高三物理磁場綜合題

1、1如圖所示，有一垂直于紙向外的有界勻強磁場，磁場的磁感應(yīng)強度為B，其邊界為一邊長L的正三角形（邊界上有磁場）ABC為三角形的三個頂點。今有一質(zhì)量為m、電荷量為+q的粒子（不計重力），以速度從AB邊上的某點P既垂直于AB邊又垂直于磁場的方向射入，然后從BC邊上某點Q射出。若從P點射入的該粒子能從Q點射出，則（ ）A BC Dx/cmy/cmOMP60°2如圖所示，第四象限內(nèi)有互相正交的勻強電場E與勻強磁場B1，E的大小為0.5×103V/m，B1大小為0.5T；第一象限的某個區(qū)域內(nèi)，有方向垂直紙面向里的勻強磁場B2，磁場B2的下邊界與x軸重合。大量的質(zhì)量m=1×10

2、-14kg、電荷量q=1×10-10C的帶正電微粒，以某一速度v沿與y軸正方向60°角，從y軸OM間進入B1場，一段時間后，所有的微粒都通過第一象限中的某一點。已知微粒在B1場中沿直線運動，M點的坐標(biāo)為(0，-10)。不計粒子重力， g取10m/s2。(1)請分析判斷勻強電場E1的方向并求出微粒的運動速度v；(2)勻強磁場B2的大小為多大？(3) B2磁場區(qū)域的最小面積為多少？p××××abcdO×××××××××××

3、5;3.如圖所示，在正方形區(qū)域abcd內(nèi)充滿方向垂直紙面向里的、磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場。在t=0時刻，一位于ad邊中點o的粒子源在abcd平面內(nèi)發(fā)射出大量的同種帶電粒子，所有粒子的初速度大小相同，方向與od邊的夾角分布在0180°范圍內(nèi)。已知沿od方向發(fā)射的粒子在時刻剛好從磁場邊界cd上的p點離開磁場，粒子在磁場中做圓周運動的半徑恰好等于正方形邊長L，粒子重力不計，求：（1）粒子的比荷qm；（2）假設(shè)粒子源發(fā)射的粒子在0180°范圍內(nèi)均勻分布，此時刻仍在磁場中的粒子數(shù)與粒子源發(fā)射的總粒子數(shù)之比； （3）從粒子發(fā)射到全部粒子離開磁場所用的時間。4如圖，POy區(qū)域內(nèi)有沿y軸正

4、方向的勻強電場，POx區(qū)域內(nèi)有垂直紙面向里的勻強磁場，OP與x軸成角不計重力的負(fù)電荷，質(zhì)量為m、電量為q，從y軸上某點以初速度v0垂直電場方向進入，經(jīng)電場偏轉(zhuǎn)后垂直O(jiān)P進入磁場，又垂直x軸離開磁場求：（1）電荷進入磁場時的速度大?。?）電場力對電荷做的功（3）電場強度E與磁感應(yīng)強度B的比值4解：（1）設(shè)帶電粒子到達OP進入磁場前的瞬時速度為v，有：（2）由動能定理，電場力做的功為：（2）設(shè)帶電粒子在磁場中運動的半徑為R，由牛頓運動定律：依題意： 有幾何關(guān)系：有： 又： 在y方向： 聯(lián)立可得： （評分說明：每式2分）5、 坐標(biāo)原點O處有一點狀的放射源，它向xoy平面內(nèi)的x軸上方各個方向發(fā)射粒子，

5、粒子的速度大小都是v0，在0<y<d的區(qū)域內(nèi)分布有指向y軸正方向的勻強電場，場強大小為，其中q與m分別為粒子的電量和質(zhì)量；在的區(qū)域內(nèi)分布有垂直于xoy平面的勻強磁場.ab為一塊很大的平面感光板，放置于處，如圖所示.觀察發(fā)現(xiàn)此時恰無粒子打到ab板上.（不考慮a粒子的重力） （1）求粒子剛進入磁場時的動能； （2）求磁感應(yīng)強度B的大小； （3）將ab板平移到什么位置時所有粒子均能打到板上?并求出此時ab板上被粒子打中的區(qū)域的長度.5. （1）根據(jù)動能定理：可得 末動能(6分) （2）根據(jù)上題結(jié)果可知，對于沿x軸正方向射出的粒子進入磁場時與x軸正方向夾角，其在電場中沿x方向的位移，易知若

6、此粒子不能打到ab板上，則所有粒子均不能打到ab板，因此此粒子軌跡必與ab板相切，可得其圓周運動的半徑又根據(jù)洛倫茲力提供向心力可得（8分） （3）易知沿x軸負(fù)方向射出的粒子若能打到ab板上，則所有粒子均能打到板上。其臨界情況就是此粒子軌跡恰好與ab板相切。由圖可知此時磁場寬度為原來的，即當(dāng)ab板位于的位置時，恰好所有粒子均能打到板上；ab板上被打中區(qū)域的長度（6分）6如圖所示的直角坐標(biāo)系中，第、象限內(nèi)存在著垂直紙面向里的勻強磁場，在x=2L與y軸之間第、象限內(nèi)存在大小相等，方向相反的勻強電場，場強方向如圖所示。在A（2L，L）到C（2L，0）的連線上連續(xù)分布著電量為q、質(zhì)量為m的粒子。從t=0

7、時刻起，這些帶電粒子依次以相同的速度沿x軸正方向射出。從A點射入的粒子剛好沿如圖所示的運動軌跡從y軸上的A（0，L）沿x軸正方向穿過y軸。不計粒子的重力及它們間的相互作用，不考慮粒子間的碰撞。（1）求電場強度E的大小（2）在AC間還有哪些位置的粒子，通過電場后也能沿x軸正方向穿過y軸（3）若從A點射入的粒子，恰能垂直返回x2L的線上，求勻強磁場的磁感應(yīng)強度B7、如圖所示，左側(cè)為兩塊長為L=10cm，間距cm的平行金屬板，加U=的電壓，上板電勢高；現(xiàn)從左端沿中心軸線方向入射一個重力不計的帶電微粒，微粒質(zhì)量m=10-10kg，帶電量q=+10-4C，初速度v0=105m/s；中間用虛線框表示的正三

8、角形內(nèi)存在垂直紙面向里的勻強磁場B1，三角形的上頂點A與上金屬板平齊，BC邊與金屬板平行，AB邊的中點P1恰好在下金屬板的右端點；三角形區(qū)域的右側(cè)也存在垂直紙面向里，范圍足夠大的勻強磁場B2，且B2=4B1；求（1）帶電微粒從電場中射出時的速度大小和方向；（2）帶電微粒進入中間三角形區(qū)域后，要垂直打在AC邊上，則該區(qū)域的磁感應(yīng)強度B1是多少？（3）確定微粒最后出磁場區(qū)域的位置。7（1）帶電微粒在電場中做類平拋運動時間t，加速度，設(shè)出電場時豎直方向的速度為 （2） 或 由（得 （3）由（1）（2）（3）得 與水平方向夾角，即垂直與AB出射。（5） （2）帶電粒子出電場時豎直方向偏轉(zhuǎn)的位移有代入（

9、1）（2）得，好粒子由P1點垂直AB射入磁場。 （6）帶電粒子在磁場中運動軌跡如下圖所示。設(shè)勻速圓周運動P1Q1段半徑R1，根據(jù)幾何關(guān)系有 （7）由 （8）得 （9）帶電粒子在B2磁場中以O(shè)2為圓心做勻速圓周運動，即Q1Q2段，其半徑再次進入B1區(qū)域時做以O(shè)3為圓心，半徑仍為R1的勻速圓周運動，即Q2P2段，最后從P2點出磁場區(qū)域，如圖所示。 （10）在三角形P2CO3中，根據(jù)數(shù)學(xué)知識，有 （11）說明：（1）（11）每式2分，共22分。8、如圖所示，在真空中，半徑為b的虛線所圍的圓形區(qū)域內(nèi)存在勻強磁場，磁場方向垂直紙面向外。在磁場右側(cè)有一對平行金屬板M和N，兩板間距離也為b，板長為2b。兩板的中心線O1O2與磁場區(qū)域的圓心O在同一直線上，兩板左端與O1也在同一直線上。有一電荷量為q、質(zhì)量為m的帶正電粒子，以速率v0從圓周上的P點沿垂直于半徑O O1并指向圓心O的方向進入磁場，當(dāng)它從圓周上的O1點飛出磁場時，給M、N板加上如右圖所示的電壓uMN。最后粒子剛好以平行于N板的速度，從N板的邊緣