2005-2014十年高考物理试题分类汇编-磁场计算题答案.doc

2005-2014十年高考物理试题分类汇编-磁场计算题答案 【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，圆周运动的半径为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轴负方向的加速度大小为ax，在电场中运动的时间为t，离开电场时沿x轴负方向的速度大小为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 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， 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的轨迹如图所示： 有几何关系：,又有 整理解得： 又因为：6L－2kL=2x 根据几何关系有： 则Ⅱ区的磁感应强度B与k的关系： 3. 【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，运动转过的角度为，所需时间t1为 求得 （2）粒子进入电场后，先做匀减速运动，直到速度减小为0，然后沿原路返回做匀加速运动，到达x轴时速度大小仍为v0，设粒子在电场中运动的总时间为t2，加速度大小为a，电场强度大小为E，有 得 根据题意，要使粒子能够回到P点，必须满足 得电场强度最大值 根据题意L=3r sin300+3d cos300 且h= r (1﹣cos300) 解得 （2）改变入射速度后粒子在磁场中的轨道半径为 , 由题意可知3r sin300=4r’sin300 解得 设粒子经过上方磁场n次 由题意可知L=(2n+2)d cos300+(2n+2)rnsin300 且 解得 (,n取整数) 5. 【解析】（1）设粒子做圆周运动的半径为R，由牛顿第二定律得 ① 据题意由几何关系得 R1=d ② 联立①②式得 ③ （2）设粒子做圆周运动的半径为R2，加速度 大小为a，由圆周运动公式得 ④ 据题意由几何关系得⑤ 联立④⑤式得 ⑥ (3)设粒子做圆周运动的半径为R，周期为T， 由圆周运动公式得⑦ 由牛顿第二定律得⑧ 由题意知，代入⑧式得 d=4R ⑨ 粒子运动轨迹如图所示， O1、O2为圆心，连线与水平方向的夹角为，在每个TB内，只有A、B两个位置才有可能垂直击中P板，且均要求，由题意可知 ⑩ 设经历完整TB的个数为n（n=0,1,2,3……） 若在A点击中P板，据题意由几何关系得 当n=0时，无解 当n=1时，联立⑨式得 联立⑦⑨⑩式得 当时，不满足的 要求 若在B点击中P板，据题意由几何关系得 当n=1时，无解 当n=1时，联立⑨式得 联立⑦⑨⑩式得 当时，不满足的要求 6. 【解析】(1)由对P1受力分析可得：竖着方向受力平衡：N+qvB=mg ……① 水平方向受力平衡：F=N ……② 联立①②可得：v=4m/s P1从D到G由于洛伦兹力不做功，电场力做正功，重力做负功由动能定理可知： qEr-mgr(1-cos)=mv-m ……③ P1过G点后做匀变速直线运动的加速度设为a,则; qEcos-mg-(mgcos+qE）=ma ……④ P2质量设为m在GH上做匀加速直线运动的加速度a，则： mg-mgcos=ma ……⑤ P1和P2在GH上的时间相同位移之和为S，所以： S=vt+at+at ……⑥ 联立各式，可得：S=0.56m 7. 【解析】： h=t ……① W=m ……② 联立各式：W= 当s接1位置，电源电动势 ……④ 离子进入板间在电场力和重力的作用下做类平抛运动，设加速度为a，运动的时间为，则 U=Eh ……⑤ Mg-qE=ma ……⑥ H=a ……⑦ L=t ……⑧ 接到“2”时电阻R上通过的电流I= ……⑨ 联立各式，可得I= 设粒子做匀速圆周运动的半径为R，则 qvB=