1、优质文档优质文档终极猜想十九 力电综合(一)(本卷共 4 小题，满分 64 分建 议时间 ：45 分钟 )命题老师寄语力电综合题目，在高考中常常作为压轴的计算题 试题物理情景比较复杂， 难度较大；它把力学知识和电学知识融合在一起，综合考查考生分析问题的能力【题组 1】 力学知识与电场或磁场知识的综合1(13 分) 如图 1 甲所示，在真空中足够大的绝缘水平地面上，一个质量为m0.2 kg、带电荷量为 q2.010 6 C 的小物块处于静止状态，小物块与地面间的动摩擦因数 0.1.从 t0 时刻开始，空间上加一个如图乙所示的电场(取水平向右的方向为正方向，g 取 10 m/s2)求：图 1(1)
2、4 秒内小物块的位移大小；(2)4 秒内电场力对小物块所做的功解析 (1)0 2 s 内小物块加速度a1 2 m/s 2 (2 分)E1q mgm位移 x1 a1t 4 m (1 分)12 212 s 末的速度为 v2a 1t14 m/s (1 分)2 s4 s 内小物块加速度 a2 2 m/s 2 (2 分)E2q mgm位移 x2v 2t2 a2t 4 m (1 分)12 2优质文档优质文档4 秒内的位移 xx 1x 28 m (2 分)(2)v4v 2a 2t20，即 4 s 末小物块处于静止状态设电场力对小物块所做的功为 W，由动能定理有：Wmgx0 (2 分)解得 W1.6 J (2
3、 分)答案 (1)8 m (2)1.6 J2(13 分) 如图 2 所示，条形区域 AA、BB中存在方向垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度 B 的大小为 0.3 T，AA、BB 为磁场边界，它们相互平行，条形区域的长度足够长，宽度 d1 m一束带正电的某种粒子从AA上的 O 点以大小不同的速度沿着与 AA成 60角方向射入磁场，当粒子的速度小于某一值 v0 时，粒子在磁场区域内的运动时间 t0410 8 s；当粒子速度为 v1 时，刚好垂直边界 BB射出磁场取 3，不计粒子所受重力求：图 2(1)粒子的比荷 ；qm(2)速度 v0 和 v1 的大小解析 (1)当粒子的速度小于某一值 v0时，
4、粒子不能从 BB离开磁场区域，只能从 AA边离开，无 论粒子速度大小，在磁 场中运 动的时间都相同，轨迹如图所示(图中只画了一个粒子的轨迹)(2 分)优质文档优质文档粒子在磁场区域内做圆周运动的圆心角均为 1240 ，运 动时间 t0 T，23(1 分)又 T (1 分)2mBq解得 109 C/kg (1 分)qm 13(2)当粒子速度为 v0时，粒子在磁场内的运动轨迹刚好与 BB边界相切，此时有 R0R 0sin 30d (1 分)又 qv0B (1 分)mv20R0得 v0 107 m/s (2 分)203当粒子速度为 v1时，刚好垂直边界 BB射出磁场区域，此时轨迹所对圆心角 230，
5、有 R1sin 30 d (1 分)又 qv1B (1 分)mv21R1解得 v1210 8 m/s (2 分)答案 (1) 109 C/kg (2) 107 m/s 210 8 m/s13 203【题组 2】 力学知识与组合场知识的综合3(19 分)(2013 东莞三模 )如图 3 所示，在空间中存在垂直纸面向里的匀强磁场，其竖直边界 AB、CD 的宽度为 d，在边界 AB 左侧是竖直向下、场强为 E 的优质文档优质文档匀强电场现有质量为 m、带电量为q 的粒子(不计重力)从 P 点以大小为v0 的水平初速度射入电场，随后与边界 AB 成 45射入磁场若粒子能垂直CD 边界飞出磁场，穿过小孔
6、进入如图所示两竖直平行金属板间的匀强电场中减速至零且不碰到正极板图 3(1)请画出粒子上述过程中的运动轨迹，并求出粒子进入磁场时的速度大小v；(2)求匀强磁场的磁感应强度 B；(3)求金属板间的电压 U 的最小值解析 (1)轨迹如 图所示： (3 分)v v0 (3 分)v0cos 45 2(2)粒子在匀强 磁场中做匀速圆周运动，其轨道半径 R 由几何关系可知：R d (2 分)dsin 45 2优质文档优质文档qvBm (3 分)v2R解得：B (3 分)mv0qd(3)粒子进入板 间电场至速度减为零的过程，由动能定理有：qU0 mv2 (3 分)12解得：U (2 分)mv20q答案 (1
7、)见解析 v0 (2) (3)2mv0qd mv20q4(19 分) 如图 4 所示，MN 是一段在竖直平面内半径为 1 m 的光滑的 圆弧轨14道，轨道上存在水平向右的匀强电场轨道的右侧有一垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为 B10.1 T现有一带电荷量为 1 C、质量为 100 g 的带正电小球从 M 点由静止开始自由下滑，恰能沿 NP 方向做直线运动，并进入右侧的复合场(NP 沿复合场的中心线)已知 AB 板间的电压为 UBA2 V，板间距离 d2 m，板的长度 L3 m，若小球恰能从板的右边沿飞出，g取 10 m/s2.求：图 4(1)小球运动到 N 点时的速度 v 的大小(2)水平
8、向右的匀强电场的电场强度 E 的大小(3)复合场中的匀强磁场的磁感应强度 B2 的大小解析 (1)小球沿 NP 做直 线运动，由平衡条件可得：mgqvB 1 (2 分)解得 v10 m/s. (3 分)(2)小球从 M 点到 N 点的过程中，由动能定理得：mgRqER mv2 (2 分)12优质文档优质文档代入数据解得：E4 N/C. (3 分)(3)在板间复合 场中小球受电场力 1 N 与重力平衡，故小球做匀速 圆周qUBAd运动设运动半径为 R，由几何知 识得：R 2L 2 2，(2 分)解得：R5 m (2 分)(R d2)由 qvB2 ，(2 分)解得：B 20.2 T (2 分)mv2R答案 (1)10 m/s (2)4 N/C (3)0.2 T
