高考試題分類(lèi)匯編-電場(chǎng)和磁場(chǎng)

1、2010年高考物理試題分類(lèi)匯編電場(chǎng)（全國(guó)卷1）16關(guān)于靜電場(chǎng)，下列結(jié)論普遍成立的是A電場(chǎng)中任意兩點(diǎn)之間的電勢(shì)差只與這兩點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)有關(guān)B電場(chǎng)強(qiáng)度大的地方電勢(shì)高，電場(chǎng)強(qiáng)度小的地方電勢(shì)低C將正點(diǎn)電荷從場(chǎng)強(qiáng)為零的一點(diǎn)移動(dòng)到場(chǎng)強(qiáng)為零的另一點(diǎn)，電場(chǎng)力做功為零D在正電荷或負(fù)電荷產(chǎn)生的靜電場(chǎng)中，場(chǎng)強(qiáng)方向都指向電勢(shì)降低最快的方向【答案】C【解析】在正電荷的電場(chǎng)中，離正電荷近，電場(chǎng)強(qiáng)度大，電勢(shì)高，離正電荷遠(yuǎn)，電場(chǎng)強(qiáng)度小，電勢(shì)低；而在負(fù)電荷的電場(chǎng)中，離正電荷近，電場(chǎng)強(qiáng)度大，電勢(shì)低，離負(fù)電荷遠(yuǎn)，電場(chǎng)強(qiáng)度小，電勢(shì)高，A錯(cuò)誤。電勢(shì)差的大小決定于兩點(diǎn)間距和電場(chǎng)強(qiáng)度，B錯(cuò)誤；沿電場(chǎng)方向電勢(shì)降低，而且速度最快，C正確；場(chǎng)強(qiáng)為零，

2、電勢(shì)不一定為零，如從帶正電荷的導(dǎo)體球上將正電荷移動(dòng)到另一帶負(fù)電荷的導(dǎo)體球上，電場(chǎng)力做正功?！久}意圖與考點(diǎn)定位】考查靜電場(chǎng)中電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì)的特點(diǎn)，應(yīng)該根據(jù)所學(xué)知識(shí)舉例逐個(gè)排除。（全國(guó)卷2）17. 在雷雨云下沿豎直方向的電場(chǎng)強(qiáng)度為V/m.已知一半徑為1mm的雨滴在此電場(chǎng)中不會(huì)下落，取重力加速度大小為10m/,水的密度為kg/。這雨滴攜帶的電荷量的最小值約為 A2C B. 4C C. 6C D. 8C 【答案】B【解析】帶電雨滴在電場(chǎng)力和重力最用下保持靜止，根據(jù)平衡條件電場(chǎng)力和重力必然等大反向mg=Eq，則。【命題意圖與考點(diǎn)定位】電場(chǎng)力與平衡條件的結(jié)合。（新課標(biāo)卷）17.靜電除塵器是目前普遍采用的

3、一種高效除塵器.某除塵器模型的收塵板是很長(zhǎng)的條形金屬板，圖中直線為該收塵板的橫截面.工作時(shí)收塵板帶正電，其左側(cè)的電場(chǎng)線分布如圖所示；粉塵帶負(fù)電，在電場(chǎng)力作用下向收塵板運(yùn)動(dòng)，最后落在收塵板上.若用粗黑曲線表示原來(lái)靜止于點(diǎn)的帶電粉塵顆粒的運(yùn)動(dòng)軌跡，下列4幅圖中可能正確的是(忽略重力和空氣阻力) 答案：A解析：粉塵受力方向應(yīng)該是電場(chǎng)線的切線方向，從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)，只能是A圖那樣，不可能出現(xiàn)BCD圖的情況。（北京卷）18用控制變量法，可以研究影響平行板電容器的因素（如圖）。設(shè)兩極板正對(duì)面積為，極板間的距離為，靜電計(jì)指針偏角為。實(shí)驗(yàn)中，極板所帶電荷量不變，若保持S不變，增大d，則變大保持S不變，增大d，

4、則變小保持d不變，增大S，則變小保持d不變，增大S，則不變【答案】A【解析】由知保持S不變，增大d，電容減小，電容器帶電能力降低，電容器電量減小，靜電計(jì)所帶電量增加，變大；保持d不變，減小S，電容減小，變大。正確答案A。（上海物理）9. 三個(gè)點(diǎn)電荷電場(chǎng)的電場(chǎng)線分布如圖所示，圖中a、b兩點(diǎn)出的場(chǎng)強(qiáng)大小分別為、，電勢(shì)分別為，則（A），（B），（C），（D），答案：C解析：根據(jù)電場(chǎng)線的疏密表示場(chǎng)強(qiáng)大小，沿電場(chǎng)線電勢(shì)降落（最快），選C。本題考查電場(chǎng)線與場(chǎng)強(qiáng)與電勢(shì)的關(guān)系。難度：易。（上海物理）33（14分）如圖，一質(zhì)量不計(jì)，可上下自由一點(diǎn)的活塞將圓筒分為上下兩室，兩室中分別封閉有理想氣體，筒的側(cè)壁為絕緣

5、體，上底N，下底M及活塞D均為導(dǎo)體并按圖連接，活塞面積。在電鍵K斷開(kāi)時(shí)，兩室中氣體壓強(qiáng)均為，ND間距，DM間距，將變阻器的滑片P滑到左端B，閉合電鍵后，活塞D與下底M分別帶有等量異種電荷，并各自產(chǎn)生勻強(qiáng)電場(chǎng)，在電場(chǎng)力作用下活塞D發(fā)生移動(dòng)。穩(wěn)定后，ND間距，DM間距，活塞D所帶電流的絕對(duì)值(式中E為D與M所帶電荷產(chǎn)生的合場(chǎng)強(qiáng)，常量)求：（1）兩室中氣體的壓強(qiáng)（設(shè)活塞移動(dòng)前后氣體溫度保持不變）；（2）活塞受到的電場(chǎng)力大小F；（3）M所帶電荷產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)大小和電源電壓U;（4）使滑片P緩慢地由B向A滑動(dòng)，活塞如何運(yùn)動(dòng)，并說(shuō)明理由。解析：（1） 解得P1=80Pa，解得P2=720Pa（2）根據(jù)活塞受力

6、的平衡，N。（3）因?yàn)镋為D與M所帶電荷產(chǎn)生的合場(chǎng)強(qiáng)，EM是M所帶電荷產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)大小，所以E=2EM，所以，所以，得。電源電壓分別封閉有理想氣體，筒的側(cè)壁為絕緣體，上底N，下底M及活塞D均為導(dǎo)體并按圖連接，活塞面積。在電鍵K斷開(kāi)時(shí)，兩室。（4）因減小，減小，向下的力減小，增大，減小，向上的力增大，活塞向上移動(dòng)。本題考查電場(chǎng)、電場(chǎng)力，氣體等綜合知識(shí)和分析綜合能力。難度：難。把電場(chǎng)和氣體結(jié)合一起，具有新意。（天津卷）5.在靜電場(chǎng)中，將一正電荷從a點(diǎn)移到b點(diǎn)，電場(chǎng)力做了負(fù)功，則Ab點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度一定比a點(diǎn)大 B電場(chǎng)線方向一定從b指向aCb點(diǎn)的電勢(shì)一定比a點(diǎn)高 D該電荷的動(dòng)能一定減小答案：C（天津卷）1

7、2.（20分）質(zhì)譜分析技術(shù)已廣泛應(yīng)用于各前沿科學(xué)領(lǐng)域。湯姆孫發(fā)現(xiàn)電子的質(zhì)譜裝置示意如圖，M、N為兩塊水平放置的平行金屬極板，板長(zhǎng)為L(zhǎng)，板右端到屏的距離為D，且D遠(yuǎn)大于L，OO為垂直于屏的中心軸線，不計(jì)離子重力和離子在板間偏離OO的距離。以屏中心O為原點(diǎn)建立xOy直角坐標(biāo)系，其中x軸沿水平方向，y軸沿豎直方向。（1）設(shè)一個(gè)質(zhì)量為m0、電荷量為q0的正離子以速度v0沿OO的方向從O點(diǎn)射入，板間不加電場(chǎng)和磁場(chǎng)時(shí)，離子打在屏上O點(diǎn)。若在兩極板間加一沿+y方向場(chǎng)強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)，求離子射到屏上時(shí)偏離O點(diǎn)的距離y0;(2)假設(shè)你利用該裝置探究未知離子，試依照以下實(shí)驗(yàn)結(jié)果計(jì)算未知離子的質(zhì)量數(shù)。上述裝置中，保

8、留原電場(chǎng)，再在板間加沿-y方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。現(xiàn)有電荷量相同的兩種正離子組成的離子流，仍從O點(diǎn)沿OO方向射入，屏上出現(xiàn)兩條亮線。在兩線上取y坐標(biāo)相同的兩個(gè)光點(diǎn)，對(duì)應(yīng)的x坐標(biāo)分別為3.24mm和3.00mm，其中x坐標(biāo)大的光點(diǎn)是碳12離子擊中屏產(chǎn)生的，另一光點(diǎn)是未知離子產(chǎn)生的。盡管入射離子速度不完全相同，但入射速度都很大，且在板間運(yùn)動(dòng)時(shí)OO方向的分速度總是遠(yuǎn)大于x方向和y方向的分速度。解析：（1）離子在電場(chǎng)中受到的電場(chǎng)力離子獲得的加速度離子在板間運(yùn)動(dòng)的時(shí)間到達(dá)極板右邊緣時(shí)，離子在方向的分速度離子從板右端到達(dá)屏上所需時(shí)間離子射到屏上時(shí)偏離點(diǎn)的距離由上述各式，得（2）設(shè)離子電荷量為，質(zhì)量為，入射時(shí)速度為

9、，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為，磁場(chǎng)對(duì)離子的洛倫茲力已知離子的入射速度都很大，因而離子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間甚短，所經(jīng)過(guò)的圓弧與圓周相比甚小，且在板間運(yùn)動(dòng)時(shí)，方向的分速度總是遠(yuǎn)大于在方向和方向的分速度，洛倫茲力變化甚微，故可作恒力處理，洛倫茲力產(chǎn)生的加速度是離子在方向的加速度，離子在方向的運(yùn)動(dòng)可視為初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，到達(dá)極板右端時(shí)，離子在方向的分速度離子飛出極板到達(dá)屏?xí)r，在方向上偏離點(diǎn)的距離當(dāng)離子的初速度為任意值時(shí)，離子到達(dá)屏上時(shí)的位置在方向上偏離點(diǎn)的距離為，考慮到式，得由、兩式得其中上式表明，是與離子進(jìn)入板間初速度無(wú)關(guān)的定值，對(duì)兩種離子均相同，由題設(shè)條件知，坐標(biāo)3.24mm的光點(diǎn)對(duì)應(yīng)的是碳12離子

10、，其質(zhì)量為，坐標(biāo)3.00mm的光點(diǎn)對(duì)應(yīng)的是未知離子，設(shè)其質(zhì)量為，由式代入數(shù)據(jù)可得故該未知離子的質(zhì)量數(shù)為14。（重慶卷）18.某電容式話(huà)筒的原理示意圖如題18圖所示，E為電源，R為電阻，薄片P和Q為兩金屬極板，對(duì)著話(huà)筒說(shuō)話(huà)時(shí)，P振動(dòng)而Q可視為不動(dòng)，在P、Q間距離增大過(guò)程中，AP、Q構(gòu)成的電容器的電容增大B P上電荷量保持不變C M點(diǎn)的電勢(shì)比N點(diǎn)的低D M點(diǎn)的電勢(shì)比N點(diǎn)的高答案：D【解析】電容式話(huà)筒與電源串聯(lián)，電壓保持不變。在P、Q間距增大過(guò)程中，根據(jù)電容決定式得電容減小，又根據(jù)電容定義式得電容器所帶電量減小，電容器的放電電流通過(guò)R的方向由M到N，所以M點(diǎn)的電勢(shì)比N點(diǎn)的高。D正確。（四川卷）21.

11、如圖所示，圓弧虛線表示正點(diǎn)電荷電場(chǎng)的等勢(shì)面，相鄰兩等勢(shì)面間的電勢(shì)差相等。光滑絕緣直桿沿電場(chǎng)方向水平放置并固定不動(dòng)，桿上套有一帶正電的小滑塊(可視為質(zhì)點(diǎn))，滑塊通過(guò)絕緣輕彈簧與固定點(diǎn)O相連，并以某一初速度從M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)，OMON。若滑塊在M、N時(shí)彈簧的彈力大小相等，彈簧始終在彈性限度內(nèi)，則 A、滑塊從M到N的過(guò)程中，速度可能一直增大B、滑塊從位置1到2的過(guò)程中，電場(chǎng)力做的功比從位置3到4的小C、在M、N之間的范圍內(nèi)，可能存在滑塊速度相同的兩個(gè)位置D、在M、N之間可能存在只由電場(chǎng)力確定滑塊加速度大小的三個(gè)位置w_w w. k#s5_u.c o*m答案：AC【解析】在N點(diǎn)如果電場(chǎng)力不小于彈簧彈力的

12、分力，則滑塊一直加速，A正確。在N點(diǎn)如果電場(chǎng)力小于彈簧彈力的分力，則滑塊先加速后減速，就可能有兩個(gè)位置的速度相同，C正確。1、2與3、4間的電勢(shì)差相等，電場(chǎng)力做功相等，B錯(cuò)誤。由于M點(diǎn)和N點(diǎn)彈簧的長(zhǎng)度不同但彈力相等，說(shuō)明N點(diǎn)時(shí)彈簧是壓縮的，在彈簧與水平桿垂直和彈簧恢復(fù)原長(zhǎng)的兩個(gè)位置滑塊的加速度只由電場(chǎng)力決定，D錯(cuò)誤。第二種情況是此時(shí)間差不是周期的整數(shù)倍則，當(dāng)n=0時(shí)s，且由于是的二倍說(shuō)明振幅是該位移的二倍為0.2m。（四川卷）24.(19分)如圖所示，直線形擋板p1p2p3與半徑為r的圓弧形擋板p3p4p5平滑連接并安裝在水平臺(tái)面b1b2b3b4上，擋板與臺(tái)面均固定不動(dòng)。線圈c1c2c3的匝數(shù)

13、為n,其端點(diǎn)c1、c3通過(guò)導(dǎo)線分別與電阻R1和平行板電容器相連，電容器兩極板間的距離為d,電阻R1的阻值是線圈c1c2c3阻值的2倍，其余電阻不計(jì)，線圈c1c2c3內(nèi)有一面積為S、方向垂直于線圈平面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間均勻增大。質(zhì)量為m的小滑塊帶正電，電荷量始終保持為q,在水平臺(tái)面上以初速度v0從p1位置出發(fā)，沿?fù)醢暹\(yùn)動(dòng)并通過(guò)p5位置。若電容器兩板間的電場(chǎng)為勻強(qiáng)電場(chǎng)，p1、p2在電場(chǎng)外，間距為L(zhǎng),其間小滑塊與臺(tái)面的動(dòng)摩擦因數(shù)為，其余部分的摩擦不計(jì)，重力加速度為g.求：（1）小滑塊通過(guò)p2位置時(shí)的速度大小。（2）電容器兩極板間電場(chǎng)強(qiáng)度的取值范圍。（3）經(jīng)過(guò)時(shí)間t,磁感應(yīng)強(qiáng)度變

14、化量的取值范圍。解析：（1）小滑塊運(yùn)動(dòng)到位置p2時(shí)速度為v1，由動(dòng)能定理有：umgL v1 （2）由題意可知，電場(chǎng)方向如圖，若小滑塊能通過(guò)位置p，則小滑塊可沿?fù)醢暹\(yùn)動(dòng)且通過(guò)位置p5，設(shè)小滑塊在位置p的速度為v，受到的擋板的彈力為N，勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度為E，由動(dòng)能定理有：umgL2rEqs 當(dāng)滑塊在位置p時(shí)，由牛頓第二定律有：N+Eqm 由題意有：N0 由以上三式可得：E E的取值范圍：0 E （3）設(shè)線圈產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)為E1，其電阻為R，平行板電容器兩端的電壓為U，t時(shí)間內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化量為B，得： UEd由法拉第電磁感應(yīng)定律得E1n由全電路的歐姆定律得E1I（R+2R） U2RI經(jīng)過(guò)時(shí)間t，

15、磁感應(yīng)強(qiáng)度變化量的取值范圍：0。（江蘇卷）5.空間有一沿x軸對(duì)稱(chēng)分布的電場(chǎng)，其電場(chǎng)強(qiáng)度E隨X變化的圖像如圖所示。下列說(shuō)法正確的是（A）O點(diǎn)的電勢(shì)最低w w w.ks5 u .c om（B）X2點(diǎn)的電勢(shì)最高（C）X1和- X1兩點(diǎn)的電勢(shì)相等（D）X1和X3兩點(diǎn)的電勢(shì)相等本題考查電場(chǎng)強(qiáng)度與電勢(shì)的關(guān)系，考查圖象。本題難度：中等?！窘馕觥窟xC 可畫(huà)出電場(chǎng)線，如下沿電場(chǎng)線電勢(shì)降落（最快），所以A點(diǎn)電勢(shì)最高，A錯(cuò)誤，B錯(cuò)誤；根據(jù)，電場(chǎng)強(qiáng)度是變量，可用圖象面積表示，所以C正確；兩點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等，電勢(shì)不相等，D錯(cuò)誤，此項(xiàng)迷惑人。（福建卷）20、（15分）如圖所示的裝置，左半部為速度選擇器，右半部為勻強(qiáng)的偏

16、轉(zhuǎn)電場(chǎng)。一束同位素離子流從狹縫射入速度選擇器，能夠沿直線通過(guò)速度選擇器并從狹縫射出的離子，又沿著與電場(chǎng)垂直的方向，立即進(jìn)入場(chǎng)強(qiáng)大小為的偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，最后打在照相底片上。已知同位素離子的電荷量為(0)，速度選擇器內(nèi)部存在著相互垂直的場(chǎng)強(qiáng)大小為的勻強(qiáng)電場(chǎng)和磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，照相底片D與狹縫、連線平行且距離為L(zhǎng)，忽略重力的影響。（1）求從狹縫射出的離子速度的大小；（2）若打在照相底片上的離子在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中沿速度方向飛行的距離為，求出與離子質(zhì)量之間的關(guān)系式(用、L表示)。解析：（1）能從速度選擇器射出的離子滿(mǎn)足：解得：（2）離子進(jìn)入勻強(qiáng)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)E后做類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)，則由牛頓第二定律得 解得（廣東卷）2

17、1圖8是某一點(diǎn)電荷的電場(chǎng)線分布圖，下列表述正確的是 a點(diǎn)的電勢(shì)高于b點(diǎn)的電勢(shì) 該點(diǎn)電荷帶負(fù)電 a點(diǎn)和b點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度的方向相同 a點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大于b點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度 答案：BD解析：考察電場(chǎng)線的知識(shí)：A 以點(diǎn)電荷為圓心，同一圓周上，電勢(shì)相等，以點(diǎn)電荷為圓心，a點(diǎn)為圓周一點(diǎn)做圓交過(guò)b點(diǎn)的電場(chǎng)線為a，則：，由順著電場(chǎng)線電勢(shì)降低知：因而：C D a點(diǎn)電場(chǎng)線比b點(diǎn)密因而：EaEb a、b兩點(diǎn)的電場(chǎng)線的方向不同。選BD。（山東卷）20某電場(chǎng)的電場(chǎng)線分布如圖所示，以下說(shuō)法正確的是 A點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大于點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng) B點(diǎn)電勢(shì)高于點(diǎn)電勢(shì)C若將一試探電荷+由點(diǎn)釋放，它將沿電場(chǎng)線運(yùn)動(dòng)b點(diǎn)D若在點(diǎn)再固定一點(diǎn)電荷-Q，將一試探電荷+q由移

18、至b的過(guò)程中，電勢(shì)能減小20BD【解析】A.根據(jù)電場(chǎng)線疏密表示電場(chǎng)強(qiáng)度大小，點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)小于點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)，A錯(cuò)誤；B.根據(jù)沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)降低（最快），點(diǎn)電勢(shì)高于點(diǎn)電勢(shì)，B正確；C.若將一試電荷由點(diǎn)釋放，因受力方向沿電場(chǎng)方向（電場(chǎng)線切線），它不能沿電場(chǎng)線運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)，C錯(cuò)誤；D.若在點(diǎn)再固定一點(diǎn)電荷，疊加后電勢(shì)仍然高于，將一試探電荷由移至的過(guò)程中，因電勢(shì)降低，所以電勢(shì)能減小，D正確；本題選BD。本題考查電場(chǎng)、電場(chǎng)線、電勢(shì)、電勢(shì)能。難度：容易。（山東卷）25（18分）如圖所示，以?xún)商摼€為邊界，中間存在平行紙面且與邊界垂直的水平電場(chǎng)，寬度為d，兩側(cè)為相同的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，方向垂直紙面向里。一質(zhì)量為、帶電量+q、重力不計(jì)

19、的帶電粒子，以初速度垂直邊界射入磁場(chǎng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，后進(jìn)入電場(chǎng)做勻加速運(yùn)動(dòng)，然后第二次進(jìn)入磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，此后粒子在電場(chǎng)和磁場(chǎng)中交替運(yùn)動(dòng)。已知粒子第二次在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的半徑是第一次的二倍，第三次是第一次的三倍，以此類(lèi)推。求粒子第一次經(jīng)過(guò)電場(chǎng)子的過(guò)程中電場(chǎng)力所做的功。粒子第n次經(jīng)過(guò)電場(chǎng)時(shí)電場(chǎng)強(qiáng)度的大小。粒子第n次經(jīng)過(guò)電場(chǎng)子所用的時(shí)間。假設(shè)粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，電場(chǎng)區(qū)域場(chǎng)強(qiáng)為零。請(qǐng)畫(huà)出從粒子第一次射入磁場(chǎng)至第三次離開(kāi)電場(chǎng)的過(guò)程中，電場(chǎng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化的關(guān)系圖線（不要求寫(xiě)出推導(dǎo)過(guò)程，不要求標(biāo)明坐標(biāo)明坐標(biāo)刻度值）。解析：（1）根據(jù)，因?yàn)?，所以，所?（2）=，所以。（3），所以。(4)（北京卷）23.（18分）

20、利用霍爾效應(yīng)制作的霍爾元件以及傳感器，廣泛應(yīng)用于測(cè)量和自動(dòng)控制等領(lǐng)域。如圖1，將一金屬或半導(dǎo)體薄片垂直至于磁場(chǎng)B中，在薄片的兩個(gè)側(cè)面、間通以電流時(shí)，另外兩側(cè)、間產(chǎn)生電勢(shì)差，這一現(xiàn)象稱(chēng)霍爾效應(yīng)。其原因是薄片中的移動(dòng)電荷受洛倫茲力的作用相一側(cè)偏轉(zhuǎn)和積累，于是、間建立起電場(chǎng)，同時(shí)產(chǎn)生霍爾電勢(shì)差。當(dāng)電荷所受的電場(chǎng)力與洛倫茲力處處相等時(shí)，和達(dá)到穩(wěn)定值，的大小與和以及霍爾元件厚度之間滿(mǎn)足關(guān)系式，其中比例系數(shù)稱(chēng)為霍爾系數(shù)，僅與材料性質(zhì)有關(guān)。（1）設(shè)半導(dǎo)體薄片的寬度（、間距）為，請(qǐng)寫(xiě)出和的關(guān)系式；若半導(dǎo)體材料是電子導(dǎo)電的，請(qǐng)判斷圖中、哪端的電勢(shì)高；（2）已知半導(dǎo)體薄片內(nèi)單位體積中導(dǎo)電的電子數(shù)為，電子的電荷量為

21、，請(qǐng)導(dǎo)出霍爾系數(shù)的表達(dá)式。（通過(guò)橫截面積的電流，其中是導(dǎo)電電子定向移動(dòng)的平均速率）；（3）圖2是霍爾測(cè)速儀的示意圖，將非磁性圓盤(pán)固定在轉(zhuǎn)軸上，圓盤(pán)的周邊等距離地嵌裝著個(gè)永磁體，相鄰永磁體的極性相反?；魻栐糜诒粶y(cè)圓盤(pán)的邊緣附近。當(dāng)圓盤(pán)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，霍爾元件輸出的電壓脈沖信號(hào)圖像如圖所示。.若在時(shí)間內(nèi)，霍爾元件輸出的脈沖數(shù)目為，請(qǐng)導(dǎo)出圓盤(pán)轉(zhuǎn)速的表達(dá)式。.利用霍爾測(cè)速儀可以測(cè)量汽車(chē)行駛的里程。除除此之外，請(qǐng)你展開(kāi)“智慧的翅膀”，提出另一個(gè)實(shí)例或設(shè)想。解析：（1）由 得 當(dāng)電場(chǎng)力與洛倫茲力相等時(shí) 得 將 、代入，得 （2） a.由于在時(shí)間t內(nèi)，霍爾元件輸出的脈沖數(shù)目為P，則 P=mNt圓盤(pán)轉(zhuǎn)速為 N

22、=b.提出的實(shí)例或設(shè)想 （浙江卷）19. 半徑為r帶缺口的剛性金屬圓環(huán)在紙面上固定放置，在圓環(huán)的缺口兩端引出兩根導(dǎo)線，分別與兩塊垂直于紙面固定放置的平行金屬板連接，兩板間距為d，如圖（上）所示。有一變化的磁場(chǎng)垂直于紙面，規(guī)定向內(nèi)為正，變化規(guī)律如圖（下）所示。在t=0時(shí)刻平板之間中心有一重力不計(jì)，電荷量為q的靜止微粒，則以下說(shuō)法正確的是A. 第2秒內(nèi)上極板為正極B. 第3秒內(nèi)上極板為負(fù)極C. 第2秒末微?；氐搅嗽瓉?lái)位置D. 第3秒末兩極板之間的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為0.2答案：A（浙江卷）15. 請(qǐng)用學(xué)過(guò)的電學(xué)知識(shí)判斷下列說(shuō)法正確的是A. 電工穿絕緣衣比穿金屬衣安全B. 制作汽油桶的材料用金屬比用塑料好

23、C. 小鳥(niǎo)停在單要高壓輸電線上會(huì)被電死D. 打雷時(shí)，呆在汽車(chē)?yán)锉却粼谀疚堇镆ｋU(xiǎn)答案：B（安徽卷）16.如圖所示，在平面內(nèi)有一個(gè)以為圓心、半徑R=0.1m的圓，P為圓周上的一點(diǎn)，、兩點(diǎn)連線與軸正方向的夾角為。若空間存在沿軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)大小，則、兩點(diǎn)的電勢(shì)差可表示為A. B. C. D. 答案：A解析：在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，兩點(diǎn)間的電勢(shì)差U=Ed，而d是沿場(chǎng)強(qiáng)方向上的距離，所以，故：，選項(xiàng)A正確。（安徽卷）18如圖所示，M、N是平行板電容器的兩個(gè)極板，為定值電阻，、為可調(diào)電阻，用絕緣細(xì)線將質(zhì)量為、帶正電的小球懸于電容器內(nèi)部。閉合電鍵S，小球靜止時(shí)受到懸線的拉力為F。調(diào)節(jié)、，關(guān)于F的大小判斷正確

24、的是A保持不變，緩慢增大時(shí)，F(xiàn)將變大B保持不變，緩慢增大時(shí)，F(xiàn)將變小C保持不變，緩慢增大時(shí)，F(xiàn)將變大D保持不變，緩慢增大時(shí)，F(xiàn)將變小答案：B解析：保持R1不變，緩慢增大R2時(shí)，由于R0和R2串聯(lián)，R0兩端的電壓減小，即平行板電容器的兩個(gè)極板的電壓U減小，帶電小球受到的電場(chǎng)力減小, 懸線的拉力為將減小，選項(xiàng)B正確，A錯(cuò)誤。保持R2不變，緩慢增大R1時(shí)，R0兩端的電壓不變，F(xiàn)電不變，懸線的拉力為F不變，C、D錯(cuò)誤。（安徽卷）23.(16分)如圖1所示，寬度為的豎直狹長(zhǎng)區(qū)域內(nèi)（邊界為），存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)和豎直方向上的周期性變化的電場(chǎng)（如圖2所示），電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為，表示電場(chǎng)方向豎直向上。時(shí)

25、，一帶正電、質(zhì)量為的微粒從左邊界上的點(diǎn)以水平速度射入該區(qū)域，沿直線運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)后，做一次完整的圓周運(yùn)動(dòng)，再沿直線運(yùn)動(dòng)到右邊界上的點(diǎn)。為線段的中點(diǎn)，重力加速度為g。上述、為已知量。 (1)求微粒所帶電荷量和磁感應(yīng)強(qiáng)度的大?。?2)求電場(chǎng)變化的周期；(3)改變寬度，使微粒仍能按上述運(yùn)動(dòng)過(guò)程通過(guò)相應(yīng)寬度的區(qū)域，求的最小值。解析： （1）微粒作直線運(yùn)動(dòng)，則 微粒作圓周運(yùn)動(dòng)，則 聯(lián)立得 （2）設(shè)粒子從N1運(yùn)動(dòng)到Q的時(shí)間為t1，作圓周運(yùn)動(dòng)的周期為t2，則 聯(lián)立得 電場(chǎng)變化的周期 （3）若粒子能完成題述的運(yùn)動(dòng)過(guò)程，要求 d2R (10)聯(lián)立得 （11）設(shè)N1Q段直線運(yùn)動(dòng)的最短時(shí)間為tmin，由（10）（11）得

26、 因t2不變，T的最小值（安徽卷）24.(20分)如圖，ABD為豎直平面內(nèi)的光滑絕緣軌道，其中AB段是水平的，BD段為半徑R=0.2m的半圓，兩段軌道相切于B點(diǎn)，整個(gè)軌道處在豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，場(chǎng)強(qiáng)大小E=5.0103V/m。一不帶電的絕緣小球甲，以速度0沿水平軌道向右運(yùn)動(dòng)，與靜止在B點(diǎn)帶正電的小球乙發(fā)生彈性碰撞。已知甲、乙兩球的質(zhì)量均為m=1.010-2kg，乙所帶電荷量q=2.010-5C，g取10m/s2。(水平軌道足夠長(zhǎng)，甲、乙兩球可視為質(zhì)點(diǎn)，整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程無(wú)電荷轉(zhuǎn)移)（1） 甲乙兩球碰撞后，乙恰能通過(guò)軌道的最高點(diǎn)D，求乙在軌道上的首次落點(diǎn)到B點(diǎn)的距離；（2）在滿(mǎn)足(1)的條件下。求的

27、甲的速度0；（3）若甲仍以速度0向右運(yùn)動(dòng)，增大甲的質(zhì)量，保持乙的質(zhì)量不變，求乙在軌道上的首次落點(diǎn)到B點(diǎn)的距離范圍。答案：（1）0.4m （2） （3）解析：（1）在乙恰好能通過(guò)軌道的最高點(diǎn)的情況下，設(shè)乙到達(dá)最高點(diǎn)的速度為，乙離開(kāi)D點(diǎn)達(dá)到水平軌道的時(shí)間為t，乙的落點(diǎn)到B點(diǎn)的距離為，則 聯(lián)立得： （2）設(shè)碰撞后甲、乙的速度分別為、，根據(jù)動(dòng)量守恒和機(jī)械能守恒定律有： 聯(lián)立得： 由動(dòng)能定理得： 聯(lián)立得： （3）設(shè)甲的質(zhì)量為M，碰撞后甲、乙的速度分別為、，根據(jù)動(dòng)量守恒和機(jī)械能守恒定律有： （10） （11）聯(lián)立（10）（11）得： （12）由（12）和，可得： （13）設(shè)乙球過(guò)D點(diǎn)的速度為，由動(dòng)能定理得

28、 （14）聯(lián)立（13）（14）得： （15）設(shè)乙在水平軌道上的落點(diǎn)到B點(diǎn)的距離為，則有 （16）聯(lián)立（15）（16）得： 2010年高考物理試題分類(lèi)匯編磁場(chǎng)（全國(guó)卷1）26（21分）如下圖，在區(qū)域內(nèi)存在與xy平面垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B.在t=0時(shí)刻，一位于坐標(biāo)原點(diǎn)的粒子源在xy平面內(nèi)發(fā)射出大量同種帶電粒子，所有粒子的初速度大小相同，方向與y軸正方向的夾角分布在0180范圍內(nèi)。已知沿y軸正方向發(fā)射的粒子在時(shí)刻剛好從磁場(chǎng)邊界上點(diǎn)離開(kāi)磁場(chǎng)。求：粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑R及粒子的比荷qm；此時(shí)刻仍在磁場(chǎng)中的粒子的初速度方向與y軸正方向夾角的取值范圍；從粒子發(fā)射到全部粒子離開(kāi)磁場(chǎng)所用的

29、時(shí)間。【答案】 速度與y軸的正方向的夾角范圍是60到120從粒子發(fā)射到全部離開(kāi)所用 時(shí)間 為【解析】 粒子沿y軸的正方向進(jìn)入磁場(chǎng)，從P點(diǎn)經(jīng)過(guò)做OP的垂直平分線與x軸的交點(diǎn)為圓心，根據(jù)直角三角形有解得，則粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的的圓心角為120，周期為粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力由洛侖茲力提供，根據(jù)牛頓第二定律得，化簡(jiǎn)得仍在磁場(chǎng)中的粒子其圓心角一定大于120，這樣粒子角度最小時(shí)從磁場(chǎng)右邊界穿出；角度最大時(shí)從磁場(chǎng)左邊界穿出。角度最小時(shí)從磁場(chǎng)右邊界穿出圓心角120，所經(jīng)過(guò)圓弧的弦與中相等穿出點(diǎn)如圖，根據(jù)弦與半徑、x軸的夾角都是30，所以此時(shí)速度與y軸的正方向的夾角是60。角度最大時(shí)從磁場(chǎng)左邊界穿出，半徑與y軸的的

30、夾角是60，則此時(shí)速度與y軸的正方向的夾角是120。所以速度與y軸的正方向的夾角范圍是60到120在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間最長(zhǎng)的粒子的軌跡應(yīng)該與磁場(chǎng)的右邊界相切，在三角形中兩個(gè)相等的腰為，而它的高是RRR，半徑與y軸的的夾角是30，這種粒子的圓心角是240。所用 時(shí)間 為。所以從粒子發(fā)射到全部離開(kāi)所用 時(shí)間 為。(全國(guó)卷2)26（21分）圖中左邊有一對(duì)平行金屬板，兩板相距為d，電壓為V;兩板之間有勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)應(yīng)強(qiáng)度大小為B0，方向平行于板面并垂直于紙面朝里。圖中右邊有一邊長(zhǎng)為a的正三角形區(qū)域EFG(EF邊與金屬板垂直)，在此區(qū)域內(nèi)及其邊界上也有勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直于紙面朝里。假設(shè)一

31、系列電荷量為q的正離子沿平行于金屬板面，垂直于磁場(chǎng)的方向射入金屬板之間，沿同一方向射出金屬板之間的區(qū)域，并經(jīng)EF邊中點(diǎn)H射入磁場(chǎng)區(qū)域。不計(jì)重力（1）已知這些離子中的離子甲到達(dá)磁場(chǎng)邊界EG后，從邊界EF穿出磁場(chǎng)，求離子甲的質(zhì)量。（2）已知這些離子中的離子乙從EG邊上的I點(diǎn)（圖中未畫(huà)出）穿出磁場(chǎng)，且GI長(zhǎng)為，求離子乙的質(zhì)量。（3）若這些離子中的最輕離子的質(zhì)量等于離子甲質(zhì)量的一半，而離子乙的質(zhì)量是最大的，問(wèn)磁場(chǎng)邊界上什么區(qū)域內(nèi)可能有離子到達(dá)。解析：（1）在粒子進(jìn)入正交的電磁場(chǎng)做勻速直線運(yùn)動(dòng)，設(shè)粒子的速度為v，電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)為E0，根據(jù)平衡條件得 由化簡(jiǎn)得 粒子甲垂直邊界EF進(jìn)入磁場(chǎng)，又垂直邊界EF穿出磁

32、場(chǎng)，則軌跡圓心在EF上。粒子運(yùn)動(dòng)中經(jīng)過(guò)EG，說(shuō)明圓軌跡與EG相切，在如圖的三角形中半徑為R=acos30tan15 tan15= 聯(lián)立化簡(jiǎn)得 在磁場(chǎng)中粒子所需向心力由洛倫磁力提供，根據(jù)牛頓第二定律得 聯(lián)立化簡(jiǎn)得 （2）由于1點(diǎn)將EG邊按1比3等分，根據(jù)三角形的性質(zhì)說(shuō)明此軌跡的弦與EG垂直，在如圖的三角形中，有 同理 （10）（3）最輕離子的質(zhì)量是甲的一半，根據(jù)半徑公式離子的軌跡半徑與離子質(zhì)量呈正比，所以質(zhì)量在甲和最輕離子之間的所有離子都垂直邊界EF穿出磁場(chǎng)，甲最遠(yuǎn)離H的距離為，最輕離子最近離H的距離為，所以在離H的距離為到之間的EF邊界上有離子穿出磁場(chǎng)。比甲質(zhì)量大的離子都從EG穿出磁場(chǎng)，期中甲

33、運(yùn)動(dòng)中經(jīng)過(guò)EG上的點(diǎn)最近，質(zhì)量最大的乙穿出磁場(chǎng)的1位置是最遠(yuǎn)點(diǎn)，所以在EG上穿出磁場(chǎng)的粒子都在這兩點(diǎn)之間。（新課標(biāo)卷）25.(18分)如圖所示，在0 xa、oy范圍內(nèi)有垂直于xy平面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。坐標(biāo)原點(diǎn)O處有一個(gè)粒子源，在某時(shí)刻發(fā)射大量質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電粒子，它們的速度大小相同，速度方向均在xy平面內(nèi)，與y軸正方向的夾角分布在090范圍內(nèi).己知粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑介于到a之間，從發(fā)射粒子到粒子全部離開(kāi)磁場(chǎng)經(jīng)歷的時(shí)間恰好為粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)周期的四分之一，求最后離開(kāi)磁場(chǎng)的粒子從粒子源射出時(shí)的：(1)速度大?。?2)速度方向與y軸正方向夾角正弦。 解析

34、：設(shè)粒子的發(fā)射速度為v，粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑為R，由牛頓第二定律和洛倫磁力公式，得，解得：當(dāng)Ra時(shí)，在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間最長(zhǎng)的粒子，其軌跡是圓心為C的圓弧，圓弧與磁場(chǎng)的邊界相切，如圖所示，設(shè)該粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t，依題意，時(shí)，設(shè)最后離開(kāi)磁場(chǎng)的粒子的發(fā)射方向與y軸正方向的夾角為，由幾何關(guān)系可得：再加上，解得：（上海物理）13. 如圖，長(zhǎng)為的直導(dǎo)線拆成邊長(zhǎng)相等，夾角為的形，并置于與其所在平面相垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為，當(dāng)在該導(dǎo)線中通以電流強(qiáng)度為的電流時(shí)，該形通電導(dǎo)線受到的安培力大小為（A）0 （B）0.5 （C） （D）答案：C解析：導(dǎo)線有效長(zhǎng)度為2lsin30=l，所以該V形通電導(dǎo)線

35、收到的安培力大小為。選C。本題考查安培力大小的計(jì)算。難度：易。（重慶卷）21.如題21圖所示，矩形MNPQ區(qū)域內(nèi)有方向垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，有5個(gè)帶電粒子從圖中箭頭所示位置垂直于磁場(chǎng)邊界進(jìn)入磁塊，在紙面民內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)軌跡為相應(yīng)的圓弧，這些粒子的質(zhì)量，電荷量以及速度大小如下表所示由以上信息可知，從圖中a、b、c處進(jìn)大的粒子對(duì)應(yīng)表中的編號(hào)分別為A 3、5、4 B4、 2、5C5、3、2 D2、4、5 答案：D【解析】根據(jù)半徑公式結(jié)合表格中數(shù)據(jù)可求得15各組粒子的半徑之比依次為0.52332，說(shuō)明第一組正粒子的半徑最小，該粒子從MQ邊界進(jìn)入磁場(chǎng)逆時(shí)針運(yùn)動(dòng)。由圖a、b粒子進(jìn)入磁場(chǎng)也是逆時(shí)針運(yùn)

36、動(dòng)，則都為正電荷，而且a、b粒子的半徑比為23，則a一定是第2組粒子，b是第4組粒子。c順時(shí)針運(yùn)動(dòng)，都為負(fù)電荷，半徑與a相等是第5組粒子。正確答案D。（江蘇卷）9.如圖所示，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中附加另一勻強(qiáng)磁場(chǎng)，附加磁場(chǎng)位于圖中陰影區(qū)域，附加磁場(chǎng)區(qū)域的對(duì)稱(chēng)軸OO與SS垂直。a、b、c三個(gè)質(zhì)子先后從S點(diǎn)沿垂直于磁場(chǎng)的方向攝入磁場(chǎng)，它們的速度大小相等，b的速度方向與SS垂直，a、c的速度方向與b的速度方向間的夾角分別為，且。三個(gè)質(zhì)子經(jīng)過(guò)附加磁場(chǎng)區(qū)域后能達(dá)到同一點(diǎn)S，則下列說(shuō)法中正確的有A三個(gè)質(zhì)子從S運(yùn)動(dòng)到S的時(shí)間相等B三個(gè)質(zhì)子在附加磁場(chǎng)以外區(qū)域運(yùn)動(dòng)時(shí)，運(yùn)動(dòng)軌跡的圓心均在OO軸上C若撤去附加磁場(chǎng)，a到達(dá)SS

37、連線上的位置距S點(diǎn)最近D附加磁場(chǎng)方向與原磁場(chǎng)方向相同答案：CD解析：A.三個(gè)質(zhì)子從S運(yùn)動(dòng)到S的時(shí)間不相等，A錯(cuò)誤；B.三個(gè)質(zhì)子在附加磁場(chǎng)意外區(qū)域運(yùn)動(dòng)時(shí)，只有b運(yùn)動(dòng)軌跡的圓心在OO軸上，因?yàn)榘霃较嗟?，而圓心在初速度方向的垂線上，所以B錯(cuò)誤；C.用作圖法可知，若撤去附加電場(chǎng)，a到達(dá)SS連線上的位置距S點(diǎn)最近，b最遠(yuǎn)；C正確；D.因b要增大曲率，才能使到達(dá)SS連線上的位置向S點(diǎn)靠近，所以附加磁場(chǎng)方向與原磁場(chǎng)方向相同，D正確；本體選CD。本體考查帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)。難度：難。（福建卷）21、（19分）如圖所示，兩條平行的光滑金屬導(dǎo)軌固定在傾角為的絕緣斜面上，導(dǎo)軌上端連接一個(gè)定值電阻。導(dǎo)體棒a和b放

38、在導(dǎo)軌上，與導(dǎo)軌垂直并良好接觸。斜面上水平虛線PQ以下區(qū)域內(nèi)，存在著垂直穿過(guò)斜面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)?，F(xiàn)對(duì)a棒施以平行導(dǎo)軌斜向上的拉力，使它沿導(dǎo)軌勻速向上運(yùn)動(dòng)，此時(shí)放在導(dǎo)軌下端的b棒恰好靜止。當(dāng)a棒運(yùn)動(dòng)到磁場(chǎng)的上邊界PQ處時(shí)，撤去拉力，a棒將繼續(xù)沿導(dǎo)軌向上運(yùn)動(dòng)一小段距離后再向下滑動(dòng)，此時(shí)b棒已滑離導(dǎo)軌。當(dāng)a棒再次滑回到磁場(chǎng)邊界PQ處時(shí)，又恰能沿導(dǎo)軌勻速向下運(yùn)動(dòng)。已知a棒、b棒和定值電阻的阻值均為R,b棒的質(zhì)量為m，重力加速度為g，導(dǎo)軌電阻不計(jì)。求（1）a棒在磁場(chǎng)中沿導(dǎo)軌向上運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，a棒中的電流強(qiáng)度I，與定值電阻R中的電流強(qiáng)度IR之比；（2）a棒質(zhì)量ma；（3）a棒在磁場(chǎng)中沿導(dǎo)軌向上運(yùn)動(dòng)時(shí)所受的

39、拉力F。解析：（1）a棒沿導(dǎo)軌向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，a棒、b棒及電阻R中的電流分別為Ia、Ib、IR，有解得：（2）由于a棒在PQ上方滑動(dòng)過(guò)程中機(jī)械能守恒，因而a棒在磁場(chǎng)中向上滑動(dòng)的速度大小v1與在磁場(chǎng)中向下滑動(dòng)的速度大小v2相等，即v1=v2=v設(shè)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，導(dǎo)體棒長(zhǎng)為L(zhǎng)乙，a棒在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E=Blv當(dāng)a棒沿斜面向上運(yùn)動(dòng)時(shí)向下勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，a棒中的電流為Ia、則 由以上各式聯(lián)立解得：（3）由題可知導(dǎo)體棒a沿斜面向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，所受拉力（廣東卷）36.(18分)如圖16（a）所示，左為某同學(xué)設(shè)想的粒子速度選擇裝置，由水平轉(zhuǎn)軸及兩個(gè)薄盤(pán)N1、N2構(gòu)成，兩盤(pán)面平行且與轉(zhuǎn)軸垂直，相距為

40、L，盤(pán)上各開(kāi)一狹縫，兩狹縫夾角可調(diào)（如圖16（b）；右為水平放置的長(zhǎng)為d的感光板，板的正上方有一勻強(qiáng)磁場(chǎng)，方向垂直紙面向外，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.一小束速度不同、帶正電的粒子沿水平方向射入N1，能通過(guò)N2的粒子經(jīng)O點(diǎn)垂直進(jìn)入磁場(chǎng)。 O到感光板的距離為，粒子電荷量為q,質(zhì)量為m，不計(jì)重力。（1）若兩狹縫平行且盤(pán)靜止（如圖16（c），某一粒子進(jìn)入磁場(chǎng)后，豎直向下打在感光板中心點(diǎn)M上，求該粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t；（2）若兩狹縫夾角為 ，盤(pán)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)方向如圖16（b）.要使穿過(guò)N1、N2的粒子均打到感光板P1P2連線上。試分析盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)角速度的取值范圍（設(shè)通過(guò)N1的所有粒子在盤(pán)轉(zhuǎn)一圈的時(shí)間內(nèi)都能到達(dá)N2）

41、。解：（1）分析該粒子軌跡圓心為P1，半徑為，在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)過(guò)的圓心角為，因而運(yùn)動(dòng)時(shí)間為：（2）設(shè)粒子從N1運(yùn)動(dòng)到N2過(guò)程歷時(shí)為t，之后在磁場(chǎng)中運(yùn)行速度大小為v，軌跡半徑為R則：在粒子勻速過(guò)程有：L=vt 粒子出來(lái)進(jìn)入磁場(chǎng)的條件： 在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)有： 設(shè)粒子剛好過(guò)P1點(diǎn)、P2點(diǎn)時(shí)軌跡半徑分別為：R1、R2則： 由得：（山東卷）25（18分）如圖所示，以?xún)商摼€為邊界，中間存在平行紙面且與邊界垂直的水平電場(chǎng)，寬度為d，兩側(cè)為相同的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，方向垂直紙面向里。一質(zhì)量為、帶電量+q、重力不計(jì)的帶電粒子，以初速度垂直邊界射入磁場(chǎng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，后進(jìn)入電場(chǎng)做勻加速運(yùn)動(dòng)，然后第二次進(jìn)入磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，此后粒

42、子在電場(chǎng)和磁場(chǎng)中交替運(yùn)動(dòng)。已知粒子第二次在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的半徑是第一次的二倍，第三次是第一次的三倍，以此類(lèi)推。求粒子第一次經(jīng)過(guò)電場(chǎng)子的過(guò)程中電場(chǎng)力所做的功。粒子第n次經(jīng)過(guò)電場(chǎng)時(shí)電場(chǎng)強(qiáng)度的大小。粒子第n次經(jīng)過(guò)電場(chǎng)子所用的時(shí)間。假設(shè)粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，電場(chǎng)區(qū)域場(chǎng)強(qiáng)為零。請(qǐng)畫(huà)出從粒子第一次射入磁場(chǎng)至第三次離開(kāi)電場(chǎng)的過(guò)程中，電場(chǎng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化的關(guān)系圖線（不要求寫(xiě)出推導(dǎo)過(guò)程，不要求標(biāo)明坐標(biāo)明坐標(biāo)刻度值）。解析：（1）根據(jù)，因?yàn)?，所以，所?（2）=，所以。（3），所以。(4)（北京卷）23.（18分）利用霍爾效應(yīng)制作的霍爾元件以及傳感器，廣泛應(yīng)用于測(cè)量和自動(dòng)控制等領(lǐng)域。如圖1，將一金屬或半導(dǎo)體薄片垂直至于磁

43、場(chǎng)B中，在薄片的兩個(gè)側(cè)面、間通以電流時(shí)，另外兩側(cè)、間產(chǎn)生電勢(shì)差，這一現(xiàn)象稱(chēng)霍爾效應(yīng)。其原因是薄片中的移動(dòng)電荷受洛倫茲力的作用相一側(cè)偏轉(zhuǎn)和積累，于是、間建立起電場(chǎng)，同時(shí)產(chǎn)生霍爾電勢(shì)差。當(dāng)電荷所受的電場(chǎng)力與洛倫茲力處處相等時(shí)，和達(dá)到穩(wěn)定值，的大小與和以及霍爾元件厚度之間滿(mǎn)足關(guān)系式，其中比例系數(shù)稱(chēng)為霍爾系數(shù)，僅與材料性質(zhì)有關(guān)。（1）設(shè)半導(dǎo)體薄片的寬度（、間距）為，請(qǐng)寫(xiě)出和的關(guān)系式；若半導(dǎo)體材料是電子導(dǎo)電的，請(qǐng)判斷圖中、哪端的電勢(shì)高；（2）已知半導(dǎo)體薄片內(nèi)單位體積中導(dǎo)電的電子數(shù)為，電子的電荷量為，請(qǐng)導(dǎo)出霍爾系數(shù)的表達(dá)式。（通過(guò)橫截面積的電流，其中是導(dǎo)電電子定向移動(dòng)的平均速率）；（3）圖2是霍爾測(cè)速儀的

44、示意圖，將非磁性圓盤(pán)固定在轉(zhuǎn)軸上，圓盤(pán)的周邊等距離地嵌裝著個(gè)永磁體，相鄰永磁體的極性相反?；魻栐糜诒粶y(cè)圓盤(pán)的邊緣附近。當(dāng)圓盤(pán)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，霍爾元件輸出的電壓脈沖信號(hào)圖像如圖所示。.若在時(shí)間內(nèi)，霍爾元件輸出的脈沖數(shù)目為，請(qǐng)導(dǎo)出圓盤(pán)轉(zhuǎn)速的表達(dá)式。.利用霍爾測(cè)速儀可以測(cè)量汽車(chē)行駛的里程。除除此之外，請(qǐng)你展開(kāi)“智慧的翅膀”，提出另一個(gè)實(shí)例或設(shè)想。解析：（1）由 得 當(dāng)電場(chǎng)力與洛倫茲力相等時(shí) 得 將 、代入，得 （2） a.由于在時(shí)間t內(nèi)，霍爾元件輸出的脈沖數(shù)目為P，則 P=mNt圓盤(pán)轉(zhuǎn)速為 N=b.提出的實(shí)例或設(shè)想 （天津卷）12.（20分）質(zhì)譜分析技術(shù)已廣泛應(yīng)用于各前沿科學(xué)領(lǐng)域。湯姆孫發(fā)現(xiàn)電子的質(zhì)

45、譜裝置示意如圖，M、N為兩塊水平放置的平行金屬極板，板長(zhǎng)為L(zhǎng)，板右端到屏的距離為D，且D遠(yuǎn)大于L，OO為垂直于屏的中心軸線，不計(jì)離子重力和離子在板間偏離OO的距離。以屏中心O為原點(diǎn)建立xOy直角坐標(biāo)系，其中x軸沿水平方向，y軸沿豎直方向。（1）設(shè)一個(gè)質(zhì)量為m0、電荷量為q0的正離子以速度v0沿OO的方向從O點(diǎn)射入，板間不加電場(chǎng)和磁場(chǎng)時(shí)，離子打在屏上O點(diǎn)。若在兩極板間加一沿+y方向場(chǎng)強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)，求離子射到屏上時(shí)偏離O點(diǎn)的距離y0;(2)假設(shè)你利用該裝置探究未知離子，試依照以下實(shí)驗(yàn)結(jié)果計(jì)算未知離子的質(zhì)量數(shù)。上述裝置中，保留原電場(chǎng)，再在板間加沿-y方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。現(xiàn)有電荷量相同的兩種正離子組成

46、的離子流，仍從O點(diǎn)沿OO方向射入，屏上出現(xiàn)兩條亮線。在兩線上取y坐標(biāo)相同的兩個(gè)光點(diǎn)，對(duì)應(yīng)的x坐標(biāo)分別為3.24mm和3.00mm，其中x坐標(biāo)大的光點(diǎn)是碳12離子擊中屏產(chǎn)生的，另一光點(diǎn)是未知離子產(chǎn)生的。盡管入射離子速度不完全相同，但入射速度都很大，且在板間運(yùn)動(dòng)時(shí)OO方向的分速度總是遠(yuǎn)大于x方向和y方向的分速度。解析：（1）離子在電場(chǎng)中受到的電場(chǎng)力離子獲得的加速度離子在板間運(yùn)動(dòng)的時(shí)間到達(dá)極板右邊緣時(shí)，離子在方向的分速度離子從板右端到達(dá)屏上所需時(shí)間離子射到屏上時(shí)偏離點(diǎn)的距離由上述各式，得（2）設(shè)離子電荷量為，質(zhì)量為，入射時(shí)速度為，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為，磁場(chǎng)對(duì)離子的洛倫茲力已知離子的入射速度都很大，因而

47、離子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間甚短，所經(jīng)過(guò)的圓弧與圓周相比甚小，且在板間運(yùn)動(dòng)時(shí)，方向的分速度總是遠(yuǎn)大于在方向和方向的分速度，洛倫茲力變化甚微，故可作恒力處理，洛倫茲力產(chǎn)生的加速度是離子在方向的加速度，離子在方向的運(yùn)動(dòng)可視為初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，到達(dá)極板右端時(shí)，離子在方向的分速度離子飛出極板到達(dá)屏?xí)r，在方向上偏離點(diǎn)的距離當(dāng)離子的初速度為任意值時(shí)，離子到達(dá)屏上時(shí)的位置在方向上偏離點(diǎn)的距離為，考慮到式，得由、兩式得其中上式表明，是與離子進(jìn)入板間初速度無(wú)關(guān)的定值，對(duì)兩種離子均相同，由題設(shè)條件知，坐標(biāo)3.24mm的光點(diǎn)對(duì)應(yīng)的是碳12離子，其質(zhì)量為，坐標(biāo)3.00mm的光點(diǎn)對(duì)應(yīng)的是未知離子，設(shè)其質(zhì)量為，由式代入

48、數(shù)據(jù)可得故該未知離子的質(zhì)量數(shù)為14。（浙江卷）23. （20分）如圖所示，一矩形輕質(zhì)柔軟反射膜可繞過(guò)O點(diǎn)垂直紙面的水平軸轉(zhuǎn)動(dòng)，其在紙面上的長(zhǎng)度為L(zhǎng)1，垂直的為L(zhǎng)2。在膜的下端（圖中A處）掛有一科行于轉(zhuǎn)軸，質(zhì)量為m，長(zhǎng)為L(zhǎng)3的導(dǎo)體棒使膜*成平面。在膜下方水平放置一足夠大的太陽(yáng)能光電池板，能接收到經(jīng)反射膜反射到光電池板上的所有光能，并將溝通轉(zhuǎn)化成電能。光電池板可等效為一個(gè)一電池，輸出電壓恒定為U；輸出電流正比于光電池板接收到的光能（設(shè)垂直于入身光單位面積上的光功率保持恒定）。導(dǎo)體棒處在方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B中，并與光電池構(gòu)成回路，流經(jīng)導(dǎo)體棒的電流垂直紙面向外（注：光電池與導(dǎo)體棒直接相連，連接導(dǎo)線未畫(huà)出）。（1）再有一束平等光水平入射，當(dāng)反射膜與豎直方向成60時(shí)，導(dǎo)體棒牌受力平衡狀態(tài)，求此時(shí)電流強(qiáng)度的大小和光電池的輸出功率。（2）當(dāng)變成45時(shí)，通過(guò)調(diào)整電路使導(dǎo)體棒保持平衡，光電池除維持導(dǎo)體棒國(guó)學(xué)平衡外，不能輸出多少額外電功率？解析：（1）導(dǎo)體棒所