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高三物理第一学期期末考试第21题详解（压轴题）

2013年01月23日，分类：高中物理研究；标签归档: 电场, 电磁学, 磁场, 高中物理学习

引言

高三物理第一学期期末考试是非常重要的一次考试，这次考试可以说是高考一模考试的热身，区里会进行排名，从排名中，大家也能大致看到自己半年来的复习情况到底如何。

当然，这个“如何”是相对的，你尽了八分力，但是别人却尽力九分力，你自然不如他人。要客观对待自己的成绩，并要透过这次成绩来针对性进行调整，做好接下来的备考工作。

解析

下面，与王尚一起来把高三物理第一学期期末考试第21题分析下。

这道题考点就是我们近期复习的地方——电磁学。既有电场，又有磁场的出现，难点之一便是E是变化的，而且并不是随着t变化，而是随着x；这是一道非常典型的带电粒子在复合场中运动的问题。

第二问中，解题需要运用到严密的数学（几何）知识，圆与三角形求解。把数学知识运用到物理中，本身就是有难度的，是很多中等生的软肋。这一点需要大家深思，并非把这个题搞明白就行了，而是要搞明白如何把数学知识具体应用到物理题的求解中来，关键还要快，因为你做压轴题的时候，本身时间就很少了，没有过多的思考时间。

第三问，比较综合，需要用到好多知识，如果你这张试卷不及格，这道题就别研究了。

对于成绩比较好的学生，我建议对比看一下王尚文章：2012年高考物理西城一模第24题的解析。

两者考题方式非常相似，在考前我就提醒大家多去分析下一二模的卷子，看来大家听到耳朵里的不多。

原题及答案

高三物理第一学期期末考试第21题详解

如图1所示，在x轴上0到d范围内存在电场（图中未画出），x轴上各点的电场沿着x轴正方向，并且电场强度大小E随x的分布如图2所示；在x轴上d到2d范围内存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B。一质量为m，电量为的粒子沿x轴正方向以某一初速度从O点进入电场，最终粒子恰从坐标为（2d，）的P点离开磁场。不计粒子重力。

（1）求在x=0.5d处，粒子的加速度大小a；

（2）求粒子在磁场中运动时间t；

（3）类比是一种常用的研究方法。对于直线运动，教科书中讲解了由v-t图像求位移的方法。请你借鉴此方法，并结合其他物理知识，求电场对粒子的冲量I
21．（13分）解：

（1）由图像，x=0.5d处，电场强度为E=0.5E₀，由牛顿第二定律得：

【2分】

解得：
【1分】

高三物理第一学期期末考试第21题详解

（2）在磁场中运动轨迹如图，设半径为R，由几何关系

解得：R=【1分】

设圆弧所对圆心为α，满足：高三物理第一学期期末考试第21题详解

解得：
【1分】

粒子在磁场中做圆周运动，设在磁场中运动的周期为T，粒子在磁场的

运动速率为v，

圆运动半径为 R，有：

【1分】

粒子运动的周期
【1分】

所以，粒子在磁场中运动时间
【1分】

（3）粒子在磁场中做圆周运动，由牛顿第二定律得：

，又粒子做圆周运动的半径R=

解得粒子在磁场中的运动速度
【1分】

由图像可知，电场中电场力对粒子做功W=
【1分】

设粒子进入电场时的初速度为v₀

根据动能定理：
【1分】

解得：高三物理第一学期期末考试第21题
【1分】

根据动量定理：高三物理第一学期期末考试第21题
【1分】

本文《高三物理第一学期期末考试第21题详解（压轴题）》作者王尚，转载必须注明原作者。

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文章发布于2013年01月23日。文章标签: 电场, 电磁学, 磁场, 高中物理学习
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