2021届高考物理三轮冲刺专练：电磁学计算题（解析版）

电磁学计算题【原卷】 1．如图所示，在等腰直角三角形区域内有垂直纸面向里的磁场，，在长为宽为d的矩形区域内有垂直纸面向外的磁场，两个磁场的磁感应强度大小均为B。在A处有一放射源，沿不同方向不断向磁场中放出质量为m、电荷量为q的带正电粒子，粒子的速度大小都相同，沿方向入射的粒子第一次经过边时，恰好过的中点，重力忽略不计。试求：（角度可用反三角函数表示，若，则） (1)带电粒子运动的速度； (2)从边上出射的、未进入矩形磁场区域的粒子运动的最长时间； (3)沿方向入射的粒子离开磁场的可能位置。 2．如图所示，在xOy坐标系的的区域内分布着沿y轴正方向的匀强电场，在的区域内分布着垂直于xOy平面向里的匀强磁场，MN为电场和磁场的交界面，ab为磁场的上边界。现从原点O处沿x轴正方向发射出速率为v0、比荷（电荷量与质量之比）为k的带正电粒子，粒子运动轨迹恰与ab相切并返回电场。已知电场强度，不计粒子重力和粒子间的相互作用。试求： (1)粒子第一次穿过MN时的速度； (2)磁场的磁感应强度B的大小； (3)粒子在磁场中运动的时间；若增大磁感应强度B，试判断粒子在磁场中运动的时间如何变化。 3．如图所示，一个质量为m、电荷量为＋q的微粒，在A点（0，3）以初速度v0=120 m/s平行x轴射入电场区域，然后从电场区域进入磁场，又从磁场进入电场，并且先后只通过x轴上的P点（6，0）和Q点（8，0）各一次。已知该微粒的比荷为=102 C/kg，微粒重力不计，求： (1)微粒从A到P所经历的时间和加速度的大小； (2)微粒到达P点时速度方向与x轴正方向的夹角，并画出带电微粒在电磁场中由A至Q的运动轨迹； (3)电场强度E和磁感应强度B的大小。 4．如图所示，平行金属导轨MGN－OHP由水平和倾斜两部分组成，其中倾斜段与水平方向的夹角为，导轨右端接一电源，电动势为E、内阻为r，整个装置处于竖直向上的匀强磁场中（磁感应强度B未知），现将4个完全相同的金属棒（编号分别为“1”、“2”、“3”、“4”）分别置于导轨的倾斜、水平部分，发现水平导轨上编号为“4”的金属棒恰好不发生滑动，倾斜导轨上其余的3根金属棒均恰好与导轨间无摩擦力作用。已知：所有金属棒质量均为m，电阻均为r，其长度略大于导轨间距，与导轨间处处摩擦因数相同且接触良好，不考虑金属棒间的相互作用力，金属导轨电阻不计，重力加速度大小为g