重难点17重力场电场磁场的复合- 学霸向前冲高考物理二轮重难点必刷练习题

重难点17重力场电场磁场的复合

1．如图所示，一带电液滴在相互垂直的匀强电场和匀强磁场中刚好做匀速圆周运动，其轨道半径为R。已知电场的电场强度为E，方向竖直向下；磁场的磁感应强度为B，方向垂直纸面向里，不计空气阻力，设重力加速度为g，则（　　）

A．液滴带正电

B．液滴荷质比

C．液滴逆时针运动

D．液滴运动速度大小为

2．如图所示，倾斜放置且足够长的光滑绝缘细杆处在水平向里的匀强磁场中，细杆与水平面成θ（θ≠0）角，细杆所在的方向和磁场方向垂直。一个带正电荷的小环套在细杆上、且从静止开始释放。则关于小环在细杆上的运动情况，下列说法正确的是（　　）

A．小环在细杆上一直静止不动

B．小环沿细杆向下做匀加速直线运动

C．小环沿细杆向下做变加速直线运动

D．小环沿细杆向下先做加速度变小的变加速直线运动，最后再做匀速直线运动

3．如图甲所示，水平传送带足够长，沿顺时针方向匀速运动，某绝缘带电物块无初速度的从最左端放上传送带。该装置处于垂直纸面向外的匀强磁场中，物块运动的v-t图象如图乙所示。物块带电量保持不变，下列说法正确的是（　　）

A．物块带正电 

B．1s后物块与传送带共速，所以传送带的速度为0.5m/s

C．传送带的速度可能比0.5m/s大

D．若增大传送带的速度，其它条件不变，则物体最终达到的最大速度也会增大

4．如图所示，空间存在竖直向下的匀强电场和垂直纸面向外的匀强磁场，一带电液滴从静止开始自A沿曲线ACB运动，到达B点时，速度为零，C点是运动的最低点，则以下说法中正确的选项应是（　　）

A．液滴带正电

B．液滴在C点时速度最大

C．液滴之后会经C点返回A点

D．B点和A点一定等高

5．如图所示，空间存在着正交的匀强电场和匀强磁场，电场强度沿水平方向（未标明方向），磁场垂直纸面向外）带电油滴以某速度进入复合场中，正好做直线运动，其运动轨迹如虚线所示，a、b是轨迹上的两个点，则下列判断正确的是（　　）

A．油滴带正电

B．油滴必定做匀速直线运动

C．油滴可能从a运动到b，也可能从b运动到a

D．电场方向可能水平向左

6．如图所示，一带电微粒在正交匀强电场和匀强磁场的竖直平面内做匀速圆周运动，重力不可忽略，已知圆的半径为r，电场强度的的大小为E，磁感应强度的大小为B，重力加速度为g，则（       ）

A．该微粒带负电 B．带电微粒沿顺时针旋转

C．微粒做圆周运动的周期 D．微粒做圆周运动的速度

7．如图所示，在一竖直平面内，y轴左侧有一水平向右的匀强电场E1和一垂直纸面向里的匀强磁场B，y轴右侧有一竖直方向的匀强电场E2，一电荷量为q（电性未知）、质量为m的微粒从x轴上A点以一定初速度与水平方向成θ＝37°角沿直线经P点运动到图中C点，其中m、q、B均已知，重力加速度为g，则（　　）

A．微粒一定带正电

B．微粒的初速度为v＝

C．电场强度E2一定竖直向下

D．两电场强度之比＝

8．如图所示，套在很长的绝缘直棒上的小球，质量为1.0 ×10-3kg，带电量为1.0 ×10-4C的正电荷，小球在棒上可以滑动，将此棒竖直放置在匀强电场和匀强磁场中，匀强电场的电场强度E=100N/C，方向水平向右，匀强磁场的磁感应强度 B=5T，方向为垂直于纸面向里，小球与棒间的动摩擦因数为μ= 0.5，设小球在运动过程中所带电荷量保持不变，g取10m/s2（　　）

A．小球由静止沿棒竖直下落的最大加速度为2m/s2

B．小球由静止沿棒竖直下落最大速度10m/s

C．若磁场的方向反向，其余条件不变，小球由静止沿棒竖直下落的最大加速度为5m/s2

D．若磁场的方向反向，其余条件不变，小球由静止沿棒竖直下落的最大速度为30m/s

9．如图所示，在竖直面内固定有光滑绝缘圆弧形管道CD，最低点D和水平面相切，圆弧管道半径为R，圆心为O，圆心角为α=60°。一个质量为m、电荷量为q且直径略小于管道内径的带电小球自A水平抛出，恰好无碰撞从C点进入圆弧管道，当小球运动至D点时，管道对小球向上的支持力等于小球重力。已知小球在C点的速度大小为，整个空间存在着垂直OCD平面水平向里的匀强磁场，D点处有一个弹性绝缘挡板，小球与挡板碰后以原速率反弹。已知重力加速度为g，则下列判断正确的是（　　）

A．小球带正电

B．小球在空中飞行时做平抛运动，平抛初速度大小为

C．匀强磁场的磁感应强度大小为

D．小球在D点与挡板碰后，可以沿原路径返回到A点

10．如图所示，空间存在一水平方向的匀强电场和匀强磁场，磁感应强度大小为B，电场强度大小为，且电场方向与磁场方向垂直。在电磁场的空间中有一足够长的固定粗糙绝缘杆，与电场正方向成60º夹角且处于竖直平面内。一质量为m，带电量为＋q的小球套在绝缘杆上。若给小球一沿杆向下的初速度v0，小球恰好做匀速运动。已知小球电量保持不变，重力加速度为g，则以下说法正确的是（ ）

A．小球的初速度为

B．若小球的初速度为，小球将做加速度不断增大的减速运动，最后停止

C．若小球的初速度为，小球将做加速度不断增大的减速运动，最后停止

D．若小球的初速度为，则运动中克服摩擦力做功为

11．如图所示，在竖直平面内建立直角坐标系，y轴沿竖直方向。在到之间存在竖直向上的匀强电场和垂直坐标平面向里的匀强磁场，一个比荷（）为k的带电粒子，从坐标原点以一定初速度沿x轴的正方向抛出，进入电场和磁场后恰好在竖直平面内做匀速圆周运动，离开电场和磁场后，带电粒子恰好沿x轴的正方向通过x轴上的位置，已知匀强磁场的磁感应强度为B，重力加速度为g。求：

(1)电场强度的大小；

(2)带电粒子的初速度；

(3)要使带电粒子做圆周运动时的圆心在X轴上，求：L应满足的关系式。（用题中所给的已知物理量B、k、g表示）

12．如图所示，位于竖直平面内的坐标系xOy，在其第三象限空间有沿水平方向且垂直于纸面向外的磁感应强度为B匀强磁场，还有沿x轴负方向的匀强电场，场强大小为E=1N/C。在其第一象限空间有沿y轴负方向的、场强大小也为E=1N/C的匀强电场，在y＞h=0.4m的区域有磁感应强度也为B的垂直于纸面向里的匀强磁场。一电荷量为-q的油滴从图中第三象限的P点获得初速度，恰好能沿PO做匀速直线运动（PO与x轴负方向的夹角为θ=45°），并从原点O进入第一象限。已知重力加速度g=10m/s2，求：

(1)磁感应强度B的大小和油滴的比荷；

(2)油滴在第一象限运动的时间；

(3)油滴离开第一象限时的x坐标值。

13．如图所示，竖直平面内有一直角坐标系xOy，x轴沿水平方向，第二、三象限有垂直于坐标平面向里的匀强磁场，与x轴成角的绝缘光滑细杆固定在二、三象限，第四象限同时存在着竖直向上的匀强电场和垂直于坐标平面向里的匀强磁场，电场强度大小，磁感应强度大小为，一质量为m、电荷量为q的带正电小球a（可视为质点）穿在细杆上沿细杆下滑，小球在到达N点前已经做匀速运动，在N点脱离细杆后恰能运动到x轴上的A点，且速度方向垂直于x轴.已知A点到坐标原点O的距离为，小球a与绝缘细杆的动摩擦因数，重力加速度为g，空气阻力忽略不计。求：

(1)小球到达N点时的速度v的大小；

(2)小球从离开N点开始到第2次经过x轴的时间t；

(3)第二、三象限匀强磁场磁感应强度B1大小。

14．如图所示，竖直平面内有范围足够大、水平向左的匀强电场，在虚线的左侧有垂直纸面向里的水平的匀强磁场，磁感应强度大小B＝T；一绝缘轨道由一段粗糙直杆MN和一半径R＝2m的光滑半圆环MAP组成，固定在纸面所在的竖直平面内，MN水平且足够长，半圆环MAP在磁场边界左侧，P、M点在磁场边界线上。一质量为m＝0.1kg、带正电q＝0.1C的小球穿在MN杆上，现将小球从M点右侧的D点由静止释放，小球刚好能达到最高点P。已知：D点到M点的水平距离x1＝8m，小球与直杆的动摩擦因数为µ＝0.5，重力加速度取g＝10m/s2，求：

(1)匀强电场的电场强度大小；

(2)小球第一次通过与O等高的A点时，半圆环对小球作用力的大小；

(3)若小球从水平杆上距离M点x2＝16m的Q点（未画出）静止释放，则小球从释放到落回MN杆上，电场力对小球所做的功为多少。

15．在竖直平面内建立坐标系，在坐标系的第I象限的范围内存在如图所示正交的匀强电场和匀强磁场，平行于y轴且到y轴的距离为。质量为m、带电荷量为q的微粒从第Ⅱ象限的a点沿平面水平抛出，微粒进入电、磁场后做直线运动；若将匀强电场方向改为竖直向上，微粒仍从a点以相同速度抛出，进入电、磁场后做圆周运动，且运动轨迹恰好与x轴和直线相切，最后从y轴上射出。重力加速度为g。求：

(1)匀强磁场的磁感应强度大小B；

(2)微粒抛出时的初速度大小及a点坐标；

(3)电场方向改变前后，微粒由a点抛出到由电、磁场中射出，重力对微粒的冲量之比。

16．如图所示，直角坐标系位于竖直平面内，在区域内存在竖直平面内的匀强电场（场强大小、方向均未知），在和围成的正方形区域内存在竖直平面内的匀强电场（场强大小、方向均未知）和方向垂直纸面向里的匀强磁场。一质量为、电荷量为的油滴从点由静止释放后，沿直线运动到点，且运动过程中油滴的机械能守恒，然后油滴从M点进入正方形区域做圆周运动。已知重力加速度为。求：

(1)电场强度和的大小之比；

(2)要使油滴从ab边射出，正方形区域内磁场的磁感应强度大小满足的条件。

17．如图所示，分界线MN左右两侧存在竖直向上的匀强电场，左侧电场场强为2E，右侧电场强度为E，右侧区域还存在垂直纸面向里的匀强磁场B；左侧区域有一段足够长的光滑绝缘直轨道和圆弧轨道，它们相切与A点，圆弧半径为R，AD两点等高，C点为圆弧最高点，直轨道与竖直方向成θ＝45⁰角。右侧圆区域有一个半径为R的圆柱（虚线圆为截面图），圆心O与水平线AD两点等高。电量为+q可视为质点的带电小环P，套在绝缘直轨道上，从距A点为R处由静止释放，小环P能够沿着左侧轨道运动，经过D点后在右侧区域恰好做匀速圆周运动。不考虑小环再次回到左侧区域后的运动情况，重力加速度未知。

(1)求带电小环经过C点时对轨道的压力；

(2)若带电小环从直轨道上距A点的距离为1∶9的两个地方由静止释放，求小环P在右侧区域做圆周运动的轨道半径之比；

(3)若带电小环从直轨道上距A点的距离分别为R和9R的两个处由静止释放，小环在右侧区域的圆周轨迹都恰好和圆柱截面相切，求带电小环的比荷。

18．如图所示，在平面直角坐标系xOy的第二、三、四象限内存在竖直向上的匀强电场，其中第二象限的匀强电场的电场强度为E1，第三、四象限内匀强电场的电场强度为E2，x轴下方同时存在垂直纸面向外的匀强磁场。一带电小球从x轴上的A点以初速度v0垂直x轴向上射出，小球沿竖直光滑的绝缘圆形轨道内壁运动到y轴上的C点，以速度3v0垂直y轴进入第一象限，接着以与x轴正方向成θ=53°速度方向斜射入x轴下方的电磁场区域，小球做匀速圆周运动，再次回到x轴时恰好经过原点O。已知小球的质量为m，带电量为q，重力加速度为g，已知sin37°=0.60，cos37°=0.80。求：

(1)圆形轨道的半径R和第二象限内匀强电场的电场强度大小E1；

(2)第三、四象限内匀强电场的电场强度大小E2；

(3)匀强磁场的磁感应强度大小B；

‍

19．在竖直面内有电场，方向竖直向上（未画出）。Ⅰ、Ⅲ部分电场强度大小为E = 15N/C，范围足够大。Ⅱ部分电场强度为2E，边界平行。带电荷量为+ q的小球甲质量为m，另一相同大小不带电的小球乙被刚好吸附静止在斜面末端。甲球以水平速度v从A点向左飞出，到斜面末端与乙球沿斜面方向发生弹性正碰，碰后带电量平分，甲球又返回并水平向右经过A点。乙球则沿斜面上行，之后与斜面摩擦不计，不漏电，到斜面上端进入磁场区，磁场边界为与上边界相切的左右对称优弧，斜面向上延长线过圆心，斜面上端恰为电场磁场边界相交点。磁场区半径R为，磁场方向为垂直纸面向外，磁感应强度B = 10T，m = 1kg，q = 2C，v = 2m/s，斜面高，倾角30°。（，）。

(1)求甲球返回A点的速度大小；

(2)求乙球的质量；

(3)乙球第一次进Ⅱ区域到第二次进Ⅱ区域经过的时间是多少？

20．如图所示，在竖直平面内的坐标系xOy的第一象限与第四象限内有一条垂直于x轴的虚线MN、MN与x轴的交点为D。在y轴与虚线MN之间有匀强电场与匀强磁场，电场方向竖直向上，场强大小为E1；x轴上方的磁场方向垂直纸面向外，磁感应强度大小为B1，x轴下方的磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度大小为B2，B1 = 2B2。在第二象限内有水平向右的匀强电场，场强大小为E2。一个质量为m、电荷量为 + q的带电液滴从P点由静止释放，恰经过原点O进入第四象限后，开始做匀速圆周运动。已知P点坐标为（- 3d，4d），B1 = （g为重力加速度），液滴通过O点后穿过x轴一次，最后垂直于MN射出磁场，sin37° = 0.6，cos37° = 0.8。求：

(1)场强E1、E2的大小；

(2)虚线MN与y轴的距离；

(3)液滴从P点释放到离开磁场的时间。