2022年天津市高考物理模拟试题汇编：电磁场解答题

2022年天津高考模拟物理电磁场解答题汇编 1.（2022耀华模拟）如图所示的区域中，左边为垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，右边是一个电场强度大小未知的匀强电场，其方向平行于OC向上且垂直于磁场方向。在P点有一个放射源，在纸平面内向各个方向放射出质量为m、电荷量为-q速度大小相等的带电粒子。有一初速度方向与边界线的夹角的粒子（如图所示），恰好从O点正上方的小孔C垂直于OC射入匀强电场，最后打在Q点。已知，，不计粒子的重力，求： （1）该粒子的初速度的大小； （2）电场强度E的大小； （3）从P点到Q点总的运动时间； 2.（2022耀华一模）质谱仪是一种分离和检测同位素重要工具，其结构原理如图所示。区域Ⅰ为粒子加速器，加速电压为（未知）；区域Ⅱ为速度选择器，磁感应强度大小为，方向垂直纸面向里，电场方向水平向左，板间电压为，板间距离为d；区域Ⅲ为偏转分离器，磁感应强度大小为，方向垂直纸面向里。让氢的两种同位素氕核和氘核，从同一位置A由静止出发进入区域Ⅰ，设氕核的质量为，若氕核恰好沿图中虚线经区域Ⅱ从边界线上的点射入区域Ⅲ，击中位于边界线的照相底片的点。忽略空气阻力、粒子重力及粒子间相互作用力。 （1）求氕核进入区域Ⅱ的速度的大小； （2）现将区域Ⅰ和Ⅱ的电压分别进行调节，使氘核经区域Ⅱ同样沿直线从点射入区域Ⅲ，也恰好击中位于边界线的照相底片的点，求区域Ⅰ和Ⅱ前后两次电压和的比值； （3）如果保持区域Ⅰ和区域Ⅱ的板间电压（未知）、不变，氘核可以从区域Ⅱ飞出，请简要分析说明氘核是从点左侧还是右侧通过边界线？测得氘核通过边界时离点的距离为，求氘核离开区域Ⅱ时垂直于照相底片边界线的速度竖直分量。 3.（2022耀华二模）如图，xOy平面内存在着沿y轴正方向的匀强电场。一个质量为m，带电荷量为 + q的粒子从坐标原点O以速度v0沿x轴正方向开始运动。当它经过图中虚线上的点时，撤去电场，粒子继续运动一段时间后进入一个矩形匀强磁场区域（图中未画出），又从虚线上的某一位置N处y轴负方向运动并再次经过M点。已知磁场方向垂直xOy平面（纸面）向里，磁感应强度大小为B，不计粒子的重力。试求： （1）电场强度的大小； （2）N点到x轴距离； （3）矩形磁场的最小面积。 4.（2022新华中学统练）如图所示，真空中有一回旋加速器，其两金属D形盒的半径为1.5R，左盒接出一个水平向右的管道，管道右边紧连一垂直纸面向里、磁感应强度为B2、半径为R的圆形匀强磁场，距离磁场右边界0.2R处有一长度为的荧光屏。两盒间距较小，加入一交流加速电压；垂直于两盒向上加入一磁感应强度B1的匀强磁场。现在盒的中心处由静止释放一比荷为的电子，经过时间t电子便进入水平向右的管道。已知电子在电场中的加速次数与回旋半周的次数相同，加速电子时电压的大小可视为不变。则： （1）进入圆形磁场的电子获得的速度为多大？ （2）此加速器的加速电压U为多大？ （3）如果电子不能打出荧光屏之外，那么B1必须符合什么条件？ 5.（2022西青模拟）如图所示，一个质量为，电量为的带正电的粒子（不计重力），从静止开始经电压加速后，沿水平方向进入一宽度为的区域中，当在该区域内同时施加垂直于纸面向里的匀强磁场和竖直向下的匀强电场时，粒子恰好沿水平方向做直线运动，从点射出该区域的右边界；若去掉电场只保留磁场，该粒子仍从静止经电压加速后沿水平方向进入这一区域，恰好从点射出该区域的右边界，且。求： （1）磁场的磁感应强度的大小； （2）如果去掉磁场只保留电场，该粒子仍从静止经电压加速后沿水平方向进入这一区域，粒子在该区域右边界的射出点离点的距离为多少？ 6.（2022天津重点中学模拟）如图甲所示，边界为L1、L2，宽度为d的竖直狭长区域内，存在垂直纸面向里的匀强磁场和竖直方向的电场。电场的电场强度作周期性变化的规律如乙图所示，E>0表示电场方向竖直向上。t=0时，一带正电、质量为m的微粒从左边界L1上的N1点以水平速度v射入该区域，沿直线运动到Q点后，做一次完整的圆周运动，再沿直线运动到右边界L2上的N2点。Q为线段N1N2的中点，重力加速度为g，上述d、m、v、g和图像中的E0为已知量。 （1）求微粒所带电荷量q和磁感应强度B的大小； （2）求电场变化的周期T； （3）改变宽度d，使微粒仍能按上述运动过程通过相应宽度的区域，求T的最小值。 7.（2022实验中学三模）如图所示，高h=0.8m绝缘水平桌面上方的区域Ⅰ中存在匀强电场，场强E的方向与区域的某一边界平行，区域Ⅱ中存在垂直于纸面的匀强磁场B。现有一质量m=0.01kg，带电荷量q=+10-5C的小球从A点以v0=4m/s的初速度水平向右运动，匀速通过区域Ⅱ后落在水平地面上的B点，已知小球与水平桌面间的动摩擦因数，L=1m，h=0.8m，