高考物理二轮复习 100考点千题精练 第九章 磁场 专题9.13 复合场问题-人教版高三全册物理试题.doc

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1、专题9.13 复合场问题一选择题1（2016兰州模拟）如图所示，粗糙的足够长直绝缘杆上套有一带电小球，整个装置处在由水平向右匀强电场和垂直于纸面向外的匀强磁场组成的足够大复合场中，小球由静止开始下滑，则下列说法正确的是A小球的加速度先增大后减小 B小球的加速度一直减小 C小球的速度先增大后减小D小球的速度一直增大，最后保持不变【参考答案】AD【命题意图】本题考查了复合场中受约束小球的运动及其相关的知识点。2.(多选)(2016长春调研)如图所示，一个绝缘且内壁光滑的环形细圆管，固定于竖直平面内，环的半径为R(比细管的内径大得多)，在圆管的最低点有一个直径略小于细管内径的带正电小球处于静止状态，

2、小球的质量为m，带电荷量为q，重力加速度为g。空间存在一磁感应强度大小未知(不为零)，方向垂直于环形细圆管所在平面且向里的匀强磁场。某时刻，给小球一方向水平向右，大小为v0的初速度，则以下判断正确的是()A.无论磁感应强度大小如何，获得初速度后的瞬间，小球在最低点一定受到管壁的弹力作用B.无论磁感应强度大小如何，小球一定能到达环形细圆管的最高点，且小球在最高点一定受到管壁的弹力作用C.无论磁感应强度大小如何，小球一定能到达环形细圆管的最高点，且小球到达最高点时的速度大小都相同D.小球在从环形细圆管的最低点运动到所能到达的最高点的过程中，水平方向分速度的大小一直减小【参考答案】BC3.(多选)如

3、图甲所示，绝缘轻质细绳一端固定在方向相互垂直的匀强电场和匀强磁场中的O点，另一端连接带正电的小球，小球电荷量q6107 C，在图示坐标中，电场方向沿竖直方向，坐标原点O的电势为零。当小球以2 m/s的速率绕O点在竖直平面内做匀速圆周运动时，细绳上的拉力刚好为零。在小球从最低点运动到最高点的过程中，轨迹上每点的电势随纵坐标y的变化关系如图乙所示，重力加速度g10 m/s2。则下列判断正确的是()A.匀强电场的场强大小为3.2106 V/mB.小球重力势能增加最多的过程中，电势能减少了2.4 JC.小球做顺时针方向的匀速圆周运动D.小球所受的洛伦兹力的大小为3 N【参考答案】BD二计算题1（18分

4、）（2016兰州模拟）如图所示，平面直角坐标系的第二象限内存在水平向左的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场，一质量为m、带电荷量为+q的小球从A点以速度v0沿直线AO运动，AO与x轴负方向成37角。在y轴与MN之间的区域内加一电场强度最小的匀强电场后，可使小球继续做直线运动到MN上的C点，MN与PQ之间区域内存在宽度为d的竖直向上匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场，小球在区域内做匀速圆周运动并恰好不能从右边界飞出，已知小球在C点的速度大小为2v0，重力加速度为g，sin 370.6，cos 370.8，求：（1）第二象限内电场强度E1的大小和磁感应强度B1的大小；（2）区域内最小电场强度E2的大小

5、和方向；（3）区域内电场强度E3的大小和磁感应强度B2的大小。【命题意图】本题考查了带电小球在复合场中的运动及其相关的知识点。(2)区域中小球做直线运动，电场强度最小，受力如图所示(电场力方向与速度方向垂直)，小球做匀加速直线，由图知cos 37，得E2，（4分）方向与x轴正方向成53角向上。（1分）(3)小球在区域内做匀速圆周运动，所以mgqE3，得E3， （2分）因小球恰好不从右边界穿出，小球运动轨迹如图所示，由几何关系得r， （2分）由洛伦兹力提供向心力知B2q2v0m， （2分）联立得B2。（1分）2（18分）(2016吉林长春市二模)如图所示，xOy平面的第象限内有垂直于纸面的匀强磁

6、场（图中未画出），有一质量为m、电荷量为+q的a粒子从x轴上坐标为（-l，0）的A点以速度v0，沿与x轴正向成=60的方向射入第象限，经磁场偏转后，从y轴上的坐标为（0，l）的P点垂直于y轴射入第象限，y轴和垂直于x轴的虚线之间有沿-y轴方向的匀强电场，a粒子将从虚线与x轴交点Q进入第象限，Q点横坐标，虚线右侧有垂直纸面向里的匀强磁场，其磁感应强度大小与第象限匀强磁场相同（不计粒子的重力）。求：（1）第象限匀强磁场的方向及磁感应强度的大小B；（2）匀强电场的电场强度的大小E；（3）如在a粒子刚进入第象限的同时，有另一质量为m、电荷量为-q的b粒子，从y轴上的M点以速度v0垂直于y轴射入电场，a

7、、b粒子将发生迎面正碰，求M点纵坐标yM以及相碰点N的横坐标xN和纵坐标yN。【命题意图】此题以带电粒子在场中运动问题为命题背景，考查洛伦兹力、牛顿运动定律、类平抛运动规律、动能定理及其相关知识，意在考查学生的推理、分析和应用数学处理物理问题的能力 (2)粒子在电场中的加速度： （1分） （1分） （1分）解得： （2分）(3) b粒子与a粒子在电场中运动情况相同，只是向上偏转，两粒子在右侧磁场中迎面相碰，b粒子应在a粒子飞出右侧磁场的位置飞入磁场，a粒子飞出电场速度为v，则：，解得 （1分）速度v与x轴正方向夹角为，则，（1分） 解得 （1分）3（20分）（2106郑州二模）如图所示，绝缘平

8、板S放在水平地面上，S与水平面间的动摩擦因数04。两块足够大的平行金属板P、Q通过导体支架连接并固定在S上。在两极板之间有垂直纸面向里的足够大匀强磁场，磁感应强度为B1T。P板的中央有一小孔，整个装置的总质量为M36 kg。给装置施加水平向右的作用力，使其总是以恒定的速度v6 ms向右匀速运动，同时将一质量为m04 kg的带负电的小球，从离P板高h125 m处由静止释放，小球恰好能落入孔内。若小球进入小孔后做匀速圆周运动，且恰好不与Q板接触，之后又返回P板（不计空气阻力，不考虑运动产生的磁场，g取10 ms2，取3）。求：（1）小球所带电荷量； （2）小球进入两极板间后，水平向右的作用力F；（

9、3）小球返回打到P板的位置到小孔的距离。【命题意图】本题考查电磁感应、带电小球在复合场中的匀速圆周运动、平衡条件、匀变速直线运动规律及其相关的知识点。（2）当小球进入磁场后，与金属极板之间有电场力的作用，F电=qE=mg （1分）对金属板整个装置受力分析，地面支持力FN=Mg+F电 （2分）金属板整个装置匀速运动： F=f （1分）摩擦力 f=FN （1分）由以上各式可得： F=16 N （1分）（3）小球先做自由落体运动，v02=2gh， （2分）小球进入磁场后做匀速圆周运动 ：qv0B=m （2分）由以上两式可得 R=3 m（1分）小球在磁场中的运动周期：T= （1分）运动时间：t=T/2。 （1分）在这段时间内两极板运动的距离 x=vt=10.8 m（1分）由题意可知，小球返回打到P板的位置到小孔的距离 l=2R+x=16.8 m（1分）