高考物理組合場習題包括以下幾種:
1. 電勢能和電勢類問題:這類問題通常涉及到電勢能和電勢的概念,以及它們與電場強度和電勢差的關系。
2. 磁場和電場的復合問題:這類問題涉及到磁場和電場的復合場,以及帶電粒子在復合場中的運動。
3. 電磁感應和電路結合問題:這類問題通常涉及到電磁感應和電路的基本概念和原理,以及電磁感應對電路的影響。
4. 帶電粒子在復合場中運動問題:這類問題涉及到帶電粒子在復合場中的運動軌跡、受力分析、速度與加速度的關系等,需要考生具備較強的綜合分析能力。
5. 力和運動問題:這類問題涉及到力和運動的關系,以及在組合場中物體的運動軌跡和受力分析。
6. 電磁波結合問題:這類問題涉及到電磁波的產生、傳播和接收,以及電磁波對組合場的影響。
以上是一些常見的高考物理組合場習題,考生可以通過多做習題來提高自己的解題能力和應試技巧。同時,考生還需要加強對基礎知識的學習,掌握基本概念和原理,才能更好地應對各種物理問題。
題目:
一個質量為 m 的小球,以一定的初速度 v 進入一個有界勻強磁場和勻強電場的組合場中,小球在運動過程中所受的電場力和重力大小相等,方向相反。已知小球進入磁場時的速度方向與磁場邊界的夾角為 θ。求:
(1)小球在勻強磁場中所受的洛侖茲力的大小;
(2)勻強電場的方向;
(3)小球從進入磁場到離開磁場的整個過程中,電場力和重力所做的功。
解答:
(1)小球在勻強磁場中做勻速圓周運動,洛侖茲力提供向心力,根據牛頓第二定律可得:
F_{洛} = m\frac{v^{2}}{R}
其中 R 是圓的半徑。
(2)由于小球所受的重力和電場力大小相等,方向相反,所以電場力方向與重力方向相反,即電場方向向上。
(3)小球從進入磁場到離開磁場的整個過程中,電場力和重力所做的功分別為:
W_{電} = qE \cdot x = qvB \cdot R
W_{G} = mgh
其中 x 是小球在磁場中運動的距離,h 是小球在電場中上升的高度。由于小球在磁場中做圓周運動,所以有:
v^{2} = v_{0}^{2} - 2\alpha vR
其中 v_{0} 是小球進入磁場時的速度,R 是圓的半徑,α 是洛侖茲力與速度方向的夾角。將上述公式代入可得:
W_{電} = qvB \cdot (v_{0}^{2} - 2v^{2}) = qvB \cdot v_{0}^{2} - 2qvB \cdot v^{3}
W_{G} = mgh = m \cdot \frac{v_{0}^{2}}{2} - mgh
由于電場力和重力所做的功之和為零,所以有:
qvB \cdot v_{0}^{2} - 2qvB \cdot v^{3} + m \cdot \frac{v_{0}^{2}}{2} - mgh = 0
解得:E = \frac{mv_{0}^{2}}{qB}
所以電場強度 E 的方向向上。
在這個例子中,我們通過分析小球的運動軌跡和受力情況,列出了動能定理和牛頓第二定律的方程組,從而得到了電場強度 E 的大小和方向。同時,我們也計算了電場力和重力所做的功。