2014年版高考物理电场与磁场二轮复习题目 3页

电场与磁场 ‎ ‎1．如图所示，两根光滑金属导轨平行放置，导轨所在平面与水平面间的夹角为θ.整个装置处于沿竖直方向的匀强磁场中．金属杆ab垂直导轨放置，当金属杆ab中通有从a到b的恒定电流I时，金属杆ab刚好静止．则(　　)‎ A．磁场方向竖直向上 B．磁场方向竖直向下 C．金属杆ab受安培力的方向平行导轨向上 D．金属杆ab受安培力的方向水平向右 解析：　本题考查物体的安培力方向的判断。受力分析如图所示，当磁场方向竖直向上时，由左手定则可知安培力水平向右，金属杆ab受力可以平衡，A、D正确；若磁场方向竖直向下，由左手定则可知安培力水平向左，则金属杆ab受力无法平衡，B、C错误．‎ 答案：　AD ‎2．空间存在垂直于纸面方向的均匀磁场，其方向随时间做周期性变化，磁感应强度B随时间t变化的图象如图所示．规定B＞0时，磁场的方向穿出纸面．一电荷量q＝5π×10－‎7 C、质量m＝5×10－‎10 kg的带电粒子，位于某点O处，在t＝0时以初速度v0＝π m/s沿某方向开始运动．不计重力的作用，不计磁场的变化可能产生的一切其他影响．则在磁场变化N个(N为整数)周期的时间内带电粒子的平均速度的大小等于(　　)‎ A．π m/s　　　　　　　　 B. m/s C．‎2 m/s　 D．‎2 m/s 解析：　带电粒子在磁场中的运动半径为r＝＝‎0.01 m，周期为T＝＝0.02 s，作出粒子的轨迹示意图如图所示，所以在磁场变化N个(N为整数)周期的时间内，由平均速度的定义式＝＝＝ m/s＝‎2 m/s，即C选项正确．‎ 答案：　C ‎3.如图所示，一价氢离子(H)和二价氦离子( He)的混合体，经同一加速电场后，垂直射入同一偏转电场中，偏转后打在同一荧光屏上，则它们(　　)‎ A．同时到达屏上同一点　 B．先后到达屏上同一点 C．同时到达屏上不同点　 D．先后到达屏上不同点 解析：　设加速电场的宽度为d1，离子在加速电场中运动时间t1＝，经加速电场后速度v0＝；设偏转电场的极板长为L，极板间距离为d2，离子在偏转电场中运动时间t2＝＝，由于两离子的比荷不相同，可知两离子通过电场的时间不相同，它们先后到达屏上．经偏转电场后，离子的偏移量y＝··＝，可知两离子到达屏上同一点，故选项B正确．‎ 答案：　B ‎4.如图所示，空间的某个复合场区域内存在着方向相互垂直的匀强电场和匀强磁场．质子由静止开始经一加速电场加速后，垂直于复合场的界面进入并沿直线穿过场区，质子从复合场区穿出时的动能为Ek.那么氘核同样由静止开始经同一加速电场加速后穿过同一复合场后的动能Ek′的大小是(　　)‎ A．Ek′＝Ek B．Ek′＞Ek C．Ek′＜Ek D．条件不足，难以确定 解析：　设质子的质量为m，则氘核的质量为‎2m.在加速电场里，由动能定理可得：eU＝mv2，在复合场里有：Bqv＝qE⇒v＝，同理对于氘核由动能定理可得其离开加速电场的速度比质子的速度小，所以当它进入复合场时所受的洛伦兹力小于电场力，将往电场力方向偏转，电场力做正功，故动能增大，B选项正确．‎ 答案：　B ‎5．如图所示，在xOy平面直角坐标系的第一象限有射线OA，OA与x轴正方向夹角为30°，OA与y轴所夹区域内有沿y轴负方向的匀强电场E1，第二象限存在水平向右的匀强电场E2，其它区域存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场．有一质量为m、电荷量为q的带正电粒子，从y轴上的P点沿着x轴正方向以初速度v0射入电场，运动一段时间后经过Q点垂直于射线OA进入磁场，经磁场垂直x轴进入偏转电场E2，过y轴正半轴上的P点再次进入匀强电场E1，已知OP＝h，不计粒子重力，求：‎ ‎(1)粒子经过Q点时的速度大小；‎ ‎(2)匀强电场电场强度E1的大小；‎ ‎(3)粒子从Q点运动到P点所用的时间．‎ 解析：　(1)设粒子在Q的速度为v，则v·sin 30°＝v0 ①‎ 得v＝2v0.‎ ‎(2)在电场E1中，对粒子有：h－OQsin 30°＝at2 ③‎ OQ·cos 30°＝v0t ④‎ 粒子的加速度：qE1＝ma ⑤‎ v·cos 30°＝at ⑥‎ 得：E1＝ OQ＝h.‎ ‎(3)粒子以O为圆心做匀速圆周运动 OQ＝r＝ ⑦‎ T＝ ⑧‎ 在磁场中运动时间：t1＝·T＝ ⑨‎ 在电场E2中运动时间：t2＝＋ ⑩‎ Q点运动到P点的时间：t＝t1＋t2＝＋.‎ 答案：　(1)2v0　(2)　(3)＋