高三物理力電綜合應(yīng)用題課件

1、高三物理力電綜合應(yīng)用題高三物理力電綜合應(yīng)用題復(fù)習(xí)精要復(fù)習(xí)精要 力電綜合應(yīng)用題既與運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)、功和能、力電綜合應(yīng)用題既與運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)、功和能、動(dòng)量等力學(xué)知識(shí)聯(lián)系緊密，又與帶電粒子在電場(chǎng)、動(dòng)量等力學(xué)知識(shí)聯(lián)系緊密，又與帶電粒子在電場(chǎng)、磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)聯(lián)系緊密，既要用到力學(xué)規(guī)律，又要磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)聯(lián)系緊密，既要用到力學(xué)規(guī)律，又要用到電磁感應(yīng)和帶電粒子在電磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，用到電磁感應(yīng)和帶電粒子在電磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，這類題目涉及的物理情景豐富，綜合性強(qiáng)，難度大，這類題目涉及的物理情景豐富，綜合性強(qiáng)，難度大，很適合對(duì)能力的考查，為高考命題提供了豐富的情很適合對(duì)能力的考查，為高考命題提供了豐富的情景與素材，

2、為體現(xiàn)知識(shí)的綜合與靈活應(yīng)用提供了廣景與素材，為體現(xiàn)知識(shí)的綜合與靈活應(yīng)用提供了廣闊的平臺(tái)，是高考命題熱點(diǎn)之一，且多數(shù)為壓軸大闊的平臺(tái)，是高考命題熱點(diǎn)之一，且多數(shù)為壓軸大計(jì)算題。力電綜合應(yīng)用題中計(jì)算題。力電綜合應(yīng)用題中，若，若空間中同時(shí)同區(qū)域空間中同時(shí)同區(qū)域存在重力場(chǎng)、電場(chǎng)、磁場(chǎng)，則粒子的受力情況比較存在重力場(chǎng)、電場(chǎng)、磁場(chǎng)，則粒子的受力情況比較復(fù)雜；若不同時(shí)不同區(qū)域存在，則使粒子的運(yùn)動(dòng)情復(fù)雜；若不同時(shí)不同區(qū)域存在，則使粒子的運(yùn)動(dòng)情況或過程比較復(fù)雜，相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)情景及能量轉(zhuǎn)化更況或過程比較復(fù)雜，相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)情景及能量轉(zhuǎn)化更加復(fù)雜化，將力學(xué)、電磁學(xué)知識(shí)的轉(zhuǎn)化應(yīng)用推向高加復(fù)雜化，將力學(xué)、電磁學(xué)知識(shí)的轉(zhuǎn)化應(yīng)用

3、推向高潮。潮。高三物理力電綜合應(yīng)用題“分段分段”處理處理對(duì)綜合性強(qiáng)、過程較為復(fù)雜的題，一般采用對(duì)綜合性強(qiáng)、過程較為復(fù)雜的題，一般采用“分段分段”處理，所謂的處理，所謂的“分段分段”處理，就是根據(jù)問題的需要處理，就是根據(jù)問題的需要和研究對(duì)象的不同，將問題涉及的物理過程，按照和研究對(duì)象的不同，將問題涉及的物理過程，按照時(shí)間和空間的發(fā)展順序，合理地分解為幾個(gè)彼此相時(shí)間和空間的發(fā)展順序，合理地分解為幾個(gè)彼此相對(duì)獨(dú)立、又相互聯(lián)系的階段，再根據(jù)各個(gè)階段遵從對(duì)獨(dú)立、又相互聯(lián)系的階段，再根據(jù)各個(gè)階段遵從的物理規(guī)律逐個(gè)建立方程，最后通過各階段的聯(lián)系的物理規(guī)律逐個(gè)建立方程，最后通過各階段的聯(lián)系量綜合起來解決，從而

4、使問題化整為零，各個(gè)擊破。量綜合起來解決，從而使問題化整為零，各個(gè)擊破。高三物理力電綜合應(yīng)用題 1如圖所示，如圖所示，MN是一固定在水平地面上足夠長(zhǎng)是一固定在水平地面上足夠長(zhǎng)的絕緣平板（右側(cè)有擋板），整個(gè)空間有平行于平板的絕緣平板（右側(cè)有擋板），整個(gè)空間有平行于平板向左、場(chǎng)強(qiáng)為向左、場(chǎng)強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)，在板上的勻強(qiáng)電場(chǎng)，在板上C點(diǎn)的右側(cè)有一個(gè)點(diǎn)的右側(cè)有一個(gè)垂直于紙面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度為垂直于紙面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，一個(gè)的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，一個(gè)質(zhì)量為質(zhì)量為m、帶電量為、帶電量為-q的小物塊，從的小物塊，從C點(diǎn)由靜止開始向點(diǎn)由靜止開始向右先做加速運(yùn)動(dòng)再做勻速運(yùn)動(dòng)當(dāng)物體碰到右端擋板右先做加速運(yùn)動(dòng)再

5、做勻速運(yùn)動(dòng)當(dāng)物體碰到右端擋板后被彈回，若在碰撞瞬間撤去電場(chǎng)，小物塊返回時(shí)在后被彈回，若在碰撞瞬間撤去電場(chǎng)，小物塊返回時(shí)在磁場(chǎng)中恰做勻速運(yùn)動(dòng)，已知平板磁場(chǎng)中恰做勻速運(yùn)動(dòng)，已知平板NC部分的長(zhǎng)度為部分的長(zhǎng)度為L(zhǎng)，物塊與平板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為物塊與平板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，求：，求：（1）小物塊向右運(yùn)動(dòng)過程中克服摩擦力做的功；）小物塊向右運(yùn)動(dòng)過程中克服摩擦力做的功；（2）小物塊與右端擋板碰撞）小物塊與右端擋板碰撞過程損失的機(jī)械能；過程損失的機(jī)械能；（3）最終小物塊停在絕緣平）最終小物塊停在絕緣平板上的位置板上的位置 MNECBL高三物理力電綜合應(yīng)用題解：解：（1）設(shè)小物塊向右勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度大小為）設(shè)小物

6、塊向右勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度大小為v1，由平衡條件有由平衡條件有01 )Bqvmg(qE 設(shè)小物塊在向右運(yùn)動(dòng)過程中克服摩擦力做的功為設(shè)小物塊在向右運(yùn)動(dòng)過程中克服摩擦力做的功為W，由動(dòng)能定理有由動(dòng)能定理有02121 mvWqEL qBmgqEv 1由式解得由式解得22222Bq)mgqE(mqELW 高三物理力電綜合應(yīng)用題（2）設(shè)小物塊返回時(shí)在磁場(chǎng)中勻速運(yùn)動(dòng)的速度大小）設(shè)小物塊返回時(shí)在磁場(chǎng)中勻速運(yùn)動(dòng)的速度大小為為v2，與右端擋板碰撞過程損失的機(jī)械能為，與右端擋板碰撞過程損失的機(jī)械能為E，則有，則有 02 mgBqv22212121mvmvE 由式解得由式解得 22223222Bqgm)mgqE(mE

7、（3）設(shè)最終小物塊停止的位置在板上）設(shè)最終小物塊停止的位置在板上C點(diǎn)左側(cè)點(diǎn)左側(cè)x距離距離處，由能量守恒定律有處，由能量守恒定律有mgxmv 2221由式解得由式解得 2222Bqgmx 題目題目高三物理力電綜合應(yīng)用題2.如圖所示，在如圖所示，在xOy平面的第一象限有一勻強(qiáng)電場(chǎng)，平面的第一象限有一勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)的方向平行于電場(chǎng)的方向平行于y軸向下；在軸向下；在x軸和第四象限的射軸和第四象限的射線線OC之間有一勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為之間有一勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B，方向垂直于紙面向外有一質(zhì)量為方向垂直于紙面向外有一質(zhì)量為m，帶有電荷量，帶有電荷量+q的質(zhì)點(diǎn)由電場(chǎng)左側(cè)平行于的質(zhì)點(diǎn)由電場(chǎng)左

8、側(cè)平行于x軸射入電場(chǎng)質(zhì)點(diǎn)到軸射入電場(chǎng)質(zhì)點(diǎn)到達(dá)達(dá)x軸上軸上A點(diǎn)時(shí)，速度方向與點(diǎn)時(shí)，速度方向與x軸的夾角為軸的夾角為，A點(diǎn)與點(diǎn)與原點(diǎn)原點(diǎn)O的距離為的距離為d接著，質(zhì)點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)，并垂直于接著，質(zhì)點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)，并垂直于OC飛離飛離磁場(chǎng)不計(jì)重力影響若磁場(chǎng)不計(jì)重力影響若OC與與x軸的夾角為軸的夾角為，求：，求： 粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)速度的大??；粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)速度的大??； 勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小yEAOxBCv高三物理力電綜合應(yīng)用題解：解：yEAOxBCv 質(zhì)點(diǎn)在磁場(chǎng)中的軌跡為一圓弧。由于質(zhì)點(diǎn)質(zhì)點(diǎn)在磁場(chǎng)中的軌跡為一圓弧。由于質(zhì)點(diǎn)飛離磁場(chǎng)時(shí)，速度垂直于飛離磁場(chǎng)時(shí)，速度垂直于OC，故圓弧的圓心在，故圓

9、弧的圓心在OC上。依題意，質(zhì)點(diǎn)軌跡與上。依題意，質(zhì)點(diǎn)軌跡與x軸的交點(diǎn)為軸的交點(diǎn)為A，過，過A點(diǎn)作點(diǎn)作與與A點(diǎn)的速度方向垂直的直線，與點(diǎn)的速度方向垂直的直線，與OC交于交于O 。O由幾何關(guān)系知，由幾何關(guān)系知，AO垂直于垂直于OC ，O是圓弧的圓心。是圓弧的圓心。設(shè)圓弧的半徑為設(shè)圓弧的半徑為R，則有，則有 sindR 由洛侖茲力公式和牛頓第二定律得由洛侖茲力公式和牛頓第二定律得RvmqvB2 將式代入式，解得：將式代入式，解得： sinmqBdv 高三物理力電綜合應(yīng)用題質(zhì)點(diǎn)在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)為類平拋運(yùn)動(dòng)質(zhì)點(diǎn)在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)為類平拋運(yùn)動(dòng).設(shè)質(zhì)點(diǎn)射入電場(chǎng)設(shè)質(zhì)點(diǎn)射入電場(chǎng)的速度為的速度為v0, 在電場(chǎng)中的加速度

10、為在電場(chǎng)中的加速度為a, 運(yùn)動(dòng)時(shí)間為運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t, 則有則有 cosvv 0atsinv dv0t 聯(lián)立解得：聯(lián)立解得：dcossinva 2 設(shè)電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為設(shè)電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為E，由牛頓第二定律得，由牛頓第二定律得qEma 解得：解得： cossinmdqBE32 這道試題考查了帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的勻速圓周這道試題考查了帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑公式，通常這類試題要求掌握如何定圓運(yùn)動(dòng)的半徑公式，通常這類試題要求掌握如何定圓心、確定半徑，能畫出軌跡圖。利用圓的幾何知識(shí)心、確定半徑，能畫出軌跡圖。利用圓的幾何知識(shí)和向心力公式解決相關(guān)問題。和向心力公式解決相關(guān)問題。題目題目高三物

11、理力電綜合應(yīng)用題3、如圖所示，一個(gè)質(zhì)量為、如圖所示，一個(gè)質(zhì)量為m =2.010-11kg，電荷量，電荷量q =+1.010-5C的帶電微粒（重力忽略不計(jì)），從靜止開的帶電微粒（重力忽略不計(jì)），從靜止開始經(jīng)始經(jīng)U1=100V電壓加速后，水平進(jìn)入兩平行金屬板間電壓加速后，水平進(jìn)入兩平行金屬板間的偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中.金屬板長(zhǎng)金屬板長(zhǎng)L=20cm,兩板間距兩板間距 cm求：求：310 d（1）微粒進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)的速度）微粒進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)的速度v0是多大？是多大？（2）若微粒射出偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)的偏轉(zhuǎn)角為）若微粒射出偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)的偏轉(zhuǎn)角為=30，并接，并接著進(jìn)入一個(gè)方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)，則兩著進(jìn)入

12、一個(gè)方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)，則兩金屬板間的電壓金屬板間的電壓U2是多大？是多大？（3）若該勻強(qiáng)磁場(chǎng)的寬度為）若該勻強(qiáng)磁場(chǎng)的寬度為 cm, ,為使微粒不會(huì)由磁為使微粒不會(huì)由磁場(chǎng)右邊射出場(chǎng)右邊射出, ,該勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)該勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度強(qiáng)度B至少多大？至少多大？ 310 DDBU1U2v0高三物理力電綜合應(yīng)用題解解：（1） 由動(dòng)能定理得由動(dòng)能定理得20121mvqU 解得解得 v0=1.0104m/s（2）微粒在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng)，）微粒在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng)，L=v0t，mdqUa2 atvy 飛出電場(chǎng)時(shí)，速度偏轉(zhuǎn)角的正切為飛出電場(chǎng)時(shí)，速度偏轉(zhuǎn)角的正切為312120 dULU

13、vvtany 解得解得 U2=100V高三物理力電綜合應(yīng)用題（3）進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)微粒的速度是進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)微粒的速度是DBU1U2v0 cosvv0 軌跡如圖，軌跡如圖，r由幾何關(guān)系得，軌道半徑由幾何關(guān)系得，軌道半徑32Dr 由洛倫茲力充當(dāng)向心力：由洛倫茲力充當(dāng)向心力：rmvBqv2 得得Bqmvr 解得解得 B0.20T所以，為使微粒不會(huì)由磁場(chǎng)右邊射出，該勻強(qiáng)磁場(chǎng)所以，為使微粒不會(huì)由磁場(chǎng)右邊射出，該勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的磁感應(yīng)強(qiáng)度B至少為至少為0.20T。 題目題目高三物理力電綜合應(yīng)用題4.如圖所示，粒子源如圖所示，粒子源S可以不斷地產(chǎn)生質(zhì)量為可以不斷地產(chǎn)生質(zhì)量為m、電荷、電荷量為量為+q的粒子的粒

14、子(重力不計(jì)重力不計(jì))粒子從粒子從O1孔漂進(jìn)孔漂進(jìn)(初速不計(jì)初速不計(jì))一個(gè)水平方向的加速電場(chǎng)，再經(jīng)小孔一個(gè)水平方向的加速電場(chǎng)，再經(jīng)小孔O2進(jìn)入相互正交進(jìn)入相互正交的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，電場(chǎng)強(qiáng)度大小為的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E，磁感，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為應(yīng)強(qiáng)度大小為B1，方向如圖虛線，方向如圖虛線PQ、MN之間存在之間存在著水平向右的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為著水平向右的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B2(圖中未圖中未畫出畫出)有一塊折成直角的硬質(zhì)塑料板有一塊折成直角的硬質(zhì)塑料板abc(不帶電，寬不帶電，寬度很窄，厚度不計(jì)度很窄，厚度不計(jì))放置在放置在PQ、MN之間之間(截面圖如圖截

15、面圖如圖)，a、c兩點(diǎn)恰在分別位于兩點(diǎn)恰在分別位于PQ、MN上，上，ab=bc=L，= 45現(xiàn)使粒子能沿圖中虛線現(xiàn)使粒子能沿圖中虛線O2O3進(jìn)入進(jìn)入PQ、MN之間之間的區(qū)域的區(qū)域(1) 求加速電壓求加速電壓U1(2)假設(shè)粒子與硬質(zhì)塑料板相碰后，速度大小不變，方假設(shè)粒子與硬質(zhì)塑料板相碰后，速度大小不變，方向變化遵守光的反射定律粒子在向變化遵守光的反射定律粒子在PQ、MN之間的區(qū)之間的區(qū)域中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間和路程分別是多少？域中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間和路程分別是多少？高三物理力電綜合應(yīng)用題解解:B1EaO2cSO1O3B2U1PQbMN （1）粒子源發(fā)出的粒子，進(jìn)入加速電場(chǎng)被加速）粒子源發(fā)出的粒子，進(jìn)入加速電場(chǎng)被加

16、速,速度為速度為v0，根據(jù)能的轉(zhuǎn)化和守恒定律得：，根據(jù)能的轉(zhuǎn)化和守恒定律得：20121mvqU 要使粒子能沿圖中虛線要使粒子能沿圖中虛線O2O3進(jìn)入進(jìn)入PQ、MN之間的區(qū)之間的區(qū)域，則粒子所受到向上的洛倫茲力與向下的電場(chǎng)力域，則粒子所受到向上的洛倫茲力與向下的電場(chǎng)力大小相等，大小相等，10BqvqE 得到得到10BEv 將式代入式，得將式代入式，得21212qBmEU 高三物理力電綜合應(yīng)用題（2）粒子從）粒子從O3以速度以速度v0進(jìn)入進(jìn)入PQ、MN之間的區(qū)域之間的區(qū)域,先做先做勻速直線運(yùn)動(dòng)，打到勻速直線運(yùn)動(dòng)，打到ab板上，以大小為板上，以大小為v0的速度垂直于的速度垂直于磁場(chǎng)方向運(yùn)動(dòng)粒子將以半

17、徑磁場(chǎng)方向運(yùn)動(dòng)粒子將以半徑R在垂直于磁場(chǎng)的平面內(nèi)在垂直于磁場(chǎng)的平面內(nèi)作勻速圓周運(yùn)動(dòng)作勻速圓周運(yùn)動(dòng),轉(zhuǎn)動(dòng)一周后打到轉(zhuǎn)動(dòng)一周后打到ab板的下部板的下部.由于不計(jì)由于不計(jì)板的厚度板的厚度,所以質(zhì)子從第一次打到所以質(zhì)子從第一次打到ab板到第二次打到板到第二次打到ab板后運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為粒子在磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)一周的時(shí)間，即一板后運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為粒子在磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)一周的時(shí)間，即一個(gè)周期個(gè)周期TRmvqvB202 02vRT 和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式由由得得22qBmT 粒子在磁場(chǎng)中共碰到粒子在磁場(chǎng)中共碰到2塊板塊板,做圓周運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為做圓周運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t1 =2T粒子進(jìn)入磁場(chǎng)中粒子進(jìn)入磁場(chǎng)中,在在v0方向的總位移方向的總位移

18、s=2Lsin45,時(shí)間為時(shí)間為02vst ELBqBmttt122124 題目題目高三物理力電綜合應(yīng)用題5如圖中甲所示，真空中兩水平放置的平行金屬板如圖中甲所示，真空中兩水平放置的平行金屬板C、D，上面分別開有正對(duì)的小孔，上面分別開有正對(duì)的小孔O1和和O2，金屬板，金屬板C、D接接在正弦交流電源上，在正弦交流電源上，C、D兩板間的電壓兩板間的電壓UCD隨時(shí)間隨時(shí)間t變變化的圖線如圖中乙所示?；膱D線如圖中乙所示。t0時(shí)刻開始，從時(shí)刻開始，從C板小孔板小孔O1處連續(xù)不斷飄入質(zhì)量為處連續(xù)不斷飄入質(zhì)量為m3.21021kg、電荷量、電荷量q1.61015C的帶正電的粒子（設(shè)飄入速度很小，可的帶正電

19、的粒子（設(shè)飄入速度很小，可視為零）。在視為零）。在D板外側(cè)有以板外側(cè)有以MN為邊界的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，為邊界的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，MN與金屬板與金屬板C相距相距d10cm，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的大小為，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的大小為B0.1T，方向如圖中所示，粒子的重力及粒子間相互作，方向如圖中所示，粒子的重力及粒子間相互作用力不計(jì)，平行金屬板用力不計(jì)，平行金屬板C、D之間的距離足夠小，粒子之間的距離足夠小，粒子在兩板間的運(yùn)動(dòng)時(shí)間可忽略不計(jì)。求：在兩板間的運(yùn)動(dòng)時(shí)間可忽略不計(jì)。求： 2頁頁3頁頁4頁頁末頁末頁高三物理力電綜合應(yīng)用題（1）帶電粒子經(jīng)小孔）帶電粒子經(jīng)小孔O2進(jìn)入磁場(chǎng)后，能飛出磁場(chǎng)進(jìn)入磁場(chǎng)后，能飛出磁場(chǎng)邊界邊界MN的最小速度為多

20、大？的最小速度為多大？（2）從）從0到到0.04s末時(shí)間內(nèi)哪些時(shí)刻飄入小孔末時(shí)間內(nèi)哪些時(shí)刻飄入小孔O1的的粒子能穿過電場(chǎng)并飛出磁場(chǎng)邊界粒子能穿過電場(chǎng)并飛出磁場(chǎng)邊界MN？（3）以）以O(shè)2為原點(diǎn)建立直角坐標(biāo)系，在圖甲中畫出為原點(diǎn)建立直角坐標(biāo)系，在圖甲中畫出粒子在有界磁場(chǎng)中可能出現(xiàn)的區(qū)域（用斜線標(biāo)出）粒子在有界磁場(chǎng)中可能出現(xiàn)的區(qū)域（用斜線標(biāo)出），并標(biāo)出該區(qū)域與磁場(chǎng)邊界交點(diǎn)的坐標(biāo)。要求寫出，并標(biāo)出該區(qū)域與磁場(chǎng)邊界交點(diǎn)的坐標(biāo)。要求寫出相應(yīng)的計(jì)算過程相應(yīng)的計(jì)算過程50-5000.010.020.030.04t/s乙乙UCD/VMNBO2DCUCD甲甲O12頁頁題目題目3頁頁4頁頁末頁末頁高三物理力電綜合應(yīng)

21、用題解：解： （1）設(shè)粒子飛出磁場(chǎng)邊界）設(shè)粒子飛出磁場(chǎng)邊界MN的最小速度為的最小速度為v0，粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)半徑為粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)半徑為R0，根據(jù)洛倫茲力提供向心力知：根據(jù)洛倫茲力提供向心力知：qv0B=mv02/R0要使粒子恰好飛出磁場(chǎng)，據(jù)圖有：要使粒子恰好飛出磁場(chǎng)，據(jù)圖有：R0MNBO2DCUCD甲甲O1R0=d所以最小速度所以最小速度v0=qBd/m=5103m/s2頁頁題目題目3頁頁4頁頁末頁末頁高三物理力電綜合應(yīng)用題（2）由于）由于C、D兩板間距離足夠小，帶電粒子在電場(chǎng)兩板間距離足夠小，帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間可忽略不計(jì)，故在粒子通過電場(chǎng)過程中，中運(yùn)動(dòng)時(shí)間可忽略不

22、計(jì)，故在粒子通過電場(chǎng)過程中，兩極板間電壓可視為不變，兩極板間電壓可視為不變，CD間可視為勻強(qiáng)電場(chǎng)。要間可視為勻強(qiáng)電場(chǎng)。要使粒子能飛出磁場(chǎng)邊界使粒子能飛出磁場(chǎng)邊界MN，則進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度必須，則進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度必須大于大于v0，粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)CD板對(duì)應(yīng)的電壓為板對(duì)應(yīng)的電壓為U0，則根據(jù)動(dòng)能定理知：則根據(jù)動(dòng)能定理知： qU0=mv02/2得：得： U0=mv02/(2q)=25V因?yàn)殡姾蔀檎Ｗ樱虼酥挥幸驗(yàn)殡姾蔀檎Ｗ?，因此只有電壓在電壓?25V-50V時(shí)進(jìn)入電場(chǎng)時(shí)進(jìn)入電場(chǎng)的粒子才能飛出磁場(chǎng)。的粒子才能飛出磁場(chǎng)。根據(jù)電壓圖像可知：根據(jù)電壓圖像可知：UCD50sin50t

23、，50-5000.010.020.030.04t/s乙乙UCD/V25V電壓對(duì)應(yīng)的時(shí)間分別為：電壓對(duì)應(yīng)的時(shí)間分別為：7/300 s和和11/300 s所以粒子在所以粒子在0到到0.04s內(nèi)能夠飛出磁場(chǎng)邊界的時(shí)間為內(nèi)能夠飛出磁場(chǎng)邊界的時(shí)間為 7/300 st11/300 s2頁頁題目題目3頁頁4頁頁末頁末頁高三物理力電綜合應(yīng)用題MNBO2DCUCD甲甲O1（3）設(shè)粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的最大速度為）設(shè)粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的最大速度為vm，對(duì)應(yīng)的，對(duì)應(yīng)的運(yùn)動(dòng)半徑為運(yùn)動(dòng)半徑為Rm，Um50V，則有：，則有：RmxyAqUmmvm2/2qvmBmvm2/RmRm0.14m粒子飛出磁場(chǎng)邊界時(shí)相對(duì)小孔向左偏移的最小

24、距離為：粒子飛出磁場(chǎng)邊界時(shí)相對(duì)小孔向左偏移的最小距離為：220 140 1210 04mmxRRd.m 因此，粒子能到達(dá)的區(qū)域如圖所示：其中弧因此，粒子能到達(dá)的區(qū)域如圖所示：其中弧PBO2是是以以d為半徑的半圓，弧為半徑的半圓，弧O2A是以是以Rm為半徑的圓弧。與為半徑的圓弧。與磁場(chǎng)邊界交點(diǎn)的坐標(biāo)分別為：磁場(chǎng)邊界交點(diǎn)的坐標(biāo)分別為：BPO2 ： （0，0） A：（：（-0.04m，0.1m）；）；B：（：（-0.1m，0.1m） P：（：（-0.2m，0）2頁頁題目題目3頁頁4頁頁末頁末頁高三物理力電綜合應(yīng)用題6如圖所示，水平細(xì)桿如圖所示，水平細(xì)桿MN、CD，長(zhǎng)度均為，長(zhǎng)度均為L(zhǎng)。兩。兩桿間距離

25、為桿間距離為h，M、C兩端與半圓形細(xì)桿相連，半圓兩端與半圓形細(xì)桿相連，半圓形細(xì)桿與形細(xì)桿與MN、CD在同一豎直平面內(nèi)，且在同一豎直平面內(nèi)，且MN、CD恰恰為半圓弧在為半圓弧在M、C兩點(diǎn)處的切線。質(zhì)量為兩點(diǎn)處的切線。質(zhì)量為m的帶正電的帶正電的小球的小球P，電荷量為，電荷量為q，穿在細(xì)桿上，已知小球，穿在細(xì)桿上，已知小球P與兩與兩水平細(xì)桿間的動(dòng)摩擦因數(shù)為水平細(xì)桿間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，小球，小球P與半圓形細(xì)桿與半圓形細(xì)桿之間的摩擦不計(jì)，小球之間的摩擦不計(jì)，小球P與細(xì)桿之間相互絕緣。與細(xì)桿之間相互絕緣。（1）若整個(gè)裝置處在方向與之垂直、磁感應(yīng)強(qiáng)度為）若整個(gè)裝置處在方向與之垂直、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，

26、如圖（甲）所示。小球的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，如圖（甲）所示。小球P以一定的以一定的初速度初速度v0從從D端出發(fā)，沿桿滑到端出發(fā)，沿桿滑到M點(diǎn)以后恰好在細(xì)桿點(diǎn)以后恰好在細(xì)桿MN上勻速運(yùn)動(dòng)。求：上勻速運(yùn)動(dòng)。求： 小球小球P在細(xì)桿在細(xì)桿MN上滑行的速度；上滑行的速度； 小球小球P滑過滑過DC桿的過程中克服摩擦力所做的功桿的過程中克服摩擦力所做的功; 高三物理力電綜合應(yīng)用題（2）撤去磁場(chǎng)，在）撤去磁場(chǎng)，在MD、NC連線的交點(diǎn)連線的交點(diǎn)處固定一處固定一電荷量為電荷量為Q的負(fù)電荷，如圖（乙）所示，使小球的負(fù)電荷，如圖（乙）所示，使小球P從從D端出發(fā)沿桿滑動(dòng)，滑到端出發(fā)沿桿滑動(dòng)，滑到N點(diǎn)時(shí)速度恰好為零。點(diǎn)時(shí)速度恰好為

27、零。(已知小已知小球所受庫侖力始終小于重力球所受庫侖力始終小于重力)求：求：小球小球P在水平細(xì)桿在水平細(xì)桿MN或或CD上滑動(dòng)時(shí)所受摩擦力的上滑動(dòng)時(shí)所受摩擦力的最大值和最小值；最大值和最小值；小球小球P從從D端出發(fā)時(shí)的初速度。端出發(fā)時(shí)的初速度。NMDC甲甲Pv0NMDC乙乙PO-Qv0高三物理力電綜合應(yīng)用題解解: （1） 根據(jù)到根據(jù)到M點(diǎn)以后恰好做勻速運(yùn)動(dòng)，可知點(diǎn)以后恰好做勻速運(yùn)動(dòng)，可知小球小球P所受洛侖茲力與重力平衡，即所受洛侖茲力與重力平衡，即mgqvB 則則qBmgv 根據(jù)動(dòng)能定理，小球根據(jù)動(dòng)能定理，小球P在沿在沿DCM滑動(dòng)過程中：滑動(dòng)過程中：2022121mvmvWWGf mghWG m

28、ghqBgmmvWf 222320221題目題目高三物理力電綜合應(yīng)用題（2）小球在）小球在O點(diǎn)正下方時(shí)摩擦力最小，點(diǎn)正下方時(shí)摩擦力最小，NMDC乙乙PO-Qv0fmin Nmin （mg4kQq/h2），），小球在小球在O點(diǎn)正上方時(shí)摩擦力最大，點(diǎn)正上方時(shí)摩擦力最大，fmax Nmax （mg4kQq/h2）。利用對(duì)稱性及微元法：利用對(duì)稱性及微元法： Wf (mgFy) s (mgFy) s2 mg s，所以所以Wf W1 W22 mgL，又因?yàn)樾∏蛴忠驗(yàn)樾∏騊在在D點(diǎn)和點(diǎn)和N點(diǎn)電勢(shì)能相等點(diǎn)電勢(shì)能相等,所以從所以從D到到N,W電電=0則則mgLmghmv 22120 gLghv 420 題目題目

29、第第2頁頁高三物理力電綜合應(yīng)用題7.某種小發(fā)電機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)平面圖如圖某種小發(fā)電機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)平面圖如圖1所示，永久所示，永久磁體的內(nèi)側(cè)為半圓柱面形狀，它與共軸的圓柱形鐵芯磁體的內(nèi)側(cè)為半圓柱面形狀，它與共軸的圓柱形鐵芯間的縫隙中存在輻向分布、大小近似均勻的磁場(chǎng)，磁間的縫隙中存在輻向分布、大小近似均勻的磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度感應(yīng)強(qiáng)度B = 0.5T。磁極間的缺口很小，可忽略。如。磁極間的缺口很小，可忽略。如圖圖2所示，單匝矩形導(dǎo)線框所示，單匝矩形導(dǎo)線框abcd繞在鐵芯上構(gòu)成轉(zhuǎn)子，繞在鐵芯上構(gòu)成轉(zhuǎn)子，ab = cd = 0.4m，bc = 0.2m。鐵芯的軸線。鐵芯的軸線OO 在線框在線框所在平面內(nèi)，線框可

30、隨鐵芯繞軸線轉(zhuǎn)動(dòng)。將線框的兩所在平面內(nèi)，線框可隨鐵芯繞軸線轉(zhuǎn)動(dòng)。將線框的兩個(gè)端點(diǎn)個(gè)端點(diǎn)M、N接入圖中裝置接入圖中裝置A，在線框轉(zhuǎn)動(dòng)的過程中，在線框轉(zhuǎn)動(dòng)的過程中，裝置裝置A能使端點(diǎn)能使端點(diǎn)M始終始終與與P相連，而端點(diǎn)相連，而端點(diǎn)N始終與始終與Q相連。相連。ONSbc圖圖1圖圖2NabcdPQMAOO高三物理力電綜合應(yīng)用題現(xiàn)使轉(zhuǎn)子以現(xiàn)使轉(zhuǎn)子以=200 rad/s的角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。的角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。 在圖在圖1中看，轉(zhuǎn)動(dòng)方向是順時(shí)針的，設(shè)線框經(jīng)過圖中看，轉(zhuǎn)動(dòng)方向是順時(shí)針的，設(shè)線框經(jīng)過圖1位置位置時(shí)時(shí) t = 0。 （取（取 = 3）（2）在圖）在圖3給出的坐標(biāo)平面內(nèi)，畫出給出的坐標(biāo)平面內(nèi)，畫出P、Q

31、兩點(diǎn)電勢(shì)兩點(diǎn)電勢(shì)差差UPQ隨時(shí)間變化的關(guān)系圖線（要求標(biāo)出橫、縱坐標(biāo)隨時(shí)間變化的關(guān)系圖線（要求標(biāo)出橫、縱坐標(biāo)標(biāo)度，至少畫出一個(gè)周期）；標(biāo)度，至少畫出一個(gè)周期）；（1）求）求 時(shí)刻線框產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)；時(shí)刻線框產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)； s4001 t（3）如圖）如圖4所示為豎直放置的兩塊平行金屬板所示為豎直放置的兩塊平行金屬板X、 Y,兩板間距兩板間距d = 0.17m。將電壓。將電壓UPQ加在兩板上，加在兩板上，P與與X相相連，連，Q與與Y相連。將一個(gè)質(zhì)量相連。將一個(gè)質(zhì)量m = 2.410-12kg，電量電量q = +1.710-10C的帶電粒子，在的帶電粒子，在t0 = 6.0010 -3s時(shí)刻，從

32、緊臨時(shí)刻，從緊臨X板處無初速釋放。板處無初速釋放。求粒子從求粒子從X板運(yùn)動(dòng)到板運(yùn)動(dòng)到Y(jié)板經(jīng)歷的時(shí)間。板經(jīng)歷的時(shí)間。（不計(jì)粒子重力）（不計(jì)粒子重力）圖圖4YXd高三物理力電綜合應(yīng)用題E= BS = Babbc（2） UPQ-t 的關(guān)系圖線如圖示：的關(guān)系圖線如圖示：解：解：（1）感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)）感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)代入數(shù)據(jù)得代入數(shù)據(jù)得 E = 24V正確標(biāo)出橫坐標(biāo)、縱坐標(biāo)標(biāo)度、畫出圖象正確標(biāo)出橫坐標(biāo)、縱坐標(biāo)標(biāo)度、畫出圖象(6分分)（共三項(xiàng)，每項(xiàng)各占（共三項(xiàng)，每項(xiàng)各占2分）分）0t /sUPQ/V圖圖3評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)：評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)： 若只有以上其中一項(xiàng)均不給分；若只有以上其中一項(xiàng)均不給分； 若橫坐標(biāo)按若橫坐標(biāo)按 ,T標(biāo)出扣

33、標(biāo)出扣1分；若縱坐標(biāo)按分；若縱坐標(biāo)按E、2E標(biāo)出扣標(biāo)出扣1分；分； 若只畫出半個(gè)周期圖象扣若只畫出半個(gè)周期圖象扣2分。分。T210t/sUPQ/V-48-2424480.020.010.0050.015題目題目高三物理力電綜合應(yīng)用題由于由于Sd，d S =0.02m S1，所以粒子將在下一周期向，所以粒子將在下一周期向Y板加速過程中到達(dá)板加速過程中到達(dá)Y板板dmUqa m08021201.)tT(aS m00502121202.)Tt (aS 221atsd （3）粒子開始運(yùn)動(dòng)后一個(gè)周期內(nèi)的運(yùn)動(dòng)示意圖如）粒子開始運(yùn)動(dòng)后一個(gè)周期內(nèi)的運(yùn)動(dòng)示意圖如右圖所示右圖所示向向Y板加速的距離板加速的距離 t總

34、總 = T + t = 1.210 -2s 加速度加速度向向X板加速的距離板加速的距離 一個(gè)周期內(nèi)前進(jìn)的距離一個(gè)周期內(nèi)前進(jìn)的距離S = 2S12S2 = 0.15m設(shè)這次加速時(shí)間為設(shè)這次加速時(shí)間為tt = 2.010 -3s求出總時(shí)間求出總時(shí)間加速加速減速減速加速加速S1S1S2S2d S題目題目第第2頁頁高三物理力電綜合應(yīng)用題8.如圖甲所示，兩根質(zhì)量均為如圖甲所示，兩根質(zhì)量均為 0.1 kg完全相同的導(dǎo)體完全相同的導(dǎo)體棒棒a、b，用絕緣輕桿相連置于由金屬導(dǎo)軌，用絕緣輕桿相連置于由金屬導(dǎo)軌PQ、MN架架設(shè)的斜面上。已知斜面傾角設(shè)的斜面上。已知斜面傾角為為53, a、b導(dǎo)體棒的間導(dǎo)體棒的間距是距

35、是PQ、MN導(dǎo)軌間間距的一半，導(dǎo)軌間分界線導(dǎo)軌間間距的一半，導(dǎo)軌間分界線OO 以下有方向垂直斜面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。當(dāng)以下有方向垂直斜面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。當(dāng)a、b導(dǎo)體棒導(dǎo)體棒沿導(dǎo)軌下滑時(shí)，其下滑速度沿導(dǎo)軌下滑時(shí)，其下滑速度v與時(shí)間的關(guān)系圖像如圖與時(shí)間的關(guān)系圖像如圖乙所示。若乙所示。若a、b導(dǎo)體棒接入電路的電阻均為導(dǎo)體棒接入電路的電阻均為1,其它其它電阻不計(jì)，電阻不計(jì)，取取g=10m/s2，sin530.8, cos530.6，試求：試求： 圖甲圖甲BPMNQbaOOs / t1sm / v圖乙圖乙0.424600.8高三物理力電綜合應(yīng)用題（1）PQ、MN導(dǎo)軌的間距導(dǎo)軌的間距d；（2）a、b導(dǎo)體棒與導(dǎo)

36、軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)；導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)；（3）勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度。）勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度?！窘馕鼋馕觥勘绢}考查對(duì)復(fù)雜物理過程的分析能力、從圖本題考查對(duì)復(fù)雜物理過程的分析能力、從圖象讀取有用信息的能力?？疾檫\(yùn)動(dòng)學(xué)知識(shí)、牛頓第二象讀取有用信息的能力?？疾檫\(yùn)動(dòng)學(xué)知識(shí)、牛頓第二定律、閉合電路歐姆定律、法拉第電磁感應(yīng)定律等知定律、閉合電路歐姆定律、法拉第電磁感應(yīng)定律等知識(shí)?？疾檫壿嬐评砟芰?、分析綜合運(yùn)用能力和運(yùn)用物識(shí)?？疾檫壿嬐评砟芰?、分析綜合運(yùn)用能力和運(yùn)用物理知識(shí)解決物理問題能力。理知識(shí)解決物理問題能力。（1）由圖乙可知導(dǎo)體棒）由圖乙可知導(dǎo)體棒b剛進(jìn)入剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)磁場(chǎng)時(shí)a、b的連接體做勻速運(yùn)動(dòng)

37、的連接體做勻速運(yùn)動(dòng),當(dāng)導(dǎo)體棒當(dāng)導(dǎo)體棒a進(jìn)入磁場(chǎng)后才再次加進(jìn)入磁場(chǎng)后才再次加速運(yùn)動(dòng)速運(yùn)動(dòng), 因而因而b棒勻速運(yùn)動(dòng)的位移棒勻速運(yùn)動(dòng)的位移即為即為a、b棒的間距棒的間距,依題意可得依題意可得:s / t1sm / v圖乙圖乙0.424600.8m21m4060322.).(vtd 高三物理力電綜合應(yīng)用題（2）設(shè)導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)的加速度為）設(shè)導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)的加速度為a，由圖乙得：，由圖乙得：s / t1sm / v圖乙圖乙0.424600.820m/s574003.tvvat 因因a、b棒一起運(yùn)動(dòng)，故可看作一整體，其受力如圖。棒一起運(yùn)動(dòng)，故可看作一整體，其受力如圖。由牛頓第二定律得：由牛頓第二定律得：GNfma

38、cosmgsinmg222 故故08306506010578010.cosgasing 題目題目高三物理力電綜合應(yīng)用題 （3）當(dāng)）當(dāng)b導(dǎo)體棒在磁場(chǎng)中做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)導(dǎo)體棒在磁場(chǎng)中做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)022 BILcosmgsinmg RBLvI2 聯(lián)立解得聯(lián)立解得T.).(.vL)cos(sinmgRB83021132160083080110104422 答：答：PQ、MN導(dǎo)軌的間距為導(dǎo)軌的間距為1.2m；導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌間；導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)大小為的動(dòng)摩擦因數(shù)大小為0.083；勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度；勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為大小為0.83T。題目題目第第2頁頁高三物理力電綜合應(yīng)用題9.如圖（甲）所示

39、為一種研究高能粒子相互作用的裝置，如圖（甲）所示為一種研究高能粒子相互作用的裝置，兩個(gè)直線加速器均由兩個(gè)直線加速器均由k個(gè)長(zhǎng)度逐個(gè)增長(zhǎng)的金屬圓筒組成個(gè)長(zhǎng)度逐個(gè)增長(zhǎng)的金屬圓筒組成（整個(gè)裝置處于真空中，圖中只畫出了（整個(gè)裝置處于真空中，圖中只畫出了6個(gè)圓筒，作為個(gè)圓筒，作為示意），它們沿中心軸線排列成一串，各個(gè)圓筒相間示意），它們沿中心軸線排列成一串，各個(gè)圓筒相間地連接到正弦交流電源的兩端。設(shè)金屬圓筒內(nèi)部沒有地連接到正弦交流電源的兩端。設(shè)金屬圓筒內(nèi)部沒有電場(chǎng)，且每個(gè)圓筒間的縫隙寬度很小，帶電粒子穿過電場(chǎng)，且每個(gè)圓筒間的縫隙寬度很小，帶電粒子穿過縫隙的時(shí)間可忽略不計(jì)。為達(dá)到最佳加速效果，需要縫隙的時(shí)

40、間可忽略不計(jì)。為達(dá)到最佳加速效果，需要調(diào)節(jié)至粒子穿過每個(gè)圓筒的時(shí)間恰為交流電的半個(gè)周調(diào)節(jié)至粒子穿過每個(gè)圓筒的時(shí)間恰為交流電的半個(gè)周期，粒子每次通過圓筒間縫隙時(shí)，都恰為交流電壓的期，粒子每次通過圓筒間縫隙時(shí)，都恰為交流電壓的峰值。質(zhì)量為峰值。質(zhì)量為m、電荷量為、電荷量為e的正、負(fù)電子分別經(jīng)過直的正、負(fù)電子分別經(jīng)過直線加速器加速后，從左、右兩側(cè)被導(dǎo)入裝置送入位于線加速器加速后，從左、右兩側(cè)被導(dǎo)入裝置送入位于水平面內(nèi)的圓環(huán)形真空管道，且被導(dǎo)入的速度方向與水平面內(nèi)的圓環(huán)形真空管道，且被導(dǎo)入的速度方向與圓環(huán)形管道中粗虛線相切。圓環(huán)形管道中粗虛線相切。 高三物理力電綜合應(yīng)用題在管道內(nèi)控制電子轉(zhuǎn)彎的是一系列

41、圓形電磁鐵，即圖在管道內(nèi)控制電子轉(zhuǎn)彎的是一系列圓形電磁鐵，即圖中的中的A1、A2、A3An，共，共n個(gè)，均勻分布在整個(gè)圓個(gè)，均勻分布在整個(gè)圓周上（圖中只示意性地用細(xì)實(shí)線畫了幾個(gè)，其余的用周上（圖中只示意性地用細(xì)實(shí)線畫了幾個(gè)，其余的用細(xì)虛線表示），每個(gè)電磁鐵內(nèi)的磁場(chǎng)都是磁感應(yīng)強(qiáng)度細(xì)虛線表示），每個(gè)電磁鐵內(nèi)的磁場(chǎng)都是磁感應(yīng)強(qiáng)度均相同的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)區(qū)域都是直徑為均相同的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)區(qū)域都是直徑為d的圓形。的圓形。改變電磁鐵內(nèi)電流的大小改變電磁鐵內(nèi)電流的大小,就可改變磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度就可改變磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度,從而改變電子偏轉(zhuǎn)的角度。從而改變電子偏轉(zhuǎn)的角度。（甲）（甲）A2A3AnAn-1A1導(dǎo)入導(dǎo)

42、入裝置裝置直線加速器直線加速器直線加速器直線加速器2頁頁1頁頁3頁頁解解5頁頁末頁末頁高三物理力電綜合應(yīng)用題經(jīng)過精確的調(diào)整，可使電子在環(huán)形管道中沿圖中粗虛經(jīng)過精確的調(diào)整，可使電子在環(huán)形管道中沿圖中粗虛線所示的軌跡運(yùn)動(dòng)，這時(shí)電子經(jīng)過每個(gè)電磁鐵時(shí)射入線所示的軌跡運(yùn)動(dòng)，這時(shí)電子經(jīng)過每個(gè)電磁鐵時(shí)射入點(diǎn)和射出點(diǎn)都在圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域的同一條直徑的兩點(diǎn)和射出點(diǎn)都在圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域的同一條直徑的兩端，如圖（乙）所示。這就為實(shí)現(xiàn)正、負(fù)電子的對(duì)撞端，如圖（乙）所示。這就為實(shí)現(xiàn)正、負(fù)電子的對(duì)撞作好了準(zhǔn)備。作好了準(zhǔn)備。（乙）（乙）OvAiDCBdv（1）若正、負(fù)電子經(jīng)過直線加速器后的動(dòng)能均為）若正、負(fù)電子經(jīng)過直線加速

43、器后的動(dòng)能均為E0，它們對(duì)撞后發(fā)生湮滅，電子消失，且僅產(chǎn)生一對(duì)頻它們對(duì)撞后發(fā)生湮滅，電子消失，且僅產(chǎn)生一對(duì)頻率相同的光子，則此光子的頻率為多大？（已知普率相同的光子，則此光子的頻率為多大？（已知普朗克恒量為朗克恒量為h，真空中的光速為，真空中的光速為c。）。）（2）若電子剛進(jìn)入直線加速器第一個(gè)）若電子剛進(jìn)入直線加速器第一個(gè)圓筒時(shí)速度大小為圓筒時(shí)速度大小為v0，為使電子通過，為使電子通過直線加速器后速度為直線加速器后速度為v，加速器所接，加速器所接正弦交流電壓的最大值應(yīng)當(dāng)多大？正弦交流電壓的最大值應(yīng)當(dāng)多大？（3）電磁鐵內(nèi)勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)）電磁鐵內(nèi)勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度度B為多大？為多大？2頁頁1

44、頁頁3頁頁解解5頁頁末頁末頁高三物理力電綜合應(yīng)用題解：解： （1）一對(duì)正、負(fù)電子對(duì)撞后湮滅產(chǎn)生一對(duì)光子）一對(duì)正、負(fù)電子對(duì)撞后湮滅產(chǎn)生一對(duì)光子,所以一個(gè)光子的能量與一個(gè)電子的能量相等，即所以一個(gè)光子的能量與一個(gè)電子的能量相等，即每個(gè)光子的能量為每個(gè)光子的能量為20mcEE 設(shè)光子的頻率為設(shè)光子的頻率為 則則20mcEh 解得：解得： hmcE20 2頁頁1頁頁3頁頁解解5頁頁末頁末頁高三物理力電綜合應(yīng)用題（2）電子在直線加速器中，經(jīng)過）電子在直線加速器中，經(jīng)過k個(gè)圓筒間的（個(gè)圓筒間的（k-1）個(gè)縫隙間的電場(chǎng)后，共經(jīng)歷（個(gè)縫隙間的電場(chǎng)后，共經(jīng)歷（k-1）次加速，每當(dāng)電）次加速，每當(dāng)電子運(yùn)動(dòng)至筒間縫

45、隙時(shí)交流電壓的瞬時(shí)值應(yīng)為最大值子運(yùn)動(dòng)至筒間縫隙時(shí)交流電壓的瞬時(shí)值應(yīng)為最大值Um根據(jù)動(dòng)能定理根據(jù)動(dòng)能定理20221211mvmveU)k(m 解得解得)k( e)vv(mUm12202 2頁頁1頁頁3頁頁解解5頁頁末頁末頁高三物理力電綜合應(yīng)用題 （3）設(shè)電子經(jīng)過）設(shè)電子經(jīng)過1個(gè)電磁鐵的圓形磁場(chǎng)區(qū)時(shí)偏轉(zhuǎn)角度個(gè)電磁鐵的圓形磁場(chǎng)區(qū)時(shí)偏轉(zhuǎn)角度為為 ，則，則n 2 /2Rv/2O由圖可知，電子射入勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)時(shí)與通過射入點(diǎn)的直由圖可知，電子射入勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)時(shí)與通過射入點(diǎn)的直徑夾角為徑夾角為/ 2電子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域內(nèi)作圓運(yùn)動(dòng)電子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域內(nèi)作圓運(yùn)動(dòng),洛侖茲力提供向心力洛侖茲力提供向心力RmvevB2 Bem

46、vR 根據(jù)幾何關(guān)系根據(jù)幾何關(guān)系R/dsin22 解得解得densinmvB 2 2頁頁1頁頁3頁頁解解5頁頁末頁末頁高三物理力電綜合應(yīng)用題10如圖所示，相距如圖所示，相距2L的的AB、CD兩直線間的區(qū)域存兩直線間的區(qū)域存在著兩個(gè)大小不同、方向相反的有界勻強(qiáng)電場(chǎng)，其中在著兩個(gè)大小不同、方向相反的有界勻強(qiáng)電場(chǎng)，其中PT上方的電場(chǎng)上方的電場(chǎng)E1的場(chǎng)強(qiáng)方向豎直向下，的場(chǎng)強(qiáng)方向豎直向下，PT下方的電下方的電場(chǎng)場(chǎng)E0的場(chǎng)強(qiáng)方向豎直向上的場(chǎng)強(qiáng)方向豎直向上,在電場(chǎng)左邊界在電場(chǎng)左邊界AB上寬為上寬為L(zhǎng)的的PQ區(qū)域內(nèi)，連續(xù)分布著電量為區(qū)域內(nèi)，連續(xù)分布著電量為q、質(zhì)量為、質(zhì)量為m的粒子。的粒子。從某時(shí)刻起由從某時(shí)刻

47、起由Q到到P點(diǎn)間的帶電粒子點(diǎn)間的帶電粒子, 依次以相同的初依次以相同的初速度速度v0沿水平方向垂直射入勻強(qiáng)電場(chǎng)沿水平方向垂直射入勻強(qiáng)電場(chǎng)E0中中,若從若從Q點(diǎn)射點(diǎn)射入的粒子入的粒子,通過通過PT上的某點(diǎn)上的某點(diǎn)R進(jìn)入勻強(qiáng)電場(chǎng)進(jìn)入勻強(qiáng)電場(chǎng)E1后從后從CD邊上的邊上的M點(diǎn)水平射出，其軌跡如圖點(diǎn)水平射出，其軌跡如圖,若若MT兩點(diǎn)的距離兩點(diǎn)的距離為為L(zhǎng)/2。不計(jì)粒子的重力及它們間的相互作用。試求。不計(jì)粒子的重力及它們間的相互作用。試求: （1）電場(chǎng)強(qiáng)度）電場(chǎng)強(qiáng)度E0與與E1；（2）在）在PQ間還有許多水平射入電場(chǎng)的粒子通過電場(chǎng)間還有許多水平射入電場(chǎng)的粒子通過電場(chǎng)后也能垂直后也能垂直CD邊水平射出，這些

48、入射點(diǎn)到邊水平射出，這些入射點(diǎn)到P點(diǎn)的距離點(diǎn)的距離有什么規(guī)律？有什么規(guī)律？ 2頁頁題目題目解解14頁頁6頁頁解解27頁頁解解3末頁末頁高三物理力電綜合應(yīng)用題（3）有一邊長(zhǎng)為）有一邊長(zhǎng)為a、由光滑絕緣壁圍成的正方形容器，、由光滑絕緣壁圍成的正方形容器，在其邊界正中央開有一小孔在其邊界正中央開有一小孔S，將其置于，將其置于CD右側(cè)，若右側(cè)，若從從Q點(diǎn)射入的粒子經(jīng)點(diǎn)射入的粒子經(jīng)AB、CD間的電場(chǎng)從間的電場(chǎng)從S孔水平射入孔水平射入容器中。欲使粒子在容器中與器壁多次垂直碰撞后仍容器中。欲使粒子在容器中與器壁多次垂直碰撞后仍能從能從S孔射出孔射出(粒子與絕緣壁碰撞時(shí)無能量和電量損粒子與絕緣壁碰撞時(shí)無能量和

49、電量損失失)，并返回，并返回Q點(diǎn)，在容器中現(xiàn)加上一個(gè)如圖所示的勻點(diǎn)，在容器中現(xiàn)加上一個(gè)如圖所示的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，粒子運(yùn)動(dòng)的半徑小于強(qiáng)磁場(chǎng)，粒子運(yùn)動(dòng)的半徑小于a，磁感應(yīng)強(qiáng)度，磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大的大小還應(yīng)滿足什么條件？小還應(yīng)滿足什么條件？ACE0v0PBE1DT2LQM SR2頁頁題目題目解解14頁頁6頁頁解解27頁頁解解3末頁末頁高三物理力電綜合應(yīng)用題ACE0v0PBE1DT2LQMR【解析解析】本題考查力、運(yùn)動(dòng)、電場(chǎng)、磁場(chǎng)等知識(shí)的本題考查力、運(yùn)動(dòng)、電場(chǎng)、磁場(chǎng)等知識(shí)的綜合運(yùn)用能力?？疾檫壿嬐评砟芰?、綜合分析能力、綜合運(yùn)用能力?？疾檫壿嬐评砟芰?、綜合分析能力、運(yùn)用數(shù)知識(shí)解決物理問題能力和探究能力。運(yùn)用數(shù)知識(shí)解決物理問題能力和探究能力。（1）設(shè)粒子經(jīng)）設(shè)粒子經(jīng)PT直線上的點(diǎn)直線上的