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全国2卷十年高考物理试题分类解析:磁场
2018年全国2卷第20题
20.如图,纸面内有两条互相垂直的长直绝缘导线L1、L2,L1中的电流方向向左,L2中的电流方向向上;L1的正上方有a、b两点,它们相对于L2对称。整个系统处于匀强外磁场中,外磁场的磁感应强度大小为B0,方向垂直于纸面向外。已知a、b两点的磁感应强度大小分别为
和
,方向也垂直于纸面向外。则
A.流经L1的电流在b点产生的磁感应强度大小为
B.流经L1的电流在a点产生的磁感应强度大小为
C.流经L2的电流在b点产生的磁感应强度大小为
D.流经L2的电流在a点产生的磁感应强度大小为
【解析】设流经L1的电流在a点产生的磁感应强度大小为
,流经L2电流在a点产生的磁感应强度大小为
,已知a点的磁感应强度大小为
,根据磁感应强度的叠加原理,考虑磁感应强度的方向,有
同理,b点的磁感应强度大小为
,有
因为
(因距离相等),
,解得
,
【答案】20.AC
全国2卷25.(20分)
一足够长的条状区域内存在匀强电场和匀强磁场,其在平面内的截面如图所示:中间是磁场区域,其边界与y轴垂直,宽度为l,磁感应强度的大小为B,方向垂直于平面;磁场的上、下两侧为电场区域,宽度均为,电场强度的大小均为E,方向均沿x轴正方向;M、N为条形区域边界上的两点,它们的连线与y轴平行。一带正电的粒子以某一速度从M点沿y轴正方向射入电场,经过一段时间后恰好以从M点入射的速度从N点沿y轴正方向射出。不计重力。
(1)定性画出该粒子在电磁场中运动的轨迹;
(2)求该粒子从M点射入时速度的大小;
(3)若该粒子进入磁场时的速度方向恰好与x轴正方向的夹角为,求该粒子的比荷及其从M点运动到N点的时间。
【解答】25.(20分)
解:(1)粒子运动的轨迹如图(a)所示。(粒子在电场中的轨迹为抛物线,在磁场中为圆弧,上下对称)
(2)粒子从电场下边界入射后在电场中做类平抛运动。设粒子从M点射入时速度的大小为v0,在下侧电场中运动的时间为t,加速度的大小为a;粒子进入磁场的速度大小为v,方向与电场方向的夹角为
(见图(b)),速度沿电场方向的分量为v1,根据牛顿第二定律有
qE=ma ①
式中q和m分别为粒子的电荷量和质量,由运动学公式有v1=a