黑龍江省大慶市喇中高考物理材料 大題集練 牛頓運動定律與電磁學綜合（通用）

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1、 高中物理大題集練——牛頓運動定律與電磁學綜合 1、在xOy平面內，直線OP與y軸的夾角α=45°。第一、第二象限內存在方向分別為豎直向下和水平向右的勻強電場，電場強度大小均為E=1.0×105 N/C；在x軸下方有垂直于紙面向外的勻強磁場,磁感應強度B=0.1T，如圖所示?，F(xiàn)有一帶正電的粒子從直線OP上某點A(-L, L)處靜止釋放。設粒子的比荷=4.0×107 C/kg，粒子重力不計。求： （1）若L="2" cm，粒子進入磁場時與x軸交點的橫坐標及粒子速度的大小和方向； （2）如果在直線OP上各點釋放許多個上述帶電粒子(粒子間的相互作用力不計

2、)，試證明各帶電粒子進入磁場后做圓周運動的圓心點的集合為一拋物線。 2、如右圖甲所示,間距為d的平行金屬板MN與一對光滑的平行導軌相連,平行導軌間距L=d/2，一根導體棒ab以一定的初速度向右勻速運動，棒的右側存在一個垂直紙面向里，大小為B的勻強磁場。棒進入磁場的同時，粒子源P釋放一個初速度為0的帶電粒子，已知帶電粒子質量為m,電量為q.粒子能從N板加速到M板，并從M板上的一個小孔穿出。在板的上方，有一個環(huán)形區(qū)域內存在大小也為B，垂直紙面向外的勻強磁場。已知外圓半徑為2d， 里圓半徑為d.兩圓的圓心與小孔重合（粒子重力不計） （1）判斷帶電粒子的正負，并求當ab棒的速度為v

3、0時，粒子到達M板的速度v； （2）若要求粒子不能從外圓邊界飛出，則v0的取值范圍是多少？ （3）若棒ab的速度v0只能是，則為使粒子不從外圓飛出，則可以控制導軌區(qū)域磁場的寬度S（如圖乙所示），那該磁場寬度S應控制在多少范圍內 3、如圖所示，真空中有以(r,0)為圓心，半徑為r的圓柱形勻強磁場區(qū)域，磁場的磁感應強度大小為B，方向垂直于紙面向里，在y＝r的實線上方足夠大的范圍內，有方向水平向左的勻強電場，電場強度的大小為E，從O點向不同方向發(fā)射速率相同的質子，質子的運動軌跡均在紙面內，設質子在磁場中的偏轉半徑也為r，已知質子的電量為e，質量為m，不計重力及阻力的作用，求

4、： （1）質子射入磁場時的速度大小。 （2）速度方向沿x軸正方向射入磁場的質子，到達y軸所需的時間。 （3）速度方向與x軸正方向成30°角(如圖所示)射入磁場的質子，到達y軸的位置坐標。 4、如圖甲所示，MN、PQ是固定于同一水平面內相互平行的粗糙長直導軌，間距L＝2.0m；R是連在導軌一端的電阻，質量m＝1.0kg的導體棒ab垂直跨在導軌上，電壓傳感器與這部分裝置相連。導軌所在空問有磁感應強度B＝0.5T、方向豎直向下的勻強磁場。從t＝0開始對導體棒ab施加一個水平向左的外力F，使其由靜止開始沿導軌向左運動，電壓傳感器測出R兩端的電壓隨時間變化的圖線如圖乙所

5、示，其中OA段是直線，AB段是曲線、BC段平行于時間軸。假設在從1.2s開始以后，外力F的功率P＝4.5W保持不變。導軌和導體棒ab的電阻均可忽略不計，導體棒ab在運動過程中始終與導軌垂直，且接觸良好。不計電壓傳感器對電路的影響（g＝10m/s2）。求 （1）導體棒ab做勻變速運動的加速度及運動過程中最大速度的大小；??? （2）在1.2s~2.4s的時間內，該裝置產(chǎn)生的總熱量Q； （3）導體棒ab與導軌間的動摩擦因數(shù)μ和電阻R的值。 5、如圖所示，真空中有以O1為圓心，r為半徑的圓形勻強磁場區(qū)域，坐標原點O為圓形磁場邊界上的一點。磁場的磁感應強度大小為

6、B，方向垂直于紙面向外。x=r的虛線右側足夠大的范圍內有方向豎直向下、大小為E的勻強電場。從O點在紙面內向各個不同方向發(fā)射速率相同的質子，設質子在磁場中的偏轉半徑也為r，已知質子的電荷量為e，質量為m。求： (1)質子射入磁場時的速度大?。? (2)速度方向沿y軸正方向射入磁場的質子到達x軸所需的時間； (3)速度方向與y軸正方向成37°角且與x軸正方向成127°角射入磁場的質子到達x軸時的位置坐標。(已知sin37°＝0.6，cos37°="0.8)" 6、如圖所示，在xOy坐標系第二象限內有一圓形勻強磁場區(qū)域，半徑為，圓心O′坐標為(-?, ?)，磁

7、場方向垂直xOy平面。在x軸上有坐標（- ?，0)的P點，兩個電子a、b以相同的速率v沿不同方向從P點同時射入磁場，電子的入射方向為y軸正方向，b的入射方向與y軸正方向夾角為。電子a經(jīng)過磁場偏轉后從y軸上的 Q(0，?）點進入第一象限，在第一象限內緊鄰y軸有沿y軸正方向的勻強電場，場強大小為，勻強電場寬為。已知電子質量為、電荷量為,不計重力及電子間的相互作用。求： （1）磁場的磁感應強度B的大小 （2）b電子在磁場中運動的時間 （3）a、b兩個電子經(jīng)過電場后到達x軸的坐標差Δx 7、如圖，光滑斜面的傾角= 30°，在斜面上放置一矩形線框abcd，ab邊的

8、邊長l1 =" l" m，bc邊的邊長l2=" 0.6" m，線框的質量m =" 1" kg，電阻R = 0.1Ω，線框通過細線與重物相連，重物質量M =" 2" kg，斜面上ef線（ef∥gh）的右方有垂直斜面向上的勻強磁場，磁感應強度B =" 0.5" T，如果線框從靜止開始運動，進入磁場最初一段時間是勻速的，ef線和gh的距離s =" 11.4" m，（取g = 10m/s2），求： （1）線框進入磁場前重物M的加速度； （2）線框進入磁場時勻速運動的速度v； （3）ab邊由靜止開始運動到gh線處所用的時間t； （4）ab邊運動到gh線處的速度

9、大小和在線框由靜止開始到運動到gh線的整個過程中產(chǎn)生的焦耳熱。 8、如圖所示，一電子（其重力不計，質量為m、電荷量為e，由靜止開始，經(jīng)加速電場加速后，水平向右從兩板正中間射入偏轉電場．偏轉電場由兩塊水平平行放置的長為l相距為d的導體板組成，當兩板不帶電時，電子通過兩板之間的時間均為t0，當在兩板間加電壓為U0時，電子可射出偏轉電場，并射入垂直紙面向里的勻強磁場，最后打在磁場右側豎直放置的熒光屏上．磁場的水平寬度為s，豎直高度足夠大。求： （1）加速電場的電壓； （2）電子在離開偏轉電場時的側向位移； （3）要使電子能垂直打在熒光屏上，勻強磁場的磁感應強度

10、為多大？ 9、abcd是質量為m，長和寬分別為b和l的矩形金屬線框，有靜止沿兩條平行光滑的傾斜軌道下滑，軌道平面與水平面成θ角。efmn為一矩形磁場區(qū)域，磁感應強度為B，方向豎直向上。已知da=an=ne=b，線框的cd邊剛要離開磁區(qū)時的瞬時速度為v，整個線框的電阻為R，試用題中給出的物理量（m、b、l、B、θ、v、R）表述下列物理量。 （1）ab剛進入磁區(qū)時產(chǎn)生的感應電動勢； （2）此時線框的加速度； （3）線框下滑中共產(chǎn)生的熱量。 10、如圖，一個質量為m=2.0×10-11kg，電荷量q=+1.0×10-5C的帶電微粒（重力忽略不計），從靜止

11、開始經(jīng)U1 =100V電壓加速后，水平進入兩平行金屬板間的偏轉電場中。金屬板長L=20cm，兩板間距d=10cm。求： ⑴微粒進入偏轉電場時的速度v是多大？?? ⑵若微粒射出電場過程的偏轉角為θ=30°，并接著進入一個方向垂直與紙面向里的勻強磁場區(qū)，則兩金屬板間的電壓U2是多大？ ⑶若該勻強磁場的寬度為D=10cm，為使微粒不會由磁場右邊射出，該勻強磁場的磁感應強度B至少多大？ 11、如圖所示，與導軌等寬的導體棒ab放在水平的導軌上，導體棒的質量為2㎏，導軌的寬度L=0.5m，放在磁感應強度B=0.8T的勻強磁場中，磁場方向垂直于導軌平面，當導體棒中通過

12、5A的電流時，ab剛好向右做勻速運動。求： ⑴導體棒受到的安培力有多大？ ⑵導體棒受到的摩擦力有多大？ (3)若導體棒中通過的電流為10A時，導體棒獲得的加速度多大？ 12、如圖所示，一個長為L的絕緣板固定在水平面上．整個空間有一個水平的勻強電場．板的右半部分有一個垂直于紙面向外的勻強磁場．一質量為m，帶電量為q的小物體（視為質點），在電場力的作用下，從板的左端P處由靜止開始向右運動。小物體與絕緣板間的動摩擦因數(shù)為μ。進入磁場區(qū)域后小物體恰好做勻速運動．在小物體碰到絕緣板右端的擋板Q后被彈回．若在碰撞瞬間撤去電場，物體返回過程在磁場中仍能做勻速運動，離開

13、磁場后則做勻減速運動，并停在C點，已知PC=L/4。 求：⑴ 小物體與擋板碰撞前后的速率v1和v2； ⑵ 磁感應強度B的大小； ⑶ 電場強度E的大小和方向。 13、如圖所示，在直角坐標系內，有一質量為,電荷量為的粒子A從原點O沿y 軸正方向以初速度射出，粒子重力忽略不計，現(xiàn)要求該粒子能通過點P(a, -b),可通過在粒子運動的空間范圍內加適當?shù)摹皥觥睂崿F(xiàn)。 (1) 若只在整個I、II象限內加垂直紙面向外的勻強磁場，使粒子A在磁場中作勻速圓周運動，并能到達P點，求磁感應強度B的大小； (2) 若只在x軸上某點固定一帶負電的點電荷Q, 使粒子

14、A在Q產(chǎn)生的電場中作勻速圓周運動，并能到達P點，求點電荷Q的電量大小； (3) 若在整個I、II象限內加垂直紙面向外的勻強磁場，并在第IV象限內加平行于x軸，沿x軸正方向的勻強電場，也能使粒子A運動到達P點。如果此過程中粒子A在電、磁場中運動的時間相等，求磁感應強度B的大小和電場強度E的大小 14、如圖，空間存在勻強電場和勻強磁場，電場方向為y軸正方向，磁場方向垂直于xy平面（紙面）向外，電場和磁場都可以隨意加上或撤除，重新加上的電場或磁場與撤除前的一樣.一帶正電荷的粒子從P（x=0，y=h）點以一定的速度平行于x軸正向入射.這時若只有磁場，粒子將做半徑為R0的圓周運動；若同時

15、存在電場和磁場，粒子恰好做直線運動.現(xiàn)在，只加電場，當粒子從P點運動到x=R0平面（圖中虛線所示）時，立即撤除電場同時加上磁場，粒子繼續(xù)運動，其軌跡與x軸交于M點.不計重力.求： ⑴粒子到達x=R0平面時速度方向與x軸的夾角以及粒子到x軸的距離； ⑵M點的橫坐標xM. 15、如圖所示，在x軸的上方有沿y軸負方向的勻強電場，電場強度為E；在x軸的下方等腰三角形CDM區(qū)域內有垂直于xOy平面向外的勻強磁場，磁感應強度為B，C、D在x軸上，它們到原點O的距離均為a，θ＝30°,現(xiàn)將一質量為m、帶電量為q的帶正電粒子，從y軸上的P點由靜止釋放，不計重力作用和空氣阻力的影響

16、． （1）若粒子第一次進入磁場后恰好垂直CM射出磁場，求P、O間的距離； （2）P、O間的距離滿足什么條件時，可使粒子在電場和磁場中各運動3次? 16、真空中有如圖l裝置，水平放置的金屬板A、B中間開有小孔，小孔的連線沿豎直放置的金屬板C、D的中間線，一質量為m、電荷量為q的帶正電粒子（初速不計、重力不計）P進入A、B間被加速后，再進入金屬板C、D間的偏轉電場偏轉，并恰能從D板下邊緣射出。已知金屬板A、B間電勢差為UAB=+U0，C、D板長度均為L，C、D板間距為。在金屬板C、D下方有如圖l所示的、有上邊界的、范圍足夠大的勻強磁場，該磁場上邊界與金屬板C、D下端重

17、合，其磁感應強度隨時間變化的圖象如圖2，圖2中的B0為已知，但其變化周期T未知，忽略偏轉電場的邊界效應。 （1）求金屬板C、D間的電勢差UCD； （2）求粒子剛進入磁場時的速度； （3）已知垂直紙面向里的磁場方向為正方向，該粒子在圖2中t=時刻進入磁場，并在t=T0時刻的速度方向恰好水平，求該粒子從射入磁場到離開磁場的總時間t總。 17、如圖甲所示，兩塊長為L（L未知）的平行金屬板M、N，彼此正對，板間距亦為L?，F(xiàn)將N板接地，M上電勢隨時間變化規(guī)律如圖乙所示。兩平行金屬板左邊緣的中線處放置一個粒子源，能沿中線方向連續(xù)不斷地放出一定速度的帶正電粒子。已知帶

18、電粒子的荷質比，粒子的重力和粒子之間的作用力均可忽略不計。若某時刻粒子源放出的粒子恰能從平行金屬板右邊緣離開電場（設在每個粒子通過電場區(qū)域的時間內，可以把板間的電場看作是恒定的），同時進入金屬板右方磁感強度為T，方向垂直紙面向里的勻強磁場中，一段時間后正粒子垂直打在屏PQ上，屏PQ與金屬板右邊緣的距離為d=0.5m。 求 ①粒子在磁場中的速度？ ②為完成以上運動帶電粒子應在哪個時刻進入電場？ 18、如圖所示，一個質量m=2.0×10-11kg、電荷量q=1.0×10-5C的帶電粒子（重力忽略不計），從靜止開始經(jīng)U1=100V電場加速后，沿兩平行金屬板間中線水平進

19、入電壓U2=100V的偏轉電場，帶電粒子從偏轉電場射出后，進入垂直紙面向里的勻強磁場，磁場的左右邊界均與偏轉電場的金屬板垂直。已知偏轉電場金屬板長L=20cm、兩板間距，勻強磁場的寬度D=10cm。求： （1）帶電粒子進入偏轉電場時的速度v0； （2）帶電粒子射出偏轉電場時速度v的大小和方向； （3）為了使帶電粒子不從磁場右邊界射出，勻強磁場磁感應強度的最小值B。 19、如圖所示,在XOY直角坐標系中,OQ與OP分別與X軸正負方向成450,在POQ區(qū)域中存在足夠大的勻強電場,場強大小為E,其余區(qū)域存在勻強磁場,一帶電量為+q的質量為m粒子在Y軸上A點(0

20、,-L)以平行于X軸速度v0進入第四象項,在QO邊界垂直進入電場,后又從PO邊界離開電場,不計粒子的重力. 求(1)勻強磁場的磁感應強度大小? (2)粒子從PO進入磁場的位置坐標? 20、如圖所示，在鉛板A上放一個放射源C可向各個方向射出速率為的射線，B為金屬網(wǎng)，A、B連接在電路上，電源電動勢為，內阻為，滑動變阻器總阻值為，圖中滑動變阻器滑片置于中點，A、B間距為d，M為熒光屏（足夠大），它緊挨者金屬網(wǎng)外側，已知粒子的質量為，不計射線所形成的電流對電路的影響，求： （1）閉合開關S后，AB間的場強的大小是多少? （2）粒子到達金屬網(wǎng)B的最長時間? （3）切斷開關S，并撤去金屬網(wǎng)B，加上垂直紙面向內、范圍足夠大的勻強磁場，磁感應強度大小為B，設加上B后粒子仍能到達熒光屏。這時在豎直方向上能觀察到熒光屏亮區(qū)的長度是多少? 答案 1、 2、 3、 4、 5、 6、 7、 8、 9、 10、 11、 12、 13、 14、 15、 16、 17、 18、 19、 20、