高考物理模拟题精选分类解析专题21电学综合性问题（第03期）含解析

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1、2017高考物理最新模拟题糟选分类解析HI-2*第二十一部分电学综合性问题1.(17分)(2017南方新课堂测试)如图所示，竖直平面内放着两根间距力=1m,电阻不计的足够长平行金属板必、M两板间接一阻值心2Q的电阻，川板上有一小孔Q,在金属板必、沖及仞上方有垂直纸面向里的磁感应强度T的有界匀强磁场，片板右侧区域位上、下部分分别充满方向垂直纸面向外和向里的匀强磁场，磁感应强度人小分别为«=3T和5=2T,有一质量必=0.2kg,电阻z=lQ的金属棒搭在血VZ间并与赵V接触良好，用输出功率恒定的电动机拉着金属棒

2、竖直向上运动，当金属棒到达最大速度时，在与0等高并靠近#板•的户点静止释放一•个比荷纟=1X10’C/kg的正离子，经电场加速后，以r=200m/s的速度从0点III垂直于/V板边界射入右侧区域，不计离子重力，•忽略电流产生的磁场，取g=10m/s金属棒达到最大速度时，电阻斤两端电压U.电动机的输出功率只离子从0点进入右侧磁场后恰好不会回到冲板，0点距离分界线高力等于多少.,求：【名师解析】⑴离子从P运动到0，由动能翹有qU=訥①解得左两端电压—2V•②⑵电路的电流1=*③安培力％=豳④受力平衡有尸=砲十尸

3、宜⑤由闲合电路歐姆走律有左=血?十打⑥感应电方虜E=£辽帕⑦功率QF%⑧联立②〜⑧式解得电动机功率"=9W.(3)设离子恰好不会回到艸板时，对应的离子在上、下区域的运动半径分别为门和匕，圆心的在磁场冏中,由刖51=卡2解得运动半径为门=翁10「血在磁场易中/由刖解得运动半径为^=lxlO-2m由几何关系得0*1+孩）sin卩=孩门+ricos

4、向外的匀强磁场，磁感应强度大小相同，EF为左右磁场的分界线.初边界上的"点到边界矿的距离为（2+^3）A一带正电微粒从"点的正上方的。点由静止释放，从P点垂直月〃边界进入电、磁场区域，且恰好不从力〃边界飞出电、磁场.已知微粒在电、磁场中的运动轨迹为圆弧，重力加速度大小为g,电场强度大小未知）和磁感应强度大小〃（〃未知）满足£=2込L不考虑空气阻力，求：（1）0点距离P点的高度力.（2）若微粒从。点以水平向左平抛，且恰好垂直下边界①射出电、磁场，则微粒在电、磁场中运动的时间广多长？【名师解析】：（1）设微粒带

5、电荷量为g、质量为/〃，轨迹为圆弧，有qE=mg.粒子运动轨迹如图所示，0、@为微粒运动的圆心，与竖直方向夹角为〃，由儿何知识知设微粒运动半径为小由儿何关系有n+nsin0=（2+^3）Z,得t=2L由洛伦兹力公式和牛顿第二定律有qv.B=—由动能定理有mgh=*n黃,(2)设禰粒平抛到AB边界上的M点的时间为h”水平距离xi,由运动学公式有KAhi=^Z、虫=扌「得"=寸吕、JC1=V3Z.嚴在M点时竖直分速度旳=股「速度为心2何、与心夹角为"？0°.般轨迹如图所示•碗在磴场中运动半径孩=4匸由几何关

6、孰制粒从财点偏转3丁垂微粒在磁场中运动的周期7=^=4TIA/-ygTLT由题意有微粒运动时间t=-+—(k=Qf1,2,…)微粒运动时间t=2Hg+^J~^(k=0,1,2,…).1.(2016百校联盟猜题卷)如图所示，在*0的区域存在沿x轴正方向的匀强电场，电场强度大小为庐警，在%>0的区域I、II中存在磁感应强度等大反向的有界匀强磁场，区域IHX的宽度为也磁感应强度大小为从方向垂直纸面向外。现将一质量为/〃、电荷量为Q的带正电粒子在/轴上某处由静止释放，不计粒子重力。求：1••

7、XXX••1XXXI

8、1n••

9、XXXxE°0…；XXXe•IXXXee1XXX1（1）在/轴负半轴上由静止释放的粒子的释放位置坐标满足什么条件时，粒子不能到达磁场区域II;（2）在（1）中恰好不能到达磁场区域II的粒子，从释放到第二次经过y轴运动的时间；（3）在坐标（€〃，0）处释放的粒子从释放至第刀次回到出发点所需要的时

10、'可。fl【参考答案】（l）x$弓【名师解析】（1）在工轴上恰好不能到达区域II的粒子运动轨迹如图甲所示，由图可知粒子运动半径为d＞宙洛伦兹力提供向心力得qvB=m-^设此粒子在兀轴上从（%®点处释放〉由动

11、能定理得矜0三加两式联立解得因此在/轴负半轴上满足横坐标舟处释放的粒子不能到达区域IIXXXx"xXXXXXXXXXXXXX图甲〔2）设粒子在电场中的运动时间为血＞由恥弓1＞解得去专粒子在区域I中的运动时间为吒=誇因此从释放到第二次经过J轴粒子运动的时间为图乙（3）在坐标（€也0）处释放的粒子在磁场中的运动轨迹如图乙所示，设粒子第一次到达y轴时0速度为八则q^=訥严,解得八^^粒子从释放至笫一次到达y轴需要的时I