2022年高考物理 考前30天之備戰(zhàn)沖刺押題系列Ⅳ 專題09 磁場

2022年高考物理 考前30天之備戰(zhàn)沖刺押題系列 專題09 磁場內(nèi)容要求說明71電流的磁場72磁感應(yīng)強(qiáng)度。磁感線。地磁場73磁性材料。分子電流假說74磁場對(duì)通電直導(dǎo)線的作用。安培力。左手定則75磁電式電表原理76磁場對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用。洛倫茲力。帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動(dòng)77質(zhì)譜儀，回旋加速器IIIIIIIIII1安培力的計(jì)算限于直導(dǎo)線跟B平行或垂直的兩種情況2洛倫茲力的計(jì)算限于自跟B平行或垂直的兩種情況樣題解讀【樣題1】如圖91是導(dǎo)軌式電磁炮實(shí)驗(yàn)裝置示意圖。兩根平行長直金屬導(dǎo)軌沿水平方向固定，其間安放彈體（包括金屬桿EF）。彈體可沿導(dǎo)軌滑行，且始終與導(dǎo)軌保持良好接觸。已知兩導(dǎo)軌內(nèi)側(cè)間距L23cm，彈體的質(zhì)量m0.1kg，軌道間所加勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B5T，彈體與軌道的動(dòng)摩擦因數(shù)0.05。當(dāng)滑動(dòng)變阻器的電阻值調(diào)到R0.1時(shí)，彈體沿導(dǎo)軌滑行5m后獲得的發(fā)射速度v15m/s（此過程視為勻加速運(yùn)動(dòng)）。電路中其余部分電阻忽略不計(jì)，求此過程中電源的輸出功率。彈體勻加速運(yùn)動(dòng)，由運(yùn)動(dòng)公式得：v22as代入數(shù)據(jù)得 a22.5m/s2，F(xiàn)安2.3N，I 2At s電源輸出的電能 E I2RtF安·s電源的輸出功率 P I2R代入數(shù)據(jù)得 P 17.65W答案 17.65W解讀本題涉及到磁場對(duì)通電直導(dǎo)線的作用、安培力、受力分析、牛頓第二定律、勻變速運(yùn)動(dòng)規(guī)律、電路中的能量轉(zhuǎn)化等知識(shí)點(diǎn)，考查推理能力和分析綜合能力，體現(xiàn)了考試大綱中對(duì)“能夠根據(jù)已知的知識(shí)和物理事實(shí)、條件，對(duì)物理問題進(jìn)行邏輯推理和論證，得出正確的結(jié)論或作出正確的判斷，并能把推理過程正確地表達(dá)出來”和“能夠獨(dú)立地對(duì)所遇到的問題進(jìn)行具體分析，弄清其中的物理狀態(tài)、物理過程和物理情境，能夠理論聯(lián)系實(shí)際，運(yùn)用物理知識(shí)綜合解決所遇到的問題”的能力要求。本題首先要進(jìn)行受力分析，分析時(shí)不要漏掉摩擦力；其次是利用能量關(guān)系時(shí)聯(lián)系電動(dòng)機(jī)模型求解輸出功率。【樣題2】如圖92所示，在豎直平面內(nèi)有一圓形絕緣軌道，半徑R1m，處于垂直于軌道平面向里的勻強(qiáng)磁場中，一質(zhì)量為m1×103kg，帶電量為q3×102C的小球，可在內(nèi)壁滑動(dòng)?，F(xiàn)在最低點(diǎn)處給小球一個(gè)水平初速度v0，使小球在豎直平面內(nèi)逆時(shí)針做圓周運(yùn)動(dòng)，圖甲是小球在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)的速率v隨時(shí)間變化的情況，圖乙是小球所受軌道的彈力F隨時(shí)間變化的情況，已知小球能有兩次到達(dá)圓形軌道的最高點(diǎn)。結(jié)合圖像所給數(shù)據(jù)，g取10m/s2 。求：此時(shí)軌道與球間彈力為零，則 代入數(shù)據(jù)，得B0.1T (2)從乙圖可知，小球第一次過最低點(diǎn)時(shí)，軌道與球面之間的彈力為F8.0×102N，根據(jù)牛頓第二定律， 代入數(shù)據(jù)，得v07m/s以上過程，由于洛侖茲力不做功,由動(dòng)能定理可得代入數(shù)據(jù)得: Wf 2.5×103J 答案 （1）0.1T （2）2.5×103J解讀本題涉及到受力分析、牛頓第二定律、圓周運(yùn)動(dòng)的向心力、動(dòng)能定理、Ft圖像、vt圖像、洛倫茲力、帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動(dòng)等知識(shí)點(diǎn)，主要考查推理能力、分析綜合能力和應(yīng)用數(shù)學(xué)處理物理問題的能力，體現(xiàn)了考試大綱中對(duì)“能夠把一個(gè)復(fù)雜問題分解為若干較簡單的問題，找出它們之間的聯(lián)系”和“必要時(shí)能運(yùn)用幾何圖形、函數(shù)圖像進(jìn)行表達(dá)、分析”的能力要求。本題中物體受力較多，分析時(shí)容易丟力，對(duì)兩個(gè)圖像的理解是求解第二問的關(guān)鍵，有些考生不會(huì)從圖像中提取所需數(shù)據(jù)，造成無法下手。【樣題3】如圖93所示，兩水平放置的金屬板間存在一豎直方向的勻強(qiáng)電場和垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，一質(zhì)量為4m ，帶電量為2q的微粒b正好懸浮在板間正中間O點(diǎn)處，另一質(zhì)量為m，帶電量為 +q的微粒a，從p點(diǎn)以水平速度v0(v0未知) （3）若碰撞后a和b分開，分開后b具有大小為0.3v0的水平向右速度，且?guī)щ娏繛椋偃鏞點(diǎn)的左側(cè)空間足夠大，則分開后微粒a的運(yùn)動(dòng)軌跡的最高點(diǎn)與O點(diǎn)的高度差為多大？分析 （1）對(duì)b微粒，沒與a微粒碰撞前只受重力和電場力，則有2qE 4mg 得E 對(duì)a微粒碰前做勻速直線運(yùn)動(dòng)，則有 Bqv0 Eq + mg得v0 （2）碰撞后，a、b結(jié)合為一體，設(shè)其速度為v，由動(dòng)量守恒定律得mv0 5mv得v 碰后的新微粒電量為-q設(shè)Q點(diǎn)與O點(diǎn)高度差為h由動(dòng)能定理： 5mgh-Eqh 5m (0.4v0)2 -5m ()2得 h 0.9 （3）碰撞后，a、b分開，則有 mv0 mva + 4mvb vb0.3 v0，得va-0.2v0a微粒電量為 -q/2，受到的電場力為 E ·F電 mg故a微粒做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，設(shè)半徑為R B |va|R a的最高點(diǎn)與O點(diǎn)的高度差ha 2R 答案 （1）E ，v0 （2）0.9 （3）緣板發(fā)生碰撞，碰撞后小球恰能返回平臺(tái)，而絕緣板向右從C點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)，C、D間的距離為S，設(shè)小球與絕緣板碰撞過程無機(jī)械能損失。求：（1）小球獲得向左的沖量Io的大小。（2）絕緣板從C點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)時(shí)，彈簧具有的彈性勢能EpqEmg qvB m 根據(jù)幾何關(guān)系 rh 根據(jù)動(dòng)量定理 I0mv 由式聯(lián)解得 I0（2）小球與絕緣板碰撞過，以小球和絕緣板為系統(tǒng)，動(dòng)量守恒 mv-mV+MVm 絕緣板從C到D的過程中，根據(jù)功能關(guān)系 EPMgSMVm2 由 式聯(lián)解得 EP -MgS答案 （1） （2）MgS解讀本題涉及到受力分析、動(dòng)量定理、動(dòng)量守恒定律、圓周運(yùn)動(dòng)的向心力、彈性勢能、功能關(guān)系、帶電粒子在勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動(dòng)等知識(shí)點(diǎn)，主要考查推理能力、分析綜合能力和應(yīng)用數(shù)學(xué)處理物理問題的能力，體現(xiàn)了考試大綱中對(duì)“能夠把一個(gè)復(fù)雜問題分解為若干較簡單的問題，找出它們之間的聯(lián)系”和“能夠根據(jù)具體問題列出物理量之間的關(guān)系式，進(jìn)行推導(dǎo)和求解，并根據(jù)結(jié)果得出物理結(jié)論”的能力要求。本題中帶電小球在重力場、電場和磁場的復(fù)合場中運(yùn)動(dòng)，要通過分析題意發(fā)現(xiàn)重力和電場力平衡的特點(diǎn)，才使問題簡化。小球在與絕緣板碰撞的過程中可能有能量損失，因此用動(dòng)量守恒求解。 【xx名師預(yù)測】1在某地上空同時(shí)存在著勻強(qiáng)的電場與磁場，一質(zhì)量為m的帶正電小球，在該區(qū)域內(nèi)會(huì)做直線運(yùn)動(dòng)D選項(xiàng)三個(gè)力不可能為0，因此選項(xiàng)A、B、C正確，D錯(cuò)誤2如圖所示，帶電粒子以速度v0從a點(diǎn)進(jìn)入勻強(qiáng)磁場，運(yùn)動(dòng)中經(jīng)過b點(diǎn)，OaOb，若撤去磁場加一個(gè)與y軸平行的勻強(qiáng)電場，仍以v0從a點(diǎn)進(jìn)入電場，粒子仍能通過b點(diǎn)，那動(dòng)，豎直沿y軸負(fù)方向做勻加速運(yùn)動(dòng)，即d××2，得到E，所以2v0，選項(xiàng)C正確3在磁場中的同一位置，先后引入長度相等的直導(dǎo)線a和b，a、b導(dǎo)線的方向均與磁場方向垂直，但兩導(dǎo)線中的電流不同，因此所受的力也不一樣下列幾幅圖象表現(xiàn)的是導(dǎo)線所受的安培力F與通過導(dǎo)線的電流I的關(guān)系a、b各自有一組F、I的數(shù)據(jù)，在圖象中各好比原來旋轉(zhuǎn)180°，由此可以斷定，這根電纜中電流的方向?yàn)?)A可能是向北B可能是豎直向下C可能是向南 D可能是豎直向上答案D解析在地磁場作用下，小磁針靜止時(shí)N指向北方，現(xiàn)改變?yōu)镹極指向南方，故應(yīng)有豎直向上的通電電流，即選D.5如圖所示，兩個(gè)完全相同的線圈套在一水平光滑絕緣圓柱上，但能自由移動(dòng)，若兩圈間相互作用力必大小相等，所以選C項(xiàng)6如圖是某粒子速度選擇器的示意圖在一半徑為R10cm的圓柱形桶內(nèi)有B104T的勻強(qiáng)磁場，方向平行于軸線，在圓柱桶某一直徑的兩端開有小孔，作為入射孔和出射孔粒子束以不同角度入射，最后有不同速度的粒子束射出現(xiàn)有一粒子源發(fā)射比荷為2×1011C/kg的陽離子，粒子束中速度分布連續(xù)當(dāng)角45°時(shí)，出射粒子速度v的大小是()A.×106m/s B2×106m/sC2×108m/s D4×106m/s答案B解析由題意，粒子從入射孔以45°角射入勻強(qiáng)磁場，粒子在勻強(qiáng)磁場中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)能夠從出射孔射出的粒子剛好在磁場中運(yùn)動(dòng)周期，由幾何關(guān)系知rR，又r，v2×106m/s.7如圖所示，長為L的水平極板間有垂直于紙面向內(nèi)的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，板間距離也為L，板不帶電現(xiàn)有質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電粒子(不計(jì)重力)，從左邊極板間中點(diǎn)處垂直磁感線以速度v水平射入磁場，欲使粒子不打在極板上，可采用的辦法是 ()A使粒子的速度v<B使粒子的速度v>C使粒子的速度v>D使粒子的速度<v<答案AB解析由左手定則判得粒子在磁場中間向上偏，做勻速圓周運(yùn)動(dòng)很明顯，圓周運(yùn)動(dòng)的半徑大于某值r1時(shí)粒子可以從極板右邊穿出，而半徑小于某值r2時(shí)粒子可從極板的左邊穿出現(xiàn)在問題歸結(jié)為求粒子能從右邊穿出時(shí)r的最小值r1以及粒子從左邊穿出時(shí)r的最大值r2.在圖中由幾何知識(shí)得，粒子擦著板從右邊穿出時(shí)，圓心在O點(diǎn)，有rL2(r1)2，得r1.由于r1，得v1，所以v>時(shí)粒子能從右邊穿出粒子擦著上板從左邊穿出時(shí)，圓心在O點(diǎn)，有r2，由r2，得v2，所以v<時(shí)粒子能從左邊穿出8擺線是數(shù)學(xué)中眾多迷人曲線之一，它是這樣定義的：一個(gè)圓沿一直線無滑動(dòng)地滾動(dòng)，則圓上一固定點(diǎn)所經(jīng)過的軌跡稱為擺線在豎直平面內(nèi)有xOy坐標(biāo)系，空間存在垂直xOy平面向里的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，一質(zhì)量為m，電荷量為q的小球從坐標(biāo)原點(diǎn)由靜止釋放，小球的軌跡就是擺線小球在O點(diǎn)速度為0時(shí)，可以分解為一水平向右的速度v0和一水平向左的速度v0兩個(gè)分速度，如果v0取適當(dāng)?shù)闹?，就可以把擺線分解成以v0的速度向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)和從O點(diǎn)向左速度為v0的勻速圓周運(yùn)動(dòng)兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)設(shè)重力加速度為g，下列式子正確的是()A速度v0所取的適當(dāng)值應(yīng)為B經(jīng)過t第一次到達(dá)擺線最低點(diǎn)C最低點(diǎn)的y軸坐標(biāo)為yD最低點(diǎn)的y軸坐標(biāo)為y答案ABC解析以勻速直線運(yùn)動(dòng)分析，應(yīng)有mgqv0B，則速度v0所取的適當(dāng)值應(yīng)為v0，選項(xiàng)A正確；以勻速圓周運(yùn)動(dòng)分析，經(jīng)過周期到達(dá)最低點(diǎn)，則t，經(jīng)過t第一次到達(dá)擺線最低點(diǎn)，選項(xiàng)B正確；最低點(diǎn)的y軸坐標(biāo)為y2R，選項(xiàng)C正確；選項(xiàng)D錯(cuò)誤存在的一定是磁場D若只改變粒子的速度大小，發(fā)現(xiàn)粒子再回到MN所用的時(shí)間不變，則該空間存在的一定是磁場答案AD解析洛倫茲力對(duì)帶電粒子不做功，不能使粒子速度增大，電場力可使帶電粒子做功，動(dòng)能增大，故A項(xiàng)正確若帶電粒子以與電場線平行的速度v0射入，粒子返回速率不變，故B、C項(xiàng)錯(cuò)由T知，粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間與速率無關(guān)，故D項(xiàng)正確10一帶電粒子以初速度v0沿垂直于電場線和磁感線的方向，先后穿過寬度相同且緊鄰在一起的有明顯邊界的勻強(qiáng)電場(場強(qiáng)為E)和勻強(qiáng)磁場(磁感應(yīng)強(qiáng)度為B)，如圖甲所示電場和磁場對(duì)粒子做功為W1，粒子穿出磁場時(shí)的速度為v1；若把電場和磁場正交疊加，如圖乙所示，該粒子仍以初速度v0穿過疊加場區(qū)，電場和磁場對(duì)粒子做功為W2，粒子穿出場區(qū)大，電場力做功較多，出射速度較大，A對(duì)11如圖甲所示為一個(gè)質(zhì)量為m、帶電荷量為q的圓環(huán)，可在水平放置的足夠長的粗糙細(xì)桿上滑動(dòng)，細(xì)桿處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中現(xiàn)給圓環(huán)向右的初速度v0，在以的彈力及向左的摩擦力，當(dāng)洛倫茲力初始時(shí)刻小于重力時(shí)，彈力方向豎直向上，圓環(huán)向右減速運(yùn)動(dòng)，隨著速度減小，洛倫茲力減小，彈力越來越大，摩擦力越來越大，故做加速度增大的減速運(yùn)動(dòng)，直到速度為零而處于靜止?fàn)顟B(tài)，選項(xiàng)中沒有對(duì)應(yīng)圖象；當(dāng)洛倫茲力初始時(shí)刻等于重力時(shí)，彈力為零，摩擦力為零，故圓環(huán)做勻速直線運(yùn)動(dòng)，A正確；當(dāng)洛倫茲力初始時(shí)刻大于重力時(shí)，彈力方向豎直向下，圓環(huán)做減速運(yùn)動(dòng)，速度減小，洛倫茲力減小，彈力減小，當(dāng)彈力減小到零的過程中，摩擦力逐漸減小到零，做加速度逐漸減小的減速運(yùn)動(dòng)，摩擦力為零時(shí)，開始做勻速直線運(yùn)動(dòng)，D正確12如圖所示，PQ和MN為水平平行放置的金屬導(dǎo)軌，相距L1m.PM間接有一個(gè)電動(dòng)勢為E6V，內(nèi)阻r1的電源和一只滑動(dòng)變阻器導(dǎo)體棒ab跨放在導(dǎo)軌上，棒的質(zhì)量為m0.2kg，棒的中點(diǎn)用細(xì)繩經(jīng)定滑輪與物體相連，物體的質(zhì)量M0.3kg.棒與導(dǎo)軌的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5，勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B2T，方向豎直向下，求為使物體保持靜止，滑 導(dǎo)體棒將要向左滑動(dòng)時(shí)BImaxLFfF拉，Imax2A由閉合電路歐姆定律Imax得Rmax2導(dǎo)體棒將要向右滑動(dòng)時(shí)FfBIminLF拉，Imin1A由閉合電路歐姆定律Imin得Rmax5滑動(dòng)變阻器連入電路的阻值為2R5.13如圖所示是一種電磁泵，泵體是一個(gè)長方體，端面是一個(gè)邊長為的正方形，ab長為l，上下兩面接在電源上，電壓為U(內(nèi)阻不計(jì))磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的磁場指向cdfe面，液體電阻率為，密度為D(液體原來不導(dǎo)電，在泵頭通入導(dǎo)電劑后才導(dǎo)電)求：(1)最大抽液高度；(2)每秒鐘抽液的質(zhì)量答案(1)UlB/(Dg)(2)解析(1)泵體內(nèi)液體的電阻為R.通過泵體的電流為I.安培力FBI，安培力產(chǎn)生的壓強(qiáng)p.對(duì)液體來說，pDgh，則有Dgh.所以hUlB/(Dg)(2)在阻力不計(jì)的情況下，有mght，所以.14如圖所示，在空間中固定放置一絕緣材料制成的邊長為L的剛性等邊三角形框架DEF，DE邊上S點(diǎn)處有一發(fā)射帶正電的粒子源，發(fā)射粒子的方向皆在圖中截面內(nèi)且垂直于DE邊向下發(fā)射的電荷量皆為q，質(zhì)量皆為m，但速度v有各種不同的值整個(gè)空間充滿磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直截面向里的均勻磁場設(shè)粒子與DEF邊框碰撞時(shí)沒有能量損失和電荷量傳遞求：(1)帶電粒子速度的大小為v時(shí)，做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑；(2)帶電粒子速度v的大小滿足什么條件時(shí)，可使S點(diǎn)發(fā)出的粒子最終又垂直于DE邊回到S點(diǎn)？(3)這些粒子中，回到S點(diǎn)所用的最短時(shí)間是多少？答案(1)(2)(n0,1,2,3，)(3)T將式代入，得T可見在B及給定時(shí)T與v無關(guān)粒子從S點(diǎn)出發(fā)最后回到S點(diǎn)的過程中，與DEF的邊碰撞次數(shù)越少，所經(jīng)歷的時(shí)間就越短，所以應(yīng)取n1，由圖可看出該粒子的軌跡包括3個(gè)半圓和3個(gè)圓心角為300°的圓弧，故最短時(shí)間為t3×3×4T15如圖所示，在空間有一坐標(biāo)系xOy，其第一象限內(nèi)充滿著兩個(gè)勻強(qiáng)磁場區(qū)域和，直線OP是它們的邊界區(qū)域中的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向垂直于紙面向外；區(qū)域中的磁感應(yīng)強(qiáng)度為2B，方向垂直于紙面向內(nèi)，邊界上的P點(diǎn)坐標(biāo)為(4L,3L)一質(zhì)量為m、電荷量中運(yùn)動(dòng)的軌道半徑和周期，則有qvBm，qv·2B，T1，T2.粒子先在磁場區(qū)中做順時(shí)針的圓周運(yùn)動(dòng)，后在磁場區(qū)中做逆時(shí)針的圓周運(yùn)動(dòng)，然后從O點(diǎn)射出，這樣粒子從P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)所用的時(shí)間最短粒子運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示tan0.75，得37°，90°.粒子在磁場區(qū)和區(qū)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間分別為t1·T1，t2·T2，粒子從P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)的時(shí)間至少為tt1t2，由以上各式解得t.(2)當(dāng)粒子的速度大小滿足一定條件時(shí)，粒子先在磁場區(qū)中運(yùn)動(dòng)，后在磁場區(qū)中運(yùn)動(dòng)，然后又重復(fù)前面的運(yùn)動(dòng)，直到經(jīng)過原點(diǎn)O.這樣粒子經(jīng)過n個(gè)周期性的運(yùn)動(dòng)到達(dá)O點(diǎn)，每個(gè)周期的運(yùn)動(dòng)情況相同，粒子在一個(gè)周期內(nèi)的位移為s(n1,2,3，)16如圖甲所示，豎直面MN的左側(cè)空間存在豎直向上的勻強(qiáng)電場(上、下及左側(cè)無邊界)一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為q的可視為質(zhì)點(diǎn)的帶正電的小球，以大小為v0的速度垂直于豎直面MN向右做直線運(yùn)動(dòng)小球在t0時(shí)刻通過電場中的P點(diǎn)，為使小球能在以后的運(yùn)動(dòng)中豎直向下通過D點(diǎn)(P、D間距為L，且它們的連線垂直于豎直平面MN，D到豎直面MN的距離DQ等于L/)，經(jīng)過研究，可以在電場所在的空間疊加如圖乙所示的隨時(shí)間周期性變化的、垂直于紙面向里的磁場(g10m/s2)，求：(1)場強(qiáng)E的大??；(2)如果磁感應(yīng)強(qiáng)度B0為已知量，試推出滿足條件t1的表達(dá)式；(3)進(jìn)一步的研究表明，豎直向下的通過D點(diǎn)的小球?qū)⒆鲋芷谛赃\(yùn)動(dòng)則當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)的周期最大時(shí)，求出磁感應(yīng)強(qiáng)度B0及運(yùn)動(dòng)的最大周期T的大小，并在圖中定性地畫出小球運(yùn)期為T0，半徑為R0.豎直向下通過D點(diǎn)，則t03T0/4， B0qv0mPFPDR即v0t1LR， 將代入式解得t1.(3)小球運(yùn)動(dòng)的速率始終不變，當(dāng)R變大時(shí)，T0也增加，小球在電場中的運(yùn)動(dòng)周期T也增加在小球不飛出電場的情況下，當(dāng)T0最大時(shí)，有：DQ2R，即， T0， 結(jié)合式是B0，T0.結(jié)合軌跡圖可知，小球在電場中運(yùn)動(dòng)的最大周期T4×(t0)結(jié)合上式解得T.所以小球在電場中運(yùn)動(dòng)一個(gè)周期的軌跡如圖乙所示17如圖甲所示，水平地面上有一輛固定有豎直光滑絕緣管的小車，管的底部有一質(zhì)量m0.2g、電荷量q8×105C的小球，小球的直徑比管的內(nèi)徑略小在管口所在水平面MN的下方存在著垂直紙面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度B115T的勻強(qiáng)磁場，MN面的上方還存在著豎直向上、場強(qiáng)E25V/m的勻強(qiáng)電場和垂直紙面向外、磁感應(yīng)強(qiáng)度B25T的勻強(qiáng)磁場現(xiàn)讓小車始終保持v2m/s的速度勻速向右運(yùn)動(dòng)，以帶電小球剛經(jīng)過場的邊界PQ為計(jì)時(shí)的起點(diǎn)，測得小球?qū)軅?cè)壁的彈力FN隨高度h變化的關(guān)系如圖乙所示g取10m/s2，不計(jì)空氣阻力， (2)絕緣管的長度L；(3)小球離開管后再次經(jīng)過水平面MN時(shí)距管口的距離x.答案(1)2m/s2(2)1m(3)m解析(1)以小球?yàn)檠芯繉?duì)象，豎直方向小球受重力和恒定的洛倫茲力f1，故小球在管中豎直方向做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，加速度設(shè)為a，設(shè)a2m/s2.(2)當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)到管口時(shí)，F(xiàn)N2.4×103N，設(shè)v1為小球豎直分速度，由FNqv1B1，則v12m/s，由v2aL得L1m.(3)小球離開管口進(jìn)入復(fù)合場，其中qE2×103N，mg2×103N.從小球離開管口開始計(jì)時(shí)，到再次經(jīng)過MN所通過的水平距離x1R2m.對(duì)應(yīng)時(shí)間tTs.小車運(yùn)動(dòng)距離為x2，x2vtm.此時(shí)，小球距離管口的距離是xx1x2m.