高三物理三维设计专题六

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1、提能力O"课堂综台演练»（随堂体验•巩固落实）1.如图6-17所示，两根光滑金属导轨平行放置，导轨所在平面与水平面间的夹角为图6-17伏整个装置处于沿竖直方向的匀强磁场中。金属杆ab垂直导轨放置,当金属杆ab中通有从a到〃的恒定电流I时,金属杆ab刚好静止。则（）A.磁场方向竖直向上B.磁场方向竖直向下C.金属杆血受安培力的方向平行导轨向上D.金属杆血受安培力的方向平行导轨向下解析：受力分析如图所示，当磁场方向竖直向上时，由左手定则可知安培力水平向右，金属杆血受力可以平衡，A正确；若磁场方向竖直向下，由左

2、手定则可知安培力水平向左，则金属杆血受力无法平衡，B、C、D错误。答案：A2.如图6-18所示，带电量为+彳的金属圆环质量为加。套在固定的水平长直绝缘圆柱体上，环与圆柱体间的动摩擦因数为“，环的直径略大于圆柱体的直径，V0XXX*XXX整个装置处在垂直于纸面向内的范围足够大的匀强磁场中。现给环向右的水:低：：:平初速度列，设环在运动过程中带电量保持不变，则环运动过程中的速度图XXXXXXX像可能是图6-19中的（）rVVJv图6-18AJVJA.I0tuB・C・图6-19LD.'解析：若5=嚣,则qBg

3、=mg,因此金属环对圆柱体压力为零，摩擦力为零，金属环此后做匀速运动；若5）>箭，则qBvpmg,金属环对圆柱体压力向上，在摩擦力f=^（qvB—的作用下金属环做加速度不断减小的变减速运动，当qBv=mg后，金属环做匀速运动；若则qBvQ

4、x!III'；xxxx!I•-20中的正方形为其边界。一细束由两种粒子组成的粒子流沿垂直于磁场的方向从O点入射。这两种粒子带同种电荷，它们的电荷量、质量均不同，但其比荷相同，且都包含不同速率的粒子。不计重力。下列说法正确的是()图6—20A.入射速度不同的粒子在磁场中的运动时间一定不同B.入射速度相同的粒子在磁场中的运动轨迹一定相同C・在磁场中运动时间相同的粒子，其运动轨迹一定相同D.在磁场中运动时间越长的粒子，其轨迹所对的圆心角一定越大解析:带电粒子进入磁场后，在洛伦兹力的作用下做匀速圆周运动，根据qv

5、B=葺-得轨道半径r=-^,粒子的比荷相同，故不同速度的粒子在磁场中运动的轨道半径不同，轨迹不同，相同速度的粒子，轨道半径相同，轨迹相同，故B正确。带电粒子在磁场中做圆周运动的周期T=^=^y,故所有带电粒子的运动周期均相同，若带电粒子从磁场左边界出磁场，则这些粒子在琏场中运动时间是相同的，但不同速度轨迹不同，故A、C错误。根据#=竽得〃=爭，所以r越长，〃越大，故D正确。答案:BD4.如图6-21所示，MN是一段在竖直平面内半径为1m的光滑的1/4圆弧轨道，轨道上存在水平向右的匀强电场。轨道的右侧有一垂

6、直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为耳=0・1To现有一带电荷量为1C、质量为100g的带正电小球从M点由静止开始自由下KA/VxX-A52XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXPXX-XXXXx^xX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)。已知板间的电压为Uba=2¥,板间距离〃=2m,板的长度L=3m,若小球恰能从板的边沿飞岀,g取10m/s2o求:图6-21(1)小球运动到N点时的速度"(2)水平向右的匀强电场的电场强度£；(3)复合场中的匀强磁

7、场的磁感应强度爲。解析：小球沿NP做直线运动，由平衡条件可得:ntg=qvBi得。=10m/So(2)小球从M点到N点的过程中，由动能定理得:mgR+qER=》mp2代入数据解得：E=4N/Co(2)在板间复合场小球受电场力qUBA/d=lN/C,与重力平衡，故小球做匀速圆周运动设运动半径为/T,由几何知识得:Rf2=L2+(Rr_f)2解得：R'=5m由qvB2=mv2/Rf,解得：52=0.2To答案：(1)10m/s(2)4N/C(3)0.2T5.(2011•广东高考)如图6-22甲所示，在以O为圆

8、心，内外半径分别为&和人2的圆环区域内，存在辐射状电场和垂直纸面的匀强磁场，内外圆间的电势差U为常量，川=Ro,R2=3Ro,一电荷量为+彳，质量为m的粒子从内圆上的A点进入该区域，不计重力。(1)已知粒子从外圆上以速度S射出，求粒子在A点的初速度巩的大小。(2)若撤去电场，如图乙，已知粒子从OA延长线与外圆的交点C以速度v2射出，方向与OA延长线成45。角，求磁感应强度的大小及粒子在磁场中运动的时间。(3)在图乙中，若粒子从