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1、高中物理第二轮专题复习高中物理第二轮专题复习电磁场问题电磁场问题 带带电电粒粒子子在在电电场场、磁磁场场中中的的运运动动以以及及金金属属棒棒在在磁磁场场中中运运动动是是中中学学物物理理中中的的重重点点内内容容，这这类类问问题题对对空空间间想想象象能能力力、分分析析综综合合能能力力、应应用用数数学学知知识识处处理理物物理理问问题题的的能能力力有有较较高高的的要要求求，是是考考查查考考生生多多项项能能力力极极好好的的载载体体，因因此此历历来来是是高高考考的的热热点点.另另外外这这关关问问题题与与现现代代科科技技密密切切相相关关，在在近近代代物物理理实实验验中中有有重重大大意意义义，因因此此考考题题
2、有有可可能能以以科科学学技技术术的的具具体体问问题题为为背背景景,如如质质谱谱仪仪、磁磁流流体体发发电电机机、电电视视机机、流流量量计计、电电磁磁泵泵等等原原理理，在在五五年年的的理理综综测测试试中中也也是是每每年年都都考考且分值越大，预计今年分值不会低于且分值越大，预计今年分值不会低于1818分。分。高考趋势高考趋势第一讲带电粒子在电场中运动高考物理第二轮专题复习高考物理第二轮专题复习1OE 例例.水平方向的匀强电场中，有一质量水平方向的匀强电场中，有一质量为为m m的带电小球，用长为的带电小球，用长为L L的细线悬于的细线悬于O O点，点，当小球平衡时，细线与竖直方向成当小球平衡时，细线与
3、竖直方向成角。现角。现给小球一个初速度，初速度方向与细线垂直，给小球一个初速度，初速度方向与细线垂直，使小球恰能在竖直平面内做圆周运动，则圆使小球恰能在竖直平面内做圆周运动，则圆周运动过程中速度的最小值和最大值是多少周运动过程中速度的最小值和最大值是多少？一.物理最高点和物理最低点 (1)(1)电场力做功的公式电场力做功的公式:W=FS=qU:W=FS=qU (2)(2)带电粒子垂直场强方向移动带电粒子垂直场强方向移动,电场力不做功电场力不做功 (3)(3)带电粒子在电场中移动相同的距离带电粒子在电场中移动相同的距离,沿电场沿电场 线方向移动时电场力做最多线方向移动时电场力做最多二.电场力做功
4、问题acbo300例例.如图，如图，abab是半径为是半径为R R的圆的一条直径，该圆处于大小的圆的一条直径，该圆处于大小为为E E、方向一定的匀强电场中。在圆周平面内，将一带正、方向一定的匀强电场中。在圆周平面内，将一带正电电q q的小球从的小球从O O点经相同的动能抛出，抛出方向不同时小点经相同的动能抛出，抛出方向不同时小球会经过圆周上不同的点。在这些所有的点中到达球会经过圆周上不同的点。在这些所有的点中到达c c点时点时小球的动能最大，已知小球的动能最大，已知cabcab30300 0，不计重力和空气阻，不计重力和空气阻力。求力。求:（1 1）电场方向与）电场方向与acac间的夹角为多大
5、？间的夹角为多大？（2 2）若小球在）若小球在a a点时初速度方向与电点时初速度方向与电 场方向垂直，则小球恰好能落在场方向垂直，则小球恰好能落在 c c点，则初动能为多大？点，则初动能为多大？(1)(1)夹角为夹角为30300 0(2)E(2)Ek0k0=EqR/8=EqR/8 例、如图例、如图24-124-1所示，所示，R R1 1=R=R2 2=R=R3 3=R=R4 4=R=R，电键，电键S S闭合时，间闭合时，间距为距为d d的平行板电容器的平行板电容器C C 的正中间有一质量为的正中间有一质量为m m，带电量为，带电量为q q的小球恰好处于静止状态；电键的小球恰好处于静止状态；电键
6、S S断开时，小球向电容器断开时，小球向电容器一个极板运动并发生碰撞，碰撞后小球带上与极板同种性一个极板运动并发生碰撞，碰撞后小球带上与极板同种性质的电荷。设碰撞过程中没有机械能损失，小球反弹后恰质的电荷。设碰撞过程中没有机械能损失，小球反弹后恰好能运动到电容器另一极板。若不计电源内阻，求：好能运动到电容器另一极板。若不计电源内阻，求：(1)(1)电源的电动势电源的电动势(2)(2)小球与极板碰撞后的带电量。小球与极板碰撞后的带电量。图24-1三.带电粒子的运动与电路相结合 解：解：(1)(1)电键电键S S闭合时，闭合时，R R1 1、R R3 3并联与并联与R R4 4串联，串联，(R(R
7、2 2中没有电流通过中没有电流通过),U),UC C=U=U4 4=(2/3)=(2/3)对带电小球有：对带电小球有：mg=qE=qUmg=qE=qUC C/d=(2/3)q/d/d=(2/3)q/d 得：得：=(3/2)mgd/q=(3/2)mgd/q(2)(2)电键电键S S断开后，断开后，R R1 1、R R4 4串联，则串联，则 U UC C=/2=(3/4)mgd/q=/2=(3/4)mgd/q 11 小球向下运动与下极板相碰后，小球带电量变小球向下运动与下极板相碰后，小球带电量变为为q q，向上运动到上极板，全过程由动能定理得：，向上运动到上极板，全过程由动能定理得：mgd/2mg
8、d/2qUqUC C/2/2mgd+qmgd+qU UC C=0=0 22 由由1212式解得：式解得：q q=7q/6=7q/6。高考物理第二轮专题复习高考物理第二轮专题复习第二讲带电粒子在磁场中运动2高考物理第二轮专题复习高考物理第二轮专题复习带电粒子在磁场中的运动类型(1)进入有半无边界磁场(2)进入圆形边界磁场(3)进入矩形边界磁场一.带电粒子在半无界磁场中的运动(1)垂直进入 (2)有角度进入 OBS 例例.(02.(02年年高高考考)如如图图所所示示，在在y y0 0的的区区域域内内存存在在匀匀强强磁磁场场，磁磁场场方方向向垂垂直直于于xyxy平平面面并并指指向向纸纸面面向向里里，
9、磁磁感感强强度度为为B B.一一带带负负电电的的粒粒子子（质质量量为为m m、电电荷荷量量为为q q）以以速速度度v v0 0从从O O点点射射入入磁磁场场，入入射射方方向向在在xyxy平平面面内，与内，与x x轴正向的夹角为轴正向的夹角为.求：求：(1)(1)该粒子射出磁场的位置该粒子射出磁场的位置(2)(2)该粒子在磁场中运动的该粒子在磁场中运动的 时间时间.(.(粒子所受重力不计粒子所受重力不计)典型例题典型例题r RvO/O(1)(1)偏角偏角 (2)(2)时间时间:二.带电粒子在圆形磁场中的运动 例例.如图所示，一个质量为如图所示，一个质量为m m、电量为、电量为q q的正离子，的正
10、离子，从从A A点正对着圆心点正对着圆心O O以速度以速度v v射入半径为射入半径为R R的绝缘的绝缘圆筒中。圆筒内存在垂直纸面向里的匀强磁场，圆筒中。圆筒内存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度的大小为磁感应强度的大小为B B。要使带电粒子与圆筒内。要使带电粒子与圆筒内壁碰撞多次后仍从壁碰撞多次后仍从A A点射出，求正离子在磁场中点射出，求正离子在磁场中运动的时间运动的时间t.t.设粒子与圆筒内壁碰撞时无能量设粒子与圆筒内壁碰撞时无能量和电量损失，不计粒子的重力。和电量损失，不计粒子的重力。OAv0Bv二.带电粒子在圆形磁场中的运动 二.带电粒子在圆形磁场中的运动(1)(1)偏转角偏转角:s
11、in:sin=L L/R R(2)(2)侧移由侧移由R R2 2=L=L2 2-(R-y)-(R-y)2 2(3)(3)时间时间:三.带电粒子在矩形磁场中的运动 BAPvQ例例.如如图图所所示示，A AB B为为水水平平放放置置的的足足够够长长的的平平行行板板，板板间间距距离离d=1.010d=1.0102 2m m，A A板板中中央央有有一一电电子子源源P P，在在纸纸面面内内沿沿PQPQ方方向向发发射射速速度度在在0-3.2100-3.2107 7m/sm/s范范围围内内的的电电子子，Q Q为为P P点点正正上上方方B B板板上上的的一一点点，若若板板间间加加一一垂垂直直于于纸纸面面向向里
12、里的的匀匀强强磁磁场场，磁磁感感应应强强度度B=9.110B=9.1103 3T T，已已知知电电子子的的质质量量m=9.110m=9.1103131kgkg，电电子子电电量量e=1.610e=1.6101919C C，不不计计电电子子的的重重力力和和电电子子间间的的相相互互作作用用，且且电电子子打打到到板板上上均均被被吸吸收收，并并转转移移到到大大地地。求求电电子子击击中中A AB B板板上上的的范范围围，并并画画出出电电子子经经过过相相应应范范围围边边界界的的运运动动轨轨迹迹图。图。三.带电粒子在矩形磁场中的运动 三.带电粒子在矩形磁场中的运动 BPQHNMFA高考物理第二轮专题复习高考物
13、理第二轮专题复习第三讲带电粒子在电磁场(复合场)中运动3典型例题典型例题 例如图所示，在半径为例如图所示，在半径为R R的圆形区域内，存在磁感的圆形区域内，存在磁感应强为应强为B B，方向垂直纸面向里的匀强磁场。，方向垂直纸面向里的匀强磁场。a a、b b、c c三点三点将圆周等分，三对间距为将圆周等分，三对间距为d d的平行金属板通过三点分别与的平行金属板通过三点分别与圆相切，切点处有小孔与磁场相通，板间电压均为圆相切，切点处有小孔与磁场相通，板间电压均为U U。一。一个质量为个质量为m m，电量为，电量为+q+q的粒子从的粒子从s s点由静止开始运动，经点由静止开始运动，经过一段时间又回到
14、过一段时间又回到s s点。不计重力点。不计重力,试求：试求：(1)(1)电压电压U U和磁感应强度和磁感应强度B B应满足什么关系？应满足什么关系？(2)(2)粒子从粒子从s s点出发后，第一次回到点出发后，第一次回到s s点所经历的时间。点所经历的时间。例例.一一个个质质量量为为m,m,电电量量为为q q的的带带电电粒粒子子以以一一定定的的初初速速度度V V0 0垂垂直直于于电电场场强强度度方方向向飞飞入入场场强强为为E E、宽宽度度为为d d的的匀匀强强偏偏转转电电场场区区，飞飞离离电电场场区区时时运运动动方方向向的的偏偏转转角角为为，如如图图(a)(a)所所示示如如果果该该带带电电粒粒子
15、子以以同同样样速速度度垂垂直直飞飞进进同同样样宽宽度度的的匀匀强强磁磁场场区区，飞飞离离磁磁场场区区时时运运动动方方向向偏偏转转角角也也为为，如如图图(b)(b)所所示示试试求求磁磁感感强强度度B B的的大大小小(不计重力不计重力)典型例题典型例题 例例.如图所示，在某个空间内有水平方向相互如图所示，在某个空间内有水平方向相互垂直的匀强磁场和匀强电场，电场强度垂直的匀强磁场和匀强电场，电场强度E=2V/m.E=2V/m.磁磁感强度感强度B=1.25T.B=1.25T.有一个质量有一个质量m=310m=310-4-4kgkg、带电量、带电量q=210q=210-3-3C C的微粒，在这个空间内做
16、匀速直线运动的微粒，在这个空间内做匀速直线运动.假如在这个微粒经过某条电场线时突然撤去磁场，假如在这个微粒经过某条电场线时突然撤去磁场，那么当它再次经过同一条电场线时，微粒在电场线那么当它再次经过同一条电场线时，微粒在电场线方向上移动了多大距离方向上移动了多大距离S.S.典型例题电磁场和重力场相结合典型例题电磁场和重力场相结合典型例题典型例题典型例题典型例题典型例题典型例题 例例.已知一个质量为已知一个质量为m m、电量为、电量为q q的小球套在一竖直的小球套在一竖直放置的杆上，小球与杆之间的动摩擦因数为放置的杆上，小球与杆之间的动摩擦因数为 ，水平方，水平方向存在场强为的匀强电场和磁感强度为
17、的匀强磁场，向存在场强为的匀强电场和磁感强度为的匀强磁场，小球由静止开始运动，求小球在运动过程中最大速度和小球由静止开始运动，求小球在运动过程中最大速度和最大加速度。最大加速度。典型例题典型例题 例例.如如图图所所示示，固固定定的的半半圆圆弧弧形形光光滑滑轨轨道道置置于于水水平平方方向向的的匀匀强强电电场场和和匀匀强强磁磁场场中中，轨轨道道圆圆弧弧半半径径为为R R，磁磁感感应应强强度度为为B B，方方向向垂垂直直于于纸纸面面向向外外，电电场场强强度度为为E E，方方向向水水平平向向左左。一一个个质质量量为为m m的的小小球球（可可视视为为质质点点）放放在在轨轨道道上上的的C C点点恰恰好好处
18、处于于静静止止、圆圆弧弧半半径径OCOC与与水水平平直直径径ADAD的的夹夹角角为为a(sin=0.8)a(sin=0.8)（1 1）求小球带何种电荷，电荷量是多少？并说明理由。）求小球带何种电荷，电荷量是多少？并说明理由。（2 2）如如果果将将小小球球从从A A点点由由静静止止释释放放，小小球球在在圆圆弧弧轨轨道道上上运动时，对轨道的最大压力的大小是多少？运动时，对轨道的最大压力的大小是多少？在在C点压力最大点压力最大AEBBLd 例例.空间分布着图示的匀强磁场空间分布着图示的匀强磁场B B和匀强电和匀强电场场E E，一带电粒子质量为，一带电粒子质量为m m，电量为，电量为q q，从，从A
19、A点由点由静止释放后经电场加速进入磁场，穿过中间磁静止释放后经电场加速进入磁场，穿过中间磁场进入右边磁场后能按某一路径再返回场进入右边磁场后能按某一路径再返回A A点而点而重复前述过程。求中间磁场的宽度重复前述过程。求中间磁场的宽度d d和粒子的和粒子的运动周期运动周期.典型例题典型例题OO3O1O2600高考物理第二轮专题复习高考物理第二轮专题复习第四讲金属棒在磁场中运动(一)单杆问题41例例.如图所示，两根平行金属导轨如图所示，两根平行金属导轨abcd,abcd,固定在同一水平面固定在同一水平面上上,磁感应强度为磁感应强度为B B的匀强磁场与导轨所在的平面垂直，导的匀强磁场与导轨所在的平面
20、垂直，导轨的电阻可忽略不计。一阻值为轨的电阻可忽略不计。一阻值为R R的电阻接在导轨的的电阻接在导轨的bcbc端。端。在导轨上放一根质量为在导轨上放一根质量为m m，长为，长为L L，电阻为，电阻为r r的导体棒的导体棒efef，它可在导轨上无摩擦滑动，滑动过程中与导轨接触良好并它可在导轨上无摩擦滑动，滑动过程中与导轨接触良好并保持垂直。若导体棒从静止开始受一恒定的水平外力保持垂直。若导体棒从静止开始受一恒定的水平外力F F的的作用作用,求求:(1)ef:(1)ef的最大速度是多少的最大速度是多少?（2 2）导体棒获得的最大速度时，）导体棒获得的最大速度时，efef的位移为的位移为S,S,整个
21、过程整个过程中回路产生的焦耳热中回路产生的焦耳热B BR Re ef fF F 求求:(3):(3)若导体棒若导体棒efef由静止开始在随时间变化的水平由静止开始在随时间变化的水平外力外力F F的作用下，向右作匀加速直线运动，加速度大小为的作用下，向右作匀加速直线运动，加速度大小为a a。求力。求力F F与时间应满足的关系式与时间应满足的关系式.B BR Re ef fF F(4)(4)若金属棒若金属棒efef在受到平行于导轨，功率恒为在受到平行于导轨，功率恒为P P的水平外力作用下从静止开始运动。求的水平外力作用下从静止开始运动。求:金金属棒属棒efef的速度为最大值一半时的加速度的速度为最
22、大值一半时的加速度a a。B BR Re ef fF F 例例.如图所示，两根竖直放置在绝缘地面上的金属框如图所示，两根竖直放置在绝缘地面上的金属框架上端接有一电容量为架上端接有一电容量为C C 的电容器，框架上有一质量为的电容器，框架上有一质量为m m，长为，长为L L 的金属棒，平行于地面放置，与框架接触良好的金属棒，平行于地面放置，与框架接触良好且无摩擦，棒离地高度为且无摩擦，棒离地高度为h h，磁感应强度为，磁感应强度为B B 的匀强磁的匀强磁场与框架平面垂直，开始时电容器不带电，将棒由静止场与框架平面垂直，开始时电容器不带电，将棒由静止释放，问棒落地时的速度多大？落地时间多长？落地时
23、释放，问棒落地时的速度多大？落地时间多长？落地时电容器储存的电能有多大？电容器储存的电能有多大？h hC C典型例题典型例题-电容器电容器设设t时时刻刻金金属属棒棒经经t速速度度从从V 变变化化到到（V+V），感感应应电电动动势势增增加加U，由由于于电电容容器器电电容容C恒恒定定，电电容容器器上上的的电电量量变化变化Q）（）（感应电流感应电流得得两边同除以两边同除以tCBLatQtitVCBLUCQ=D DD D=D DD D=D D*=D D22)()(LCBmmgtatmaFmg+=-安安）（地地地地222221212LCBCmmghmVmghELCBmmghV+-=-=D D+=2222
24、22地地地地VmgLCBmaVh+=例例.如图所示，铜质圆盘绕竖直轴如图所示，铜质圆盘绕竖直轴o o在水平面内在水平面内匀速转动，圆盘半径为匀速转动，圆盘半径为r=20cmr=20cm，处在竖直向下的磁，处在竖直向下的磁感应强度感应强度B=1TB=1T的匀强磁场中，两个电刷分别与转动的匀强磁场中，两个电刷分别与转动轴和圆盘的边缘保持良好接触，并与电池和保险丝轴和圆盘的边缘保持良好接触，并与电池和保险丝D D串联成一闭合电路串联成一闭合电路.已知电池电动势已知电池电动势E=2VE=2V，电路中总，电路中总电阻电阻R=1R=1，保险丝的熔断电流为，保险丝的熔断电流为1A1A试分析计算：试分析计算：
25、为了不使保险丝烧断，金属圆盘顺时针方向转动的为了不使保险丝烧断，金属圆盘顺时针方向转动的角速度的取值范围是什么角速度的取值范围是什么?典型例题典型例题转动类型转动类型 解解.圆盘顺时针方向转动时，相当于长度为圆盘顺时针方向转动时，相当于长度为r r的的导体在垂直于磁场的平面里绕导体在垂直于磁场的平面里绕O O轴以角速度匀速转轴以角速度匀速转动，感应电动势大小为动，感应电动势大小为E=1/2BrE=1/2Br2 2 (E-E)/R (E-E)/RII在转动角速度较大时应满足在转动角速度较大时应满足(E-E)/R(E-E)/RII把数据把数据E=2VE=2V，I=2AI=2A，R=1R=1，代入，
26、代入解得解得 1 1B B2 2r r2 2/2/23 3再把数据再把数据B=1TB=1T，r=0.2mr=0.2m代入上式解得代入上式解得50rad/s50rad/s 150rad/s150rad/s典型例题典型例题转动类型转动类型高考物理第二轮专题复习高考物理第二轮专题复习第四讲金属棒在磁场中运动(二)双杆问题42例例.如图所示，在光滑水平足够长的平行金属导轨上，如图所示，在光滑水平足够长的平行金属导轨上，导轨间距离为导轨间距离为L,L,放置质量均为放置质量均为m m的导体棒的导体棒ghgh和和efef，棒的电，棒的电阻均为阻均为R R，导轨电阻不计，两棒均能沿轨道滑动并始终保，导轨电阻不
27、计，两棒均能沿轨道滑动并始终保持良好接触，在运动过程中持良好接触，在运动过程中efef和和ghgh不会相碰，整个装置处不会相碰，整个装置处在磁感应强度为在磁感应强度为B B 的匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平的匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面。设轨道足够长面。设轨道足够长.典型例题典型例题双杆等距类型双杆等距类型(1)(1)开始时开始时ghgh棒静止，棒静止，ef ef 棒棒有指向有指向ghgh棒的初速度棒的初速度V V0 0，在运在运动中产生的焦耳热最多是多动中产生的焦耳热最多是多少？少？faRheBdgV0cb设设ef 棒棒的的速速度度变变为为初初速速的的3/4 时时，gh 棒棒的的速速
28、度度为为V/，根据动量守恒可知，根据动量守恒可知回路中的感应电动势回路中的感应电动势和感应电流分别是和感应电流分别是 gh 棒所受的安培力棒所受的安培力 gh 棒的加速度棒的加速度（2 2）开始时）开始时ghgh棒静止，棒静止，ef ef 棒有指向棒有指向ghgh棒的初速度棒的初速度V V0 0，求求当当efef棒的速度达到棒的速度达到3/4V3/4V0 0时，时，ghgh棒的加速度是多少？棒的加速度是多少？faRheBdgV0cb（3 3）当）当efef和和ghgh棒均以棒均以V V0 0的水平速度匀速向相反方的水平速度匀速向相反方向运动时向运动时,需分别对需分别对efef和和ghgh棒施加
29、多大的水平力棒施加多大的水平力F F？faRheBdgV0cbV0（4 4）efef受到一个水平向右的恒力受到一个水平向右的恒力F F作用作用,最后最后efef棒棒和和ghgh棒以相同的加速度运动棒以相同的加速度运动,但两棒的速度不相同但两棒的速度不相同,求两棒速度的差求两棒速度的差.faRheBdgcbF典型例题典型例题双杆不等距类型双杆不等距类型例例.如图所示，在光滑水平足够长的平行金属导轨上，如图所示，在光滑水平足够长的平行金属导轨上，放置质量为放置质量为2m2m、长度为、长度为2L2L、电阻为、电阻为2R2R的导体棒的导体棒ghgh和质量为和质量为m m、长度为、长度为L L、电阻为、
30、电阻为R R的导体棒的导体棒efef，导轨电阻不计，两棒，导轨电阻不计，两棒均能沿轨道滑动并始终保持良好接触，在运动过程中均能沿轨道滑动并始终保持良好接触，在运动过程中efef和和ghgh不会相碰，也不会离开各自的轨道不会相碰，也不会离开各自的轨道.整个装置处在磁感整个装置处在磁感应强度为应强度为B B 的匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面。设的匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面。设轨道足够长轨道足够长.ghefBF(1)(1)若若ghgh和和efef之间有不可伸之间有不可伸长的细线相连，长的细线相连，efef在水平恒力在水平恒力F F的作用下的作用下,最后达到稳定状态最后达到稳定状态.求最终
31、两棒的速度大小求最终两棒的速度大小.典型例题典型例题双杆不等距类型双杆不等距类型(2)(2)若若ghgh和和efef之间没有细线相连，之间没有细线相连，ghgh以速度以速度V V0 0开始运动开始运动,最后达到稳定状态最后达到稳定状态.求最终两棒的速度大小求最终两棒的速度大小.V V0 0 “双杆双杆”在等宽导轨上运动时，两杆在等宽导轨上运动时，两杆所受的安培力等大反向，所以动量守恒。所受的安培力等大反向，所以动量守恒。“双杆双杆”在不等宽导轨上运动时，两杆在不等宽导轨上运动时，两杆所受的安培力不相等，系统合力不为零所受的安培力不相等，系统合力不为零,所以动量不守恒所以动量不守恒,但可以用动量
32、定理来但可以用动量定理来解题。解题。双杆问题总结双杆问题总结高考物理第二轮专题复习高考物理第二轮专题复习第五讲金属线框在磁场中运动5典型例题典型例题1-1-运动学问题运动学问题 例例.如图所示，闭合金属框从一定高度自由如图所示，闭合金属框从一定高度自由下落进入匀强磁场中，从下落进入匀强磁场中，从abab边开始进入磁场到边开始进入磁场到cdcd边刚进入磁场的这段时间内，线框运动的速边刚进入磁场的这段时间内，线框运动的速度图像不可能是图中的度图像不可能是图中的()()B B 例例.如图所示，三个线框是用同一种金属如图所示，三个线框是用同一种金属材料制成的边长相同的正方形，材料制成的边长相同的正方形
33、，a a线框不闭合，线框不闭合，b b和和c c都闭合，都闭合，b b线框的导线比线框的导线比c c粗。将它们在竖粗。将它们在竖直平面内从相同高度由静止释放，图中水平虚直平面内从相同高度由静止释放，图中水平虚线的下方是方向垂直于线框所在面的匀强磁场。线的下方是方向垂直于线框所在面的匀强磁场。下列关于三个线框落地时间的说法中正确的是下列关于三个线框落地时间的说法中正确的是（）A Aa a线框最先落地线框最先落地 B Bb b线框比线框比c c线框先落地线框先落地 C Cb b线框比线框比c c线框后落地线框后落地 D Db b线框和线框和c c线框同时落地线框同时落地ADAD典型例题典型例题2-
34、2-动力学问题动力学问题典型例题典型例题3 3电路问题电路问题 例例.(03.(03年年上上海海)粗粗细细均均匀匀的的电电阻阻丝丝围围成成的的正正方方形形线线框框置置于于有有界界匀匀强强磁磁场场中中，磁磁场场方方向向垂垂直直于于线线框框平平面面，其其边边界界与与正正方方形形线线框框的的边边平平行行。现现使使线线框框以以同同样样大大小小的的速速度度沿沿四四个个不不同同方方向向平平移移出出磁磁场场，如如图图所所示示，则则在在移移出出过过程程中中线线框框的的一一边边a a、b b两两点点间间电电势势差绝对值最大的是（差绝对值最大的是（）B B 例例.如图如图4-44-4所示，在以所示，在以abab、
35、cdcd为边界的空间，存在着磁为边界的空间，存在着磁感应强度为感应强度为B B的匀强磁场，方向垂直纸面向外，宽度为的匀强磁场，方向垂直纸面向外，宽度为l l1 1.在纸在纸面内有一矩形线框，短边长为面内有一矩形线框，短边长为l l2 2，长边长为，长边长为2l2l1 1，短边与，短边与abab重重合合.某时刻线框以初速某时刻线框以初速v v沿着与沿着与abab垂直的方向进入磁场区域，垂直的方向进入磁场区域，同时对线框施以作用力，使线框的速度大小和方向保持不变同时对线框施以作用力，使线框的速度大小和方向保持不变.设线框电阻为设线框电阻为R R，从线框开始进入磁场到完全离开磁场的过程，从线框开始进
36、入磁场到完全离开磁场的过程中，人对线框的作用力做的功是多少中，人对线框的作用力做的功是多少?典型例题典型例题4能量问题能量问题 例例.如图所示，边长分别为如图所示，边长分别为L L1 1和和L L2 2的矩形线圈的矩形线圈abcd,abcd,绕绕OOOO轴在磁感强度为轴在磁感强度为B B的匀强磁场中以的匀强磁场中以 的角速度转动，的角速度转动，已知线圈共有已知线圈共有N N匝匝,总电阻为总电阻为R,R,当线圈从如图所示位置开始当线圈从如图所示位置开始转动转过转动转过90900 0，求，求:(1)(1)线圈中平均电动势线圈中平均电动势E E(2)(2)线圈中最大电动势线圈中最大电动势E Em m
37、 (3)(3)线圈中产生的热量线圈中产生的热量Q Q(4)(4)通过线圈中的电量通过线圈中的电量q q典型例题典型例题5转动问题转动问题L L1 1L L2 2典型例题典型例题6 综合问题综合问题 例例.如图所示，水平的平行虚线间距为如图所示，水平的平行虚线间距为d=50cmd=50cm，其间有，其间有B=1.0TB=1.0T的匀强磁场。一个正方形线圈边长为的匀强磁场。一个正方形线圈边长为L=10cmL=10cm，线圈质量，线圈质量m=100gm=100g，电，电阻为阻为R=0.020R=0.020。开始时，线圈的下边缘到磁场上边缘的距离为。开始时，线圈的下边缘到磁场上边缘的距离为h=80cm
38、h=80cm。将线圈由静止释放，其下边缘刚进入磁场和刚穿出磁场时。将线圈由静止释放，其下边缘刚进入磁场和刚穿出磁场时的速度相等。的速度相等。g=10m/sg=10m/s2 2，求：，求：线圈进入磁场过程中产生的电热线圈进入磁场过程中产生的电热Q Q。线圈下边缘穿越磁场过程中的最小线圈下边缘穿越磁场过程中的最小 速度速度v v。线圈下边缘穿越磁场过程中最小加线圈下边缘穿越磁场过程中最小加 速度速度a a。高考物理第二轮专题复习高考物理第二轮专题复习第六讲带电粒子在电磁场中运动高考题回顾(2005年最有可能考到的题型)6 例例.(04.(04理理综综卷卷2 2）如如图图所所示示，在在y y0 0的
39、的空空间间中中存存在在匀匀强强电电场场，场场强强沿沿y y轴轴负负方方向向；在在y y0 0的的空空间间中中，存存在在匀匀强强磁磁场场，磁磁场场方方向向垂垂直直xyxy平平面面（纸纸面面）向向外外。一一电电量量为为q q、质质量量为为m m的的带带正正电电的的运运动动粒粒子子，经经过过y y轴轴上上y yh h处处的的点点P P1 1时时速速率率为为v v0 0，方方向向沿沿x x轴轴正正方方向向；然然后后经经过过x x轴轴上上x x2h2h处处的的 P P2 2点点进进入入磁磁场场，并并经经过过y y轴轴上上y y-2h-2h处处的的P P3 3点点。不不计计重重力力。求求:(l):(l)电
40、场强度的大小。电场强度的大小。(2)(2)粒子到达粒子到达P P2 2时速度的大小和方向。时速度的大小和方向。(3)(3)磁感应强度的大小。磁感应强度的大小。yxP1P2P302hh2hvC例例.(04.(04广广东东高高考考卷卷）如如图图，真真空空室室内内存存在在匀匀强强磁磁场场，磁磁场场方方向向垂垂直直于于纸纸面面向向里里，磁磁感感应应强强度度的的大大小小B B=0.60T=0.60T，磁磁场场内内有有一一块块足足够够长长的的平平面面感感光光板板abab，板板面面与与磁磁场场方方向向平平行行，在在距距abab的的距距离离L=16cmL=16cm处处，有有一一个个点点状状的的放放射射源源S
41、S，它它向向各各个个方方向向发发射射粒粒子子，粒粒子子的的速速度度都都是是V=3.0V=3.010106 6m/sm/s，已已知知粒粒子子的的电电荷荷与与质质量量之之比比 q/m=5.0q/m=5.010107 7C/kgC/kg，现现只只考考虑虑在在图图纸纸平平面面中中运运动动的的粒粒子子，求求abab上上被被粒粒子子打打中中的的区区域域的的长度。长度。a b S 例例.(04.(04年理综卷年理综卷4)4)一匀磁场，磁场方向垂直于一匀磁场，磁场方向垂直于x xy y平面，在平面，在x xy y平面上，磁场分布在以平面上，磁场分布在以O O为中心的一为中心的一个圆形区域内。一个质量为个圆形区
42、域内。一个质量为m m、电荷量为、电荷量为q q的带电粒的带电粒子，由原点子，由原点O O开始运动，初速为开始运动，初速为v v，方向沿，方向沿x x正方向。正方向。后来，粒子经过后来，粒子经过y y轴上的轴上的P P点，此时速度方向与点，此时速度方向与y y轴轴的夹角为的夹角为3030，P P到到O O的距离为的距离为L L，如图所示。不计，如图所示。不计重力的影响。求磁场的磁感强度重力的影响。求磁场的磁感强度B B的大小和的大小和x xy y平面平面上磁场区域的半径上磁场区域的半径R R。例例.(04.(04年理综旧课程卷年理综旧课程卷)空间中存在方向垂直于纸面空间中存在方向垂直于纸面向里
43、的匀强磁场，磁感强度为向里的匀强磁场，磁感强度为B B，一带电量为，一带电量为+q+q、质量为、质量为m m的粒子，在的粒子，在p p点以某一初速开始运动，初速方向在图中纸点以某一初速开始运动，初速方向在图中纸面内如图中面内如图中P P点箭头所示。该粒子运动到图中点箭头所示。该粒子运动到图中Q Q点时速度方点时速度方向与向与P P点时速度方向垂直，如图中点时速度方向垂直，如图中Q Q点箭头所示。已知点箭头所示。已知P P、Q Q间的距离为间的距离为L L。若保持粒子在。若保持粒子在P P点时的速度不变，而将匀强点时的速度不变，而将匀强磁场换成匀强电场，电场方向与纸面平行且与粒子在磁场换成匀强电场，电场方向与纸面平行且与粒子在P P点点时速度方向垂直，在此电场作用下粒子也由时速度方向垂直，在此电场作用下粒子也由P P点运动到点运动到Q Q点。点。不计重力。求：不计重力。求：（1 1）电场强度的大小。）电场强度的大小。（2 2）两种情况中粒子由）两种情况中粒子由P P运动运动 到到Q Q点所经历的时间之差。点所经历的时间之差。