高考物理电学经典例题汇编2

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1、高中物理典型例题汇编电学部分31、如图28-1所示，X轴上方有匀强磁场B，下方有匀强电场E。电量为q、质量为m、重力不计的粒子y轴上。X轴上有一点N(L.0)，要使粒子在y轴上由静止释放而能到达N点，问：（1）粒子应带何种电荷?（2）释放点M应满足什么条件?（3）粒子从M点运动到N点经历多长的时间?分析与解：(1)粒子由静止释放一定要先受电场力作用(磁场对静止电荷没有作用力)，所以M点要在-Y轴上。要进入磁场必先向上运动，静上的电荷要向上运动必须受到向上的电场力作用，而场强E方向是向下的，所以粒子带负电。(2)粒

2、子在M点受向上电场力，从静止出发做匀加速运动。在O点进入匀强磁场后，只受洛仑兹力(方向沿+X轴)做匀速周围运动，经半个周期，回到X轴上的P点，进入匀强电场，在电场力作用下做匀减速直线运动直到速度为零。然后再向上做匀加速运动，在X轴上P点进入匀强磁场，做匀速圆运动，经半个周期回到X轴上的Q点，进入匀强电场，再在电场力作用下做匀减速运动直到速度为零。此后，粒子重复上述运动直到X轴上的N点，运动轨迹如图28-2所示。设释放点M的坐标为(0.-yO)，在电场中由静止加速，则：qEyO=mV2[1]在匀强磁场中粒子以速率V

3、做匀速圆周运动，有：qBV=m[2]设n为粒子做匀速圆周运动的次数(正整数)则：L=n2R，所以R=[3]解[1][2][3]式得：V=，所以yO=(式中n为正整数)(3)粒子由M运动到N在电场中的加速运动和减速运动的次数为(2n-1)次，每次加速或减速的时间都相等，设为t1，则：yO=at12=qEt12/m所以t1=粒子在磁场中做匀速圆周运动的半周期为t2，共n次，t2=粒子从M点运动到N点共经历的时间为：t=(2n-1)t1+nt2=(n=1、2、3……)32、平行金属，板长1.4米，两板相距30厘米，两板

4、间匀强磁场的B为1.3×10-3特斯拉，两板间所加电压随时间变化关系如29-1图所示。当t=0时，有一个a粒子从左侧两板中央以V=4×103米/秒的速度垂直于磁场方向射入，如29-2图所示。不计a粒子的重力，求：该粒子能否穿过金属板间区域?若不能，打在何处?若能，则需多长时间?(已知a粒子电量q=3.2×库，质量m=6.64×10-27千克)分析与解：在t=0到t=1×10-4秒时间内，两板间加有电压，a粒子受到电场力和洛仑兹力分别为：F=qu/d=q×1.56/0.3=5.2q方向竖直向下f=qBv=q×1.3

5、×10-3×4×103=5.2q方向竖直向上因F=f，故做匀速直线运动，其位移为：△S=v△t=4×103×1×10-4=0.4米在t=1×10-4秒到t=2×10-4秒时间内，两板间无电场，a粒子在洛仑兹力作用下做匀速圆周运动，其轨迹半径为：r=mv/qB=(6.64×10-27×4×103)/(3.2××1.3×10-3)=6.37×10-2米＜d/4所以粒子不会与金属板相碰。面a粒子做匀速圆周运动的周期为：T=2πm/qB=(2×3.14×6.64×10-27)/(3.2××1.3×10-3)=1.0×10

6、-4秒则在不加电压的时间内，a粒子恰好能在磁场中运动一周。当两板间又加上第2个周期和第3个周期的电压时，a粒子将重复上述的运动。故经13/4周期飞出板外(t=6.5×10-4秒)其运动轨迹如29-3图所示。33、如图30-1所示，虚线上方有场强为E的匀强电场，方向竖直向下，虚线上下有磁感强度相同的匀强磁场，方向垂直纸面向外。ab是一根长L的绝缘细杆，沿电场线放置在虚线上方的场中，b端在虚线上。将一套在杆上的举正电小球从a端由静止释放后，小球先是加速运动，后是匀速运动则达b端。已知小球与绝缘杆间的动因摩擦数μ=0.

7、3，小球的重力可忽略不计。当小球脱离杆进入虚线下方后，运动轨迹是半圆，圆半径为L/3。求：带电小球以a到b运动过程中克服摩擦力做的功与电场力所做功的比值。分析与解：(1)带电小球在沿杆向下运动时，其受力情况如30-2图示。水平方向：F洛=N=qBV[1]竖直方向：qE=f[2](匀速运动时)又因f=μN[3]，联立解[1][2][3]式得：qE=f=μqBVb小球在磁场中作匀速圆周运动：qBVb=mVb2/R=3mVb2/L，所以Vb=qBL/3m小球从a到b运动过程中，由动能定理：W电-Wf=mVb2W电=qE

8、L=μqBVbL=0.3×qBL(qBL/3m)=q2B2L2/10m所以，Wf=W电-mVb2=q2B2L2/10m-(m/2)(q2B2L2/9m2)=2q2B2L2/45m所以，Wf/W电=(2q2B2L2/45m)/(q2B2L2/10m)=4/9。34、如图31-1所示，从阴极K射出的电子经U0=5000V的电势差加速后，沿平行于板面的方向从中央射入两块长L1=