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2019-2020年高三物理復(fù)習(xí) 電磁綜合練習(xí) 理 1．如圖所示，直角坐標(biāo)系的ox軸水平，oy軸豎直；M點(diǎn)坐標(biāo)為（-0.3m，0）、N點(diǎn)坐標(biāo)為（-0.2m，0）；在-0.3m≤X≤-0.2m的長條形范圍內(nèi)存在豎直方向的勻強(qiáng)電場E0；在X≥0的范圍內(nèi)存在豎直向上的勻強(qiáng)電場，場強(qiáng)為E=20N/C；在第一象限的某處有一圓形的勻強(qiáng)磁場區(qū)，磁場方向垂直紙面向外，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=2.5T．有一帶電量q=+1.010-4C、質(zhì)量m=210-4kg的微粒以v0=0.5m/s的速度從M點(diǎn)沿著x軸正方向飛入電場，恰好垂直經(jīng)過y軸上的P點(diǎn)（圖中未畫出，yP＞0），而后微粒經(jīng)過第一象限某處的圓形磁場區(qū)，擊中x軸上的Q點(diǎn)，速度方向與x軸正方向夾角為60．g取10m/s2．求： （1）場強(qiáng)E0的大小和方向； （2）P點(diǎn)的坐標(biāo)及圓形磁場區(qū)的最小半徑r； （3）微粒從進(jìn)入最小圓形磁場區(qū)到擊中Q點(diǎn)的運(yùn)動時間（可以用根號及π等表示） 2. 坐標(biāo)原點(diǎn)O處有一點(diǎn)狀的放射源，它向xoy平面內(nèi)的x軸上方各個方向發(fā)射α粒子，α粒子的速度大小都是v0，在00）的粒子以速度v從O點(diǎn)垂直于磁場方向射入，當(dāng)速度方向沿x軸正方向時，粒子恰好從O1點(diǎn)正上方的A點(diǎn)射出磁場，不計(jì)粒子重力。 （1）求磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大??； （2）粒子在第一象限內(nèi)運(yùn)動到最高點(diǎn)時的位置坐標(biāo)； （3）若粒子以速度v從O點(diǎn)垂直于磁場方向射入第一象限，當(dāng)速度方向沿x軸正方向的夾角θ=30時，求粒子從射入磁場到最終離開磁場的時間t。 5．如圖所示，在平面內(nèi)，有一個圓形區(qū)域的直徑與軸重合，圓心的坐標(biāo)為（，0），其半徑為，該區(qū)域內(nèi)無磁場。在ｙ軸和直線之間的其他區(qū)域內(nèi)存在垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為。一質(zhì)量為、電荷量為的帶正電的粒子從ｙ軸上某點(diǎn)射入磁場．不計(jì)粒子重力． （1）若粒子的初速度方向與ｙ軸正向夾角為，且粒子不經(jīng)過圓形區(qū)域就能到達(dá)Ｂ點(diǎn)，求粒子的初速度大??； （2）若粒子的初速度方向與ｙ軸正向夾角為，在磁場中運(yùn)動的時間為，且粒子也能到達(dá)Ｂ點(diǎn)，求粒子的初速度大?。? （3）若粒子的初速度方向與ｙ軸垂直，且粒子從點(diǎn)第一次經(jīng)過ｘ軸，求粒子的最小初速度． 6．如圖所示，在坐標(biāo)系右側(cè)存在一寬度為、垂直紙面向外的有界勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為；在左側(cè)存在與y軸正方向成角的勻強(qiáng)電場。一個粒子源能釋放質(zhì)量為m、電荷量為的粒子，粒子的初速度可以忽略。粒子源在點(diǎn)P（，）時發(fā)出的粒子恰好垂直磁場邊界EF射出；將粒子源沿直線PO移動到Q點(diǎn)時，所發(fā)出的粒子恰好不能從EF射出。不計(jì)粒子的重力及粒子間相互作用力。求： （1）勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度； （2）粒子源在Q點(diǎn)時，粒子從發(fā)射到第二次進(jìn)入磁場的時間。 7．如圖所示，水平放置的足夠長的平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ的一端接有電阻，不計(jì)電阻的導(dǎo)體棒靜置在導(dǎo)軌的左端MP處，并與MN垂直．以導(dǎo)軌PQ的左端為坐標(biāo)原點(diǎn)O，建立直角坐標(biāo)系，軸沿PQ方向．每根導(dǎo)軌單位長度的電阻為r．垂直于導(dǎo)軌平面的非勻強(qiáng)磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度在y軸方向不變，在x軸方向上的變化規(guī)律為：，并且x≥0．現(xiàn)在導(dǎo)體棒中點(diǎn)施加一垂直于棒的水平拉力F，使導(dǎo)體棒由靜止開始向右做勻加速直線運(yùn)動，加速度大小為a．設(shè)導(dǎo)體棒的質(zhì)量為m，兩導(dǎo)軌間距為L．不計(jì)導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌間的摩擦，導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌接觸良好，不計(jì)其余部分的電阻． （1）請通過分析推導(dǎo)出回路中電流和水平拉力F的大小隨時間t變化的關(guān)系式； （2）如果已知導(dǎo)體棒從x＝0運(yùn)動到x＝x0的過程中，力F做的功為W，求此過程回路中產(chǎn)生的焦耳熱Q； （3）若B0＝0.1T，k＝0.2T／m，＝0.1Ω，r＝0.1Ω／m，L＝0.5m，a＝4m／s2，請根據(jù)題（1）的結(jié)論，進(jìn)一步計(jì)算回路電流與時間t的關(guān)系和導(dǎo)體棒從x＝0運(yùn)動到x＝1m過程中通過電阻R0的電荷量q． 8．磁懸浮列車是一種高速運(yùn)載工具，它由兩個系統(tǒng)組成。一是懸浮系統(tǒng)，利用磁力使車體在軌道上懸浮起來從而減小阻力。另一是驅(qū)動系統(tǒng)，即利用磁場與固定在車體下部的感應(yīng)金屬線圈相互作用，使車體獲得牽引力，磁懸浮列車電磁驅(qū)動裝置的原理示意圖如下圖所示。即在水平面上有兩根很長的平行軌道PQ和MN，軌道間有垂直軌道平面的勻強(qiáng)磁場和，且和的方向相反，大小相等，即。列車底部固定著繞有N匝閉合的矩形金屬線圈（列車的車廂在圖中未畫出），車廂與線圈絕緣。兩軌道間距及線圈垂直軌道的邊長均為L，兩磁場的寬度均與線圈的ad邊長相同。當(dāng)兩磁場和同時沿軌道方向向右運(yùn)動時，線圈會受到向右的磁場力，帶動列車沿導(dǎo)軌運(yùn)動。已知列車車廂及線圈的總質(zhì)量為M，整個線圈的總電阻為R。 （1）假設(shè)用兩磁場同時水平向右以速度作勻速運(yùn)動來起動列車，為使列車能隨磁場運(yùn)動，列車所受的阻力大小應(yīng)滿足的條件； （2）設(shè)列車所受阻力大小恒為f，假如使列車水平向右以速度v做勻速運(yùn)動，求為維持列車運(yùn)動，在單位時間內(nèi)外界需提供的總能量； （3）設(shè)列車所受阻力大小恒為f，假如用兩磁場由靜止開始向右做勻加速運(yùn)動來起動列車，當(dāng)兩磁場運(yùn)動的時間為時，列車正在向右做勻加速直線運(yùn)動，此時列車的速度為v1，求兩磁場開始運(yùn)動到列車開始運(yùn)動所需要的時間。 9．如圖所示，光滑的平行金屬導(dǎo)軌水平放置，電阻不計(jì)，導(dǎo)軌間距為l，左側(cè)接一阻值為R的電阻．區(qū)域內(nèi)存在垂直軌道平面向下的有界勻強(qiáng)磁場，磁場寬度為s．一質(zhì)量為m、電阻為r的金屬棒MN置于導(dǎo)軌上，與導(dǎo)軌垂直且接觸良好，受到F＝0.5v＋0.4（N）（v為金屬棒速度）的水平外力作用，從磁場的左邊界由靜止開始運(yùn)動，測得電阻兩端電壓隨時間均勻增大．（已知：l＝1 m，m＝1 kg，R＝0.3 Ω，r＝0.2 Ω，s＝1 m） （1）分析并說明該金屬棒在磁場中做何種運(yùn)動。 （2）求磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小。 （3）若撤去外力后棒的速度v隨位移x的變化規(guī)律滿足，且棒在運(yùn)動到處時恰好靜止，則外力F作用的時間為多少？ （4）若在棒未出磁場區(qū)域時撤去外力，畫出棒在整個運(yùn)動過程中速度隨位移變化所對應(yīng)的各種可能的圖線。 9．如圖所示，光滑的平行金屬導(dǎo)軌水平放置，電阻不計(jì)，導(dǎo)軌間距為l，左側(cè)接一阻值為R的電阻．區(qū)域內(nèi)存在垂直軌道平面向下的有界勻強(qiáng)磁場，磁場寬度為s．一質(zhì)量為m、電阻為r的金屬棒MN置于導(dǎo)軌上，與導(dǎo)軌垂直且接觸良好，受到F＝0.5v＋0.4（N）（v為金屬棒速度）的水平外力作用，從磁場的左邊界由靜止開始運(yùn)動，測得電阻兩端電壓隨時間均勻增大．（已知：l＝1 m，m＝1 kg，R＝0.3 Ω，r＝0.2 Ω，s＝1 m） （1）分析并說明該金屬棒在磁場中做何種運(yùn)動。 （2）求磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小。 （3）若撤去外力后棒的速度v隨位移x的變化規(guī)律滿足，且棒在運(yùn)動到處時恰好靜止，則外力F作用的時間為多少？ （4）若在棒未出磁場區(qū)域時撤去外力，畫出棒在整個運(yùn)動過程中速度隨位移變化所對應(yīng)的各種可能的圖線。