2024年高考物理电磁学综合（一）专项训练（拔高卷）

2024年高考物理电磁学综合（一）专项训练（拔高卷） 1．如图所示，是某种除尘装置的示意图，MM和PQ是正对的两平行板，平行板长度为L，板间距离，两板之间存在竖直方向的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场.左侧大量分布均匀的质量为m、电荷量为q的小颗粒，以相同的水平速度射入两极板之间，小颗粒刚好做匀速圆周运动，被收集到PQ板上，其中从距离PQ板位置射入的小颗粒恰好落到PQ板上距离Q点的位置上.已知重力加速度为g，磁感应强度为B0. （1）求电场强度E； （2）求小颗粒射入两板间的水平速度v0的大小； （3）若改变磁感应强度的大小，该装置除尘率可以达到100%，求磁感应强度的取值范围 2．利用电场或磁场都可以实现对带电粒子的控制。如图所示，电子由静止开始，从板到板经电场加速后获得速度，并从点以此速度垂直于磁场左边界射入匀强磁场，电子穿出磁场时速度方向和原来入射方向的夹角为。已知电子质量为，带电量为，磁场宽度为。求： （1）. 、板间的电压； （2）匀强磁场的磁感应强度； （3）电子在磁场中运动的时间。 3． 利用磁场实现离子偏转是科学仪器中广泛应用的技术。如图所示，在平面内存在有区域足够大的方向垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为。位于坐标原点处的离子源能在平面内持续发射质量为、电荷量为的负离子，其速度方向与轴夹角的最大值为，且各个方向速度大小随变化的关系为，式中为未知定值。且的离子恰好通过坐标为（，）的点。不计离子的重力及离子间的相互作用，并忽略磁场的边界效应。 （1）求关系式中的值； （2）离子通过界面时坐标的范围； （3）为回收离子，今在界面右侧加一定宽度且平行于轴的匀强电场，如图所示，电场强度。为使所有离子都不能穿越电场区域且重回界面，求所加电场的宽度至少为多大？ 4． 有一磁场区域，左边圆内与中间ABCD矩形区域分布如图所示的磁场，磁感应强度大小分别为B0和2B0，方向垂直纸面向里，其中圆半径为R，圆心在B点，AD＝2R，MN为与AD共线的绝缘弹性挡板，粒子与挡板发生弹性碰撞(不计碰撞时间)，且碰撞前后水平方向速度大小不变。现有宽度为R均匀分布的带电粒子群以相同的初速度向右射入磁场区域，粒子电荷量为q (q＞0)，质量为m，不计重力及粒子间相互作用，所有粒子经圆内部磁场偏转后均汇聚于A点，并在A点发生弹性碰撞后进入矩形区域。 （1）求带电粒子初速度的大小； （2）某个粒子与挡板碰撞四次(不包括D点碰撞)后恰好到达D点，求该粒子在两个磁场区域运动的总路程s； （3）求粒子在矩形磁场区域中运动的时间范围。 5．如图所示，坐标系xOy平面内，第一、二象限内有与y轴平行的匀强电场（图中未画出），第三、四象限内有垂直于xOy平面向内的匀强磁场，从第一象限的点P（20cm，5cm）沿x轴负方向以大小为v0＝100m/s的速度抛出一质量m＝1×10﹣6kg、电荷量q＝0.5C的带负电粒子，粒子从x轴的点A（10cm，0）进入第四象限，在第四象限中运动一段时间后又恰好从坐标原点进入第二象限．不计粒子重力和空气阻力．求： （1）第一、二象限中电场的电场强度大小E和方向． （2）第三、四象限中磁场的磁感应强度大小B． （3）t＝5.5×10﹣3s时粒子的位置坐标．（取π＝3） 6．如图甲所示，直角坐标系xOy的第一象限内存在沿y轴负方向的匀强电场，电场强度大小为E，在第四象限内有一半径为R的圆形有界匀强磁场，磁场方向垂直纸面向外，磁场的边界刚好与x轴相切于A点，A点的坐标为，一个质量为m、电荷量为q的带正电粒子在A点正上方的P点由静止释放，粒子经电场加速后从A点进入磁场，经磁场偏转射出磁场后刚好经过坐标原点O，匀强磁场的磁感应强度大小为B，不计粒子的重力，求： （1）P点的坐标； （2）若在第三、四象限内、圆形区域外加上垂直纸面向里的匀强磁场，磁场的磁感应强度大小也为B，如图乙所示，粒子释放的位置改为A点正上方点处，点的坐标为，让粒子在点处由静止释放，粒子经电场加速后从A点进入磁场，在磁场中偏转后第一次出磁场时，交x轴于C点，则AC间的距离为多少；粒子从点到C点运动的时间为多少. 7． 一带负电的微粒放在光滑绝缘水平面上，俯视如图，第一象限内存在沿y轴正方向的匀强电场，在另外三个象限充满大小相同、方向垂直水平面向下的匀强磁场。微粒从x轴上的P点以一定初速度进入第二象限，OP间距离初速度与x轴负方向的夹角α=37°，之后恰能垂直于y轴进入第一象限，再经一段时间从第一象限进入第四象限，此时速度与x轴正方向的夹角恰好也为。已知微粒的比荷电场强度，求： （1）微粒第一次在第一象限内的运动时间； （2）微粒的初速度v₀和在第二象限内运动的时间； （3）若x轴上有一点Q（10，0），微粒经过x轴时，距离Q点的最小距离是多大？ 8．如图所示，第一象