2020高考物理二轮复习规范答题与满分指导4电磁学综合问题限时检测含解析

2020高考物理二轮复习规范答题与满分指导4电磁学综合问题限时检测含解析

电磁学综合问题 ‎　(16分)如图4－3－16甲所示，水平直线MN下方有竖直向上的匀强电场，场强E＝×104 N/C。现将一重力不计、比荷＝106 C/kg的正电荷从电场中的O点由静止释放，经过t0＝1×10－5 s后，通过MN上的P点进入其上方的匀强磁场。磁场方向垂直于纸面向外，以电荷第一次通过MN时开始计时，磁感应强度按图乙所示规律周期性变化。‎ 图4－3－16‎ ‎(1)求电荷进入磁场时的速度大小。‎ ‎(2)求图乙中t＝2×10－5 s时刻电荷与P点的距离。‎ ‎(3)如果在P点右方d＝100 cm处有一垂直于MN的足够大的挡板，求电荷从O点出发运动到挡板所需的时间。‎ ‎[审题指导]‎ ‎1．通读题干，挖掘信息 ‎(1)电荷在电场中做初速度为零的匀加速直线运动，匀加速直线运动的时间为1×10－5 s。‎ ‎(2)磁场周期性变化，电荷运动半径发生变化。‎ ‎2．构建情景，还原模型 ‎(1)电荷在电场中的运动为匀加速直线运动。‎ ‎(2)根据电荷运动周期和磁场变化周期的关系，画出电荷的运动示意图。‎ 规范解答 答题规则与技巧 2‎ ‎(1)电荷在电场中做匀加速直线运动，则：Eq＝ma①(2分)‎ v0＝at0②(2分)‎ 代入数据解得v0＝π×104 m/s③(1分)‎ ‎(2)当B1＝ T时，电荷运动的半径：r1＝＝0.2 m④(1分)‎ 周期T1＝＝4×10－5 s⑤(1分)‎ 当B2＝ T时，电荷运动的半径：r2＝＝0.1 m⑥(1分)‎ 周期T2＝＝2×10－5 s⑦(1分)‎ 故电荷从t＝0时刻开始做周期性运动，其运动轨迹见审题分析图。‎ 电荷先沿大圆轨迹运动四分之一个周期再沿小圆轨迹运动半个周期；t＝2×10－5 s时刻与P点的水平距离为r1＝0.2 m⑧(2分)‎ ‎(3)电荷从P点开始，其运动的周期为T＝＋T2＋2t0＝6×10－5 s，根据电荷的运动情况可知，电荷每一个周期向右沿PN运动的距离为0.4 m，故电荷到达挡板前运动的完整周期数为2个，然后再运动，以90°角撞击到挡板上。(2分)‎ 故电荷从O点出发运动到挡板所需的总时间：‎ t总＝t0＋2T＋T1⑨(2分)‎ 解得t总＝1.4×10－4 s⑩(1分)‎ ‎[答案]　(1)π×104 m/s　(2)0.2 m　(3)1.4×10－4 s ‎1.第(1)问5分。学生若将①②合并为一式，即v＝t，同样给分；计算结果写成3.14×104 m/s，同样给分。若将②③写成连等形式且计算结果错误，扣3分。‎ ‎(1)物理公式的书写要有依据，即根据某定理、某定律、公式书写要规范，尽量不要用综合性较强的表达式。‎ ‎(2)对于②③两式的书写尽量不要用连等的形式，万一中间出现一个错误，则全式零分。‎ ‎2.第(2)问6分，应分别计算出粒子在B1、B2的磁场中运动的周期，若没有计算步骤，而只有文字说明，扣2分，若考生没有画图，且叙述不清，扣2分。‎ ‎(1)有些题目需要计算后才知道物体的后续运动情况，此类题目要有计算过程。‎ ‎(2)本题需画图，才能明确地说明粒子的运动情况。‎ ‎3.第(3)问5分。考生需说明粒子运动周期性，计算出粒子运动的周期，否则扣2分。‎ 计算第(3)问时要有必要的文字说明，否则表达不清，不能让阅卷老师理解考生的书写过程，容易出现误判现象。‎ 2‎