现出来的运动形式可能是单向变速直线运动,也可能是变速往复运动；带电粒子是做单向变速直线运动,仍是做变速往复运动主要由粒子的初始状态与电场的变化规律（受力特点）的形式有关；1、如粒子（不计重力）的初速度为零,静止在两极板间

16、,再在两极板间加上图 3 的电压,粒子做单 向变速直线运动；如加上图 4 的电压,粒子就做往复变速运动；B A uA uAq,m t t . 0 0 T/2 T T/2 T 图 3 图 4 2、如粒子以初速度为 v 从 B 板射入两极板之间,并且电场力能在半个周期内使之速度减小到零,就图 1 的电压能使粒子做单向变速直线运动；就图 2 的电压也不能粒子做往复运动；所以这类问题要结合粒子的初始状态、电压变化的特点及规律、再运用牛顿其次定律和运动学学问综合 分析；八、粒子在复合场中运动 最为熟识的是以垂直电磁场的方向射入的带电粒子,它将在电磁场中做匀速 1、在运动的各种方式中,直线运动,那么,初速

17、 v0 的大小必为 E/B ,这就是速度挑选器模型,关于这一模型,我们必需清晰,它只 能选取择速度,而不能选取择带电的多少和带电的正负,这在历年高考中都是一个重要方面；2、带电物体在复合场中的受力分析：带电物体在重力场、电场、磁场中运动时,其运动状态的转变由 其受到的合力打算,因此,对运动物体进行受力分析时必需留意以下几点：名师归纳总结 受力分析的次序：先场力（包括重力、电场力、磁场力）、后弹力、再摩擦力等；第 5 页,共 21 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载重力、电场力与物体运动速度无关,由物体的质量打算重力大小,由电场强打算

18、电场力大小；但洛 仑兹力的大小与粒子速度有关,方向仍与电荷的性质有关；所以必需充分留意到这一点才能正确分析其受 力情形,从而正确确定物体运动情形；3、带电物体在复合场的运动类型：匀速运动或静止状态：当带电物体所受的合外力为零时 匀速圆周运动：当带电物体所受的合外力充当向心力时 非匀变速曲线运动；当带电物体所受的合力变化且和速度不在一条直线上时4、综合问题的处理方法 1处理力电综合题的的方法 处理力电综合题与解答力学综合题的思维方法基本相同,先确定讨论对象,然后进行受力分析（包括 重力）、状态分析和过程分析,能量的转化分析,从两条主要途径解决问题；用力的观点进解答,常用到正交分解的方法将力分解到

19、两个垂直的方向上,分别应用牛顿第三定律 列出运动方程,然后对讨论对象的运动进分解；可将曲线运动转化为直线运动来处理,再运用运动学的特 点与方法,然后依据相关条件找到联系方程进行求解；用能量的观点处理问题 对于受变力作用的带电体的运动,必需借助于能量观点来处理；即使都是恒力作用的问题,用能量观 点处理也经常显得简洁,详细方法有两种：用动能定理处理,思维次序一般为：a.弄清讨论对象,明确所讨论的物理过程 b.分析物体在所讨论过程中的受力情形,弄清哪些力做功,做正功仍是负功 c.弄清所讨论过程的始、末状态（主要指动能）用包括静电势能和内能在内的能量守恒定律处理,列式的方法常有两种：a 从初、末状态的

20、能量相等（即E1E2）列方程E）列方程b 从某些能量的削减等于另一些能量的增加（即Ec 如受重力、电场力和磁场力作用,由于洛仑兹力不做功,而重力与电场力做功都与路径无关,只取 决于始末位置；因此它们的机械能与电势能的总和保持不变；2处理复合场用等效方法：各种性质的场与实物（由分子和原子构成的物质）的根本区分之一是场具有叠加性；即几个场可以同 时占据同一空间,从而形成叠加场,对于叠加场中的力学问题,可以依据力的独立作用原理分别讨论每一 种场力对物体的作用成效；也可以同时讨论几种场力共同作用的成效,将叠加紧场等效为一个简洁场,然 后与重力场中的力学问题进行类比,利用力学的规律和方法进行分析与解答；

21、【典例分析】名师归纳总结 【例 1】如图5 所示, AB 是一个接地的很大的薄金属板,其右侧PA N M +Q 第 6 页,共 21 页点有带量为 Q 的正电荷, N 为金属板外表面上的一点,P 到金属板的垂直距离PNd, M 为 PN 连线的中点,关于M 、N 两点的场强和电势,有如下说法：M 点的电势比N 点电势高, M 点的场强比N 点的场强大；P M 点的场强大小为4 kQ/d2； N 点的电势为零,场强不为零；B N 点的电势和场强都为零；上述说法中正确选项（）A.B.C.D.【例 2】如图 6 所示,两根长为 l 的绝缘细线上端固定在 各悬挂质量为 m 的带电小球 A 、 B,A

22、、B 带电分别为O 点,下端图 5 q、q,- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载今在水平向左的方向上加匀强电场,场强E,使连接 AB 长为 l 的绝缘细线拉直,并使两球处于静止状态,问,要使两小球处于这种状态,外加电场 E 的大小为多少？O E A B 图 6 【例 3】如图 7 所示,是示波管工作原理示意图,电子经加速电压U1 加速后垂直进入偏转电场,离开偏转电场时的偏转量为h,两平行板间的距离为d,电势差为 U 2,板长为 l ,为了提高示波管的灵敏度（单位偏转电压引起的偏转量）可实行哪些措施？l 【例 4】（ 20XX 年,安徽高

23、考题）一平行板电U1v0h d U2图 7 容器,两板间的距离 d 和两板面积 S 都可调剂, 电容器两极板与电池相连接,表示两极间的电场强度,就以下说法中正确选项（）以 Q 表示电容器的电量, EA.当 d 增大, S 不变时, Q 减小 E 减小 B.当 S 增大, d 不变时, Q 增大 E 增大C.当 d 减小, S 增大时, Q 增大 E 增大D.当 S 减小, d 减小时, Q 不变 E 不变【例 5】如图 8 所示,在 S 点的电量为 q,质量为 m 的静止带电粒子,被加速电压为 U,极板间距离为 d的匀强电场加速后,从正中心垂直射入电压为 U 的匀强偏转电场,偏转极板长度和极板

24、距离均为 L,带电粒子离开偏转电场后即进入一个垂直纸面方向的匀强磁场,其磁感应强度为 B；如不计重力影响,欲使带电粒子通过某路径返回 S 点,求：（ 1）匀强磁场的宽度 D 至少为多少？U L （2）该带电粒子周期性运动的周期 T 是多少？偏转电 B 压正负极多长时间变换一次方向？S d U L D 图 8 【例 6】N 个长度逐个增大的金属筒和一个靶沿轴线排列成 一串,如图 9 所示（图中只画出 4 个圆筒,作为示意）,各筒和靶相间地连接到频率为 f,最大电压值为 U 的正弦沟通电源的两端,整个装置放在高度真空容器中,圆筒的两底面中心开有小孔,现有一电量为q、质量为 m 的正离子沿轴线射入圆

25、筒,并将在圆筒间及圆筒与靶间的缝隙处受到电场力作用而加速（设圆筒内部没有电场）,缝隙的宽度很小, 离子穿过缝隙的时间可以不计,已知离子进入第一个圆筒左端的速度为 v1,且此时第一、二两个圆筒间的电势差 U1U 2 U,为使打到靶上的离子获得最大能量,各个圆筒的长度应满意什么条件？并求出在这种情形下打到靶上的离子能量；名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 21 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载v1图 9 【例 7】一水平放置的平行板电容器置于真空中,开头时两极板的匀电场的场强大小为 E1,这时一带电粒子在电场的正中处于平稳状态；现将两极板间

26、的场强大小由 E1突然增大到 E2,但保持原先的方向不变,持续一段时间后,突然将电场反向,而保持场强的大小 E2不变,再连续一段同样时间后,带电粒子恰好回到最初的位置,已知在整个过程中,粒子并不与极板相碰,求场强 E1 的值；【例 8】如图 10 所示,在 xOy 平面内,有场强 E=12N/C ,方向沿 x 轴正方向的匀强电场和磁感应强度大小为 B=2T、方向垂直 xOy 平面指向纸里的匀强磁场一个质量 m=4 10-5kg ,电量 q=2.5 10-5C 带正电的微粒,在 xOy 平面内做匀速直线运动,运动到原点 O 时,撤去磁场,经一段时间后,带电微粒运动到了 x轴上的 P 点求：（1）

27、P 点到原点 O 的距离；（2）带电微粒由原点 y O 运动到 P 点的时间B E 【跟踪练习】O . P x 图 10 1如图 11 所示,P、Q 是两个电量相等正的电荷,它们连线的中点是O,a、b 是中垂线上的两点,OaOb,用Ea、Eb、Ua、Ub分别表示 a、b 两点的场强和电势,就（）A.E 肯定大于Eb,Ua肯定大于Ub. b名师归纳总结 B.Ea不肯定大于Eb,Ua肯定大于Ub.a第 8 页,共 21 页C.Ea肯定大于Eb,Ua不肯定大于UbbP .图 11 O .Q D.E 不肯定大于Eb,Ua不肯定大于U2一个电量为1105C的正电荷从电场外移到电场里的A 点 ,电场做功6

28、103J,就 A 点的电势 U A等于多少 .假如此电荷移到电场里的另一点B,电场力做功2 10 3,就 A、B 两点间的电势差U AB 等于多少？假如有另一电量是q2105C的负电荷从A 移到 B,就电场力做功为多少？- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备欢迎下载O 点,球心到O 点的距离为 l ,3如图 12 所示,质量为 m 的小球 B,带电量为 q ,用绝缘细线悬挂在在 O 点的正下方有一个带同种电荷的小球A 固定不动,A 的球心到 O 点的距离也为 l ,转变 A 球的带电量,B 球将在不同的位置处于平稳状态；当A 球带电量为Q ,B 球

29、平稳时,细线受到的拉力为O T ；如 A 球带的电量为Q22Q 1,B 球平稳时,细线受到的拉力为T ,就T 与T 的关系为（）A. T T 1B. T T 1B C. T 2 = T 1 D. T = T = mg A m,q Q 图 12 4有三根长度皆为 l .1 00 m 的不行伸长的绝缘轻线,其中两根的一端固定2在天花板上的 O 点,另一端分别拴有质量皆为 m 1 . 00 10 kg 的带电小球 A 和 B,它们的电量分别为 q和 q,q 1 . 00 10 7 C； A、 B 之间用第三根线连接起来；空间中存在大小为6E 1 . 00 10 N / C 的匀强电场,场强方向沿水平

30、向右,平稳时 A、 B 球的位置如图 13 所示；现将 O、B 之间的线烧断,由于有空气阻力,A 、B 球最终会达到新的平稳位置；求最终两球的机械能与电势能的总和与烧断前 O 相比转变了多少； （不计两带电小球间相互作用的静电力）A -q E q B 图 13 5如图 14 所示,电子在电势差为U 1的加速电场中由静止开头运动,然后射入电势差为U2 的两平行极板间的电场中,射入方向与极板平行,整个装置处在真空中,重力可忽视,在满意电子能射出平行板区的条件下,下述四种情形中,肯定能使电子的偏转角变大的是（）A.U 1变大, U2变大B.U 1变小, U2变大C.U 1变大, U2变小 图 14

31、U2 U1D.U 1变小, U2变小6（ 1997 年,全国题）如图 15（ 1）所示,真空室中电极 K 发出的电子（初速不计）经过 U 0 1000 伏的加速电场后, 由小孔 S 沿两水平金属板 A、B 间的中防线射入, A、B 板长 l 0 . 02 米,相距 d 0 . 020米,加在 A 、B 两板间的电压 u 随时间 t 变化 u t 图线如图 152所示,设 A、B 间的电场可看作是匀称的,且两板外无电场,在每个电子通过电场区域的极短时间；内,电场可视作恒定的；两板右侧放一记名师归纳总结 录圆筒,筒的左侧边缘与极右端距离b0 . 15米,筒绕其竖直轴匀速转动,周期T0 . 20秒,

32、筒的周第 9 页,共 21 页长s0 . 20米,筒能接收到通过A、 B 板的全部电子；xy 坐标系的原点,并取（ 1）以 t=0 时见图 15（2） ,此时 u=0,电子打到圆筒记录纸上的点作为- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载y 轴竖直向上,试运算电子打到记录纸上的最高点的y 坐标和 x 坐标；（不计重力作用）（ 2）在给出的坐标纸图 15（ 3）上定量地画出电子打到记录纸上的点形成的图线；l b A k S d U0 B 图 151 y/cm 5 0 1 2 3 4 5 t 0 -1s 10 x/cm 1020 图 152 图

33、153 -5 7 1997 年,全国题 在图 16 中所示的试验装置中,平行板电容器的极板A 与灵敏的静电计相接,极板B 接地,如极板B 稍向上移动一点,由观看到的静电计指针变化作出平行板电容器电容变小的结论,其依据是（）B A A.两极板间的电压不变,极板上的电量变小B.两极板间的电压不变,极板上的电量变大C.极板上的电量几乎不变,两极板间的电压变小图 16 D.极板上的电量几乎不变,两极板间的电压变大8如图 17 所示,已充电的平行板电容器,带正电的极板接地,两极板间于 将上极板下移至虚线位置,就以下说法中正确选项（）A.两极间的电压和板间场强都变小P 点处固定一负的点电荷,如B.两极间的

34、电压变小,但场强不变. PC.P 点的电势上升,点电荷的电势能增大D.P 点的电势不变,点电荷的电势能也不变图 17 9如图 18 所示,在 x 轴上方有匀强磁场（磁感强度为 B）,一个质量为 m,带电量为 q 的粒子以速度 v0 从坐标原点 O 射入磁场, v0 与 x 轴的负方向夹角为,不计重力,求粒子在磁场中飞行的时间和飞出磁场的坐标（磁场垂直纸面,不考虑粒子的重力）v0图 18 O10如图 19 所示, x 轴上方有匀强磁场,磁感应强度为 B,方向如下列图,下方有匀强电场,场强为 E；今有电量为 q,质量为 m 的粒子位于 y 轴 N 点坐标（ 0, b）；不计粒子所受重力；在 x 轴

35、上有一点M（ L,0）；如使上述粒子在 y 轴上的 N 点由静止开头释放在电磁场中来回运动,刚好能通过 M 点；已知 OM L；求：名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页,共 21 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载y 1粒子带什么电 . . . O 0,-bMx 2释放点 N 离 O 点的距离须满意什么条件L,03从 N 到 M 点粒子所用最短时间为多少N图 19 11图 20 中, A、B 是一对平行的金属板；在两板间加上一周期为 T的交变电压 u ；A 板的电势 U A=0,B 板的电势 UB 随时间的变化 B 规律为,在 0 到 T/2

36、 的时间内, UB= U 0正常数 ；在 T/2 到达 T的时间内, U B U 0；在 T 到 3T/2 的时间内, UB=U 0；在 3T/2 l A 到 2T 的时间, UB= U 0 现有一电子从 A 板上的小孔进入两板间的电场区内, 设电子的初速度和重力影响均可忽视,就（）图 20 A.如电子在 t 0 时刻进入,它将始终向 B 板运动B.如电子是在 t T/8 时刻进入的,它可能时而向 B 板运动,时而向 A 板运动,最终打在 B 板上C.如电子是在 t 3T/8 时刻进入的,它可能时而向 B 板运动,时而向 A 板运动,最终打在 B 板上D.如电子是在 tT/2 时刻进入的,它可

37、能时而向 B 板,时而向 A 板运动12. 2003.江苏 串列加速器是用来产生高能离子的装置；图 21 中虚线框内为其主体的原理示意图,其中加速管的中部 b 处有很高的正电势 U,a、c 两端均有电极接地（电势为零）,现将速度很低的负一价碳离子从 a 端输入,当离子到达 b 处时,可被设在 b 处的特别装置将其电子剥离,成为 n 价正离子,而不转变其速度大小；这些正 n 价碳离子从 c 端飞出后进入一与其速度方向垂直的、磁感应强度为 B 的匀强磁场中,在磁场中做半径为 R 的圆周运动；已知碳离子的质量 m 2 . 0 10 26 kg,U 7 5. 10 5V,19B .0 50 T,n 2

38、,元电荷 e 1 . 6 10 C,求半径 R；a 加速管 b c 图 21 13如图 22 所示为一种获得高能粒子的装置；环形区域内存在垂直纸面对外、大小可调的匀强磁场；质量为 m,电量为 q 的粒子在环中作半径为 R 的圆周运动； A、B 为两块中心开有小孔的极板；原先电势都是零,每当粒子飞经 A 板时, A 板电势上升为 U, B 板电势仍保持为零,粒子在两板间电场中得到加速；每当粒子离开 B 板时, A 板电势又降为零；粒子在电场一次次加速下动能不断增大,而绕行半径不变；1设 t0 时粒子静止在 A 板小孔处,在电场作用下加速,并绕行第一圈；求粒子绕行 n 圈回到 A 板时获得的总动能

39、 En；2为使粒子始终保持在半径为 R 的圆轨道上运动,磁场必需周期性递增；求粒子绕行第 n 圈时的磁感应强度 Bn；名师归纳总结 3求粒子绕行 n 圈所需要的总时间t n（设极板间距离远小于R）；B 板时即可）第 11 页,共 21 页4在图 222中画出 A 板电势 u 与时间 t 的关系（从t0 起画到粒子第四次离开- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 5在粒子绕行的整个过程中,学习必备欢迎下载U？为什么？A 板电势是否可始终保持为u O R A +U U 0 图 221 0t d （ d 远小于图 222 14（20XX 年,广东题）如图23（a）

40、所示, A 、B 为水平放置的平行金属板,板间距离为板的长度和宽） ,在两板之间有一带负电的质点P,已知如在 A、B 间加电压 U0,就 P 点可以静止平稳,现在 A、 B 间加上图（ b）所示的随时间 t 变化的电压 U,在 t 0 时,质点 P 位于 A、 B 的中点处且初速度为零,已知质点 P 能在 A、B 间以最大的幅度上下运动,而又不与两极板相碰,求图（b）中 U 转变的各时刻 t 1 , t 2 , t 3 及 nt 的表达式（质点开头从中点上升到最高点,及以后每次从最高点到最低点或从最低点到最高点的过程,电压只转变一次）；A +2U 0u t2t3t4tnt B P0 t1（a）（b）图 23 15如图 24 所示,倾角为 30 0 的直角三角形底边长为 2l,底边外在水平位置,斜边为光滑绝缘导轨,现在底边中点 O 处固定一正电荷 Q,让一个质量为 m 的带正电荷 q 从斜面顶端 A 沿斜面滑下（始终不脱离斜面）,已测得它滑到仍在斜边上的垂足 D 处的速度为 v,加速度为 a,方向沿斜面对下,问该质点滑到斜边底端 C 点时的速度和加速度各为多少？A D B E +Q 300O 图 24 名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页,共 21 页精选学习资料 - - - - - - - - -