高中物理电磁大题和答案
高中物理电磁大题和答案
高中物理电磁大题和答案
1、(2０14年安徽卷)18、“人造小太阳”托卡马克装置使用强磁场约束高温等离子体,使其中得带电粒子被尽可能限制在装置内部,而不与装置器壁碰撞。已知等离子体中带电粒子得平均动能与等离子体得温度T成正比,为约束更高温度得等离子体,则需要更强得磁场,以使带电粒子得运动半径不变。由此可判断所需得磁感应强度B正比于
A、Ｂ、C、Ｄ、
【答案】A
【解析】由于等离子体中带电粒子得平均动能与等离子体得温度Ｔ成正比,即。带电粒子在磁场中做圆周运动,洛仑磁力提供向心力:得。而故可得:又带电粒子得运动半径不变,所以。A正确。
2、(２０1４年大纲卷)２5、(20分)如图,在第一象限存在匀强磁场,磁感应强度方向垂直于纸面(xy平面)向外;在第四象限存在匀强电场,方向沿ｘ轴负向。在y轴正半轴上某点以与x轴正向平行、大小为v０得速度发射出一带正电荷得粒子,该粒子在(d,0)点沿垂直于x轴得方向进人电场。不计重力。若该粒子离开电场时速度方向与y轴负方向得夹角为θ,求:
⑴电场强度大小与磁感应强度大小得比值;
⑵该粒子在电场中运动得时间。
２５、【答案】(１)(２)
【考点】带电粒子在电磁场中得运动、牛顿第二定律、
【解析】(1)如图粒子进入磁场后做匀速圆周运动,设磁感应强度大小为Ｂ,粒子质量与所带电荷量分别为m和ｑ,圆周运动得半径为R０,由洛伦兹力公式及牛顿第二定律得:
由题给条件和几何关系可知:R0=d
设电场强度大小为Ｅ,粒子进入电场后沿ｘ轴负方向得加速度大小为aｘ,在电场中运动得时间为ｔ,离开电场时沿x轴负方向得速度大小为vy。由牛顿定律及运动学公式得:
粒子在电场中做类平抛运动,如图所示
联立得
(２)同理可得
3、(201４年广东卷)36、(18分)
如图25所示,足够大得平行挡板Ａ1、A2竖直放置,间距６L。两板间存在两个方向相反得匀强磁场区域Ⅰ和Ⅱ,以水平面MN为理想分界面。Ⅰ区得磁感应强度为B0,方向垂直纸面向外,A1、A２上各有位置正对得小孔Ｓ1、S2,两孔与分界面MN得距离均为L。质量为m、+q得粒子经宽度为d得匀强电场由静止加速后,沿水平方向从Ｓ1进入Ⅰ区,并直接偏转到ＭN上得P点,再进入Ⅱ区。P点与A1板得距离就就是L得k倍。不计重力,碰到挡板得粒子不予考虑。
(1)若k＝１,求匀强电场得电场强度E;
(2)若2k3,且粒子沿水平方向从S2射出,求出粒子在磁场中得速度大小v与k得关系式和Ⅱ区得磁感应强度B与k得关系式。
S1
S1
S2
B0
Ⅰ
m
N
M
A1
A2
+q
+
-
Ⅱ
6L
L
L
d
p
图25
36、【答案】:(1)(2)
【解析】:(１)若ｋ=1,则有:MP=L,粒子在匀强磁场中作匀速圆周运动,
根据几何关系,该情况粒子得轨迹半径为:Ｒ＝L,
粒子在匀强磁场中作匀速圆周运动,则有:
粒子在匀强电场中加速,根据动能定理有:
综合上式解得:
(2)因为2k３,且粒子沿水平方向从S2射出,该粒子运动轨迹如上图所示,则从Ｓ1到S2得轨迹如图所示:
有几何关系:,又有
则整理解得:
又因为:
根据几何关系有:
则Ⅱ区得磁感应强度B与k得关系:
4、(2014海南卷)8、如图,两根平行长直导线相距2L,通有大小相等、方向相同得恒定电流,ａ、ｂ、c就就是导线所在平面内得三点,左侧导线与她们得距离分别为、和３、关于这三点处得磁感应强度,下列判断正确得就就是
A、a处得磁感应强度大小比ｃ处得大
B、ｂ、c两处得磁感应强度大小相等
C、a、ｃ两处得磁感应强度方向相同
D、b处得磁感应强度为零
8、【答案】AD
【解析】根据通电直导线得磁场,利用右手螺旋定则,可知b处场强为零,两导线分别在a处得产生得场强都大于在c处产生得场强,ａ、ｃ两处得场强叠加都就就是同向叠加,选项ＡD正确。
5、(2０1４海南卷)1４、如图,在x轴上方存在匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向垂直于纸面向外;在x轴下方存在匀强电场,电场方向与xoy平面平行,且与x轴成45０夹角。一质量为m、电荷量为ｑ(ｑ＞０)得粒子以速度v0从y轴上P点沿y轴正方向射出,一段时间后进入电场,进入电场时得速度方向与电场方向相反;又经过一段时间T0,磁场方向变为垂直纸面向里,大小不变,不计重力。
(1)求粒子从P点出发至第一次到达x轴时所需得时间;
(2)若要使粒子能够回到P点,求电场强度得最大值。
１4、【答案】,
【解析】(1)带电粒子在磁场中做圆周运动,设运动半径为R,运动周期为Ｔ,根据洛伦兹力公式及圆周运动规律,有
依题意,粒子第一次到达ｘ轴时,运动转过得角度为,所需时间t1为
求得