高中物理磁場經(jīng)典計算題專題

.-1、彈性擋板圍成邊長為L=100cm的正方形abcd，固定在光滑的水平面上，勻強磁場豎直向下，磁感應(yīng)強度為B=0.5T，如圖所示.質(zhì)量為m=2×10-4kg、帶電量為q=4×10-3C的小球，從cd邊中點的小孔P處以某一速度v垂直于cd邊和磁場方向射入，以后小球與擋板的碰撞過程中沒有能量損失.（1）為使小球在最短的時間從P點垂直于dc射出來，小球入射的速度v是多少？ab1（2）若小球以v=1m/s的速度入射，則需經(jīng)過多少時間才能由P點出來？2BvdcP2、如圖所示,在區(qū)域足夠大空間中充滿磁感應(yīng)強度大小為B的勻強磁場,其方向垂直于紙面向里.在紙面固定放置一絕緣材料制成的邊長為L的等邊三角形框架DEF,DE中點S處有一粒子發(fā)射源,發(fā)射粒子的方向皆在圖中截面且垂直于DE邊向下，如圖（a）所示.發(fā)射粒子的電量為+q,質(zhì)量為m,但速度v有各種不同的數(shù)值.若這些粒子與三角形框架碰撞時均無能量損失,并要求每一次碰撞時速度方向垂直于被碰的邊.試求：（1）帶電粒子的速度v為多大時,能夠打到E點?（2）為使S點發(fā)出的粒子最終又回到S點,且運動（3）若磁場是半徑為a的圓柱形區(qū)域，如圖（b）所示(圖中圓為其橫截面)，圓柱時間最短,v應(yīng)為多大?最短時間為多少?的軸線通過等邊三角形的中心O，且31()a=310L.要使S點發(fā)出的粒子最終又回到S點，帶電粒子速度v的大小應(yīng)取哪些數(shù)值？FFBaOSSvLEDEDLv（b）（a）3、在直徑為d的圓形區(qū)域存在勻強磁場，磁場方向垂直于圓面指向紙外．一電荷量為q，質(zhì)量為m的粒子，從磁場區(qū)域的一條直徑AC上的A點射入磁場，其速度大小為v,方向與AC成α．若此粒子恰好能打在磁場區(qū)域圓周上D點，AD與AC的0夾角為β，如圖所示．求該勻強磁場的磁感強度B的大??？v0αCβAD4、如圖所示，真空中有一半徑為R的圓形磁場區(qū)域，圓心為O，磁場的方向垂直紙面向，磁感強度為B，距離O為2R處有一光屏MN，MN垂直于紙面放置，AO過半徑垂直于屏，延長線交于C．一個帶負(fù)電粒子以初速度v沿AC方向進(jìn)入圓形磁場03區(qū)域，最后打在屏上D點，DC相距2R，不計粒子的重力．若該粒子仍以初速v從A點進(jìn)入圓形磁場區(qū)域，但方向與AC0成600角向右上方，粒子最后打在屏上E點，求粒子從A到E所用時間？.可修編-.-5、如圖所示，3條足夠長的平行虛線a、b、c，ab間和bc間相距分別為2L和L，ab間和bc間都有垂直于紙面向里的勻強磁場，磁感應(yīng)強度分別為B和2B。質(zhì)量為m，帶電量為q的粒子沿垂直于界面a的方向射入磁場區(qū)域，不計重力，為使粒子能從界面c射出磁場，粒子的初速度大小應(yīng)滿足什么條件？abc2BBv02LL6、如圖所示寬度為d的區(qū)域上方存在垂直紙面、方向向、磁感應(yīng)強度大小均為B的勻強磁場，現(xiàn)有一質(zhì)量為m，帶電量為+q的粒子在紙面以速度v從此區(qū)域下邊緣上的A點射入，其方向與下邊緣線成30°角，試求當(dāng)v滿足什么條件時，粒子能回到A？v300dA7、在受控?zé)岷司圩兎磻?yīng)的裝置中溫度極高，因而帶電粒子沒有通常意義上的容器可裝，而是由磁場將帶電粒子的運動束縛3在某個區(qū)域。現(xiàn)有一個環(huán)形區(qū)域，其截面圓半徑R=3m，外圓半徑R=1.0m，區(qū)域有垂直紙面向外的勻強磁場（如圖所示）。12q已知磁感應(yīng)強度B＝1.0T，被束縛帶正電粒子的荷質(zhì)比為m＝4.0×107C/kg，不計帶電粒子的重力和它們之間的相互作用．⑴若中空區(qū)域中的帶電粒子由O點沿環(huán)的半徑方向射入磁場，求帶電粒子不能穿越磁場外邊界的最大速度v？0中空區(qū)域中的帶電粒子以⑴中的最大速度v沿圓環(huán)半徑方向射入磁場，求帶電粒子從剛進(jìn)入磁場某點開始到第一次回到0⑵若該點所需要的時間？8、空間中存在方向垂直于紙面向里的勻強磁場，磁感應(yīng)強度為B，一帶電量為+q、質(zhì)量為m的粒子，在P點以某一初速開始運動，初速方向在圖中紙面如圖中P點箭頭所示。該粒子運動到圖中Q點時速度方向與P點時速度方向垂直。如圖中Q點箭頭所示。已知P、Q間的距離為L。若保持粒子在P點時的速度不變，而將勻強磁場換成勻強電場，電場方向與紙面平行且.可修編-.-與粒子在P點時的速度方向垂直，在此電場作用下粒子也由P點運動到Q點。不計重力。求：⑴電場強度的大小。⑵兩種情況中粒子由P運動到Q點所經(jīng)歷的時間之差？PQ9、如圖所示，一個質(zhì)量為m，帶電量為+q的粒子v0從O點沿y軸正方向射入磁感應(yīng)強度為B的圓形勻強磁場區(qū)域，以速度磁場方向垂直紙面向外，粒子飛出磁場區(qū)域后，從點b處穿過x軸，速度方向與x軸正方向的夾角為300.粒子的重力不計，試求:(1)圓形勻強磁場區(qū)域的最小面積？y(2)粒子在磁場中運動的時間？(3)b到O的距離？v0Om,qb30°x10、紙平面一帶電粒子以某一速度做直線運動，一段時間后進(jìn)入一垂直于紙面向里的圓形勻強磁場區(qū)域（圖中未畫出磁場區(qū)域），粒子飛出磁場后從上板邊緣平行于板面進(jìn)入兩面平行的金屬板間，兩金屬板帶等量異種電荷，粒子在兩板間經(jīng)偏轉(zhuǎn)后恰從下板右邊緣飛出。已知帶電粒子的質(zhì)量為m，電量為q，重力不計。粒子進(jìn)入磁場前的速度方向與帶電板成θ=60°角，勻強磁場的磁感應(yīng)強度為B，帶電板板長為L，板距為d，板間電壓為U，試解答：⑴上金屬板帶什么電？⑵粒子剛進(jìn)入金屬板時速度為多大？圓⑶形磁場區(qū)域的最小面積為多大？θ11、如圖所示，在y>0的區(qū)域有沿y軸正方向的勻強電場，在y<0的區(qū)域有垂直坐標(biāo)平面向里的勻強磁場。一電子（質(zhì)量為m、電量為e）從y軸上A點以沿x軸正方向的初速度v開始運動。當(dāng)電子第一次穿越x軸時，恰好到達(dá)C點；當(dāng)電子第二次0穿越x軸時，點的距離分別E的大??？B的大??？從A運動到D經(jīng)歷的時間t？恰好到達(dá)坐標(biāo)原點；當(dāng)電子第三次穿越x軸時，恰好到達(dá)D點。C、D兩點均未在圖中標(biāo)出。已知A、C點到坐標(biāo)原為d、2d。不計電子的重力。求y（1）電場強度Ev0（2）磁感應(yīng)強度A（3）電子xO×××××××××××××××××××××B12、如圖所示，在半徑為R的絕緣圓筒有勻強磁場，方向垂直紙面向里，圓筒正下方有小孔C與平行金屬板M、N相通。兩板間距離為d，兩板與電動勢為E的電源連接，一帶電量為－q、質(zhì)量為m的帶電粒子（重力忽略不計），開始時靜止于C點.可修編-.-正下方緊靠N板的A點，經(jīng)電場加速后從C點進(jìn)入磁場，并以最短的時間從C點射出。已知帶電粒子與筒壁的碰撞無電荷量的損失，且碰撞后以原速率返回。求：⑴筒磁場的磁感應(yīng)強度大?。竣茙щ娏Ｗ訌腁點出發(fā)至重新回到A點射出所經(jīng)歷的時間？RBMCEd-q,mAN13、如圖所示，空間分布著有理想邊界的勻強電場和勻強磁場。左側(cè)勻強電場的場強大小為E、方感應(yīng)強度大小均為B，方為m、電量O點由靜止開始運動，到O點，然后重復(fù)上向水平向右，電場寬度為L；中間區(qū)域和右側(cè)勻強磁場的磁向分別垂直紙面向外和向里。一個質(zhì)量為q、不計重力的帶正電的粒子從電場的述運動過程。求：左邊緣的穿過中間磁場區(qū)域進(jìn)入右側(cè)磁場區(qū)域后，又回Ld（1）中間磁場區(qū)域的寬度d？BB（2）帶電粒子從O點開始運動到第一次回到O點所用時間t？EO14、如圖所示，粒子源S可以不斷地產(chǎn)生(重力不計)．粒子從O孔漂進(jìn)(初速不計)一個水平方1向的加速電場，再經(jīng)小孔O進(jìn)入相互正交的勻強電場感應(yīng)強度大小為B．有一塊折成質(zhì)量為m、電荷量為+q的粒子強度大小為E，磁直角的硬質(zhì)塑料板abc(不帶電，寬度很窄，厚度不計)放置在PQ、MN之間(截面圖如圖)，a、c兩點恰在分別位于PQ、MN上，ab=bc=L，α=45°．現(xiàn)使粒子能沿圖中虛線OO進(jìn)入PQ、MN之間的區(qū)域．和勻強磁場區(qū)域，電場感應(yīng)強度大小為B，方向如圖．虛12線PQ、MN之間存在著水平向右的勻強磁場，磁223(1)求加速電壓U？1(2)假設(shè)粒子與硬質(zhì)塑料板相碰后，速度大小不變，方向變化遵守光的反射定律．粒子在PQ、MN之間的區(qū)域中運動的時間和路程分別是多少？P+M+++++++B1B2bO1O2SO3Eααac－－－－－－－QU1N115、如圖所示，K與虛線MN之間是加速電場PQ與熒光屏三者互相平行.電場向如圖所示.圖中A點與度方向垂直于偏轉(zhuǎn)電場方向射入偏轉(zhuǎn)電場，在離開偏轉(zhuǎn)電場后進(jìn)入.虛線MN與PQ之間是勻強電場，O點的連線垂直于熒光屏.一帶正電的粒子從勻強磁場，最后恰好垂直地打在熒光屏上.已知電虛線PQ與熒光屏之間是勻強磁場，且MN、和磁場的方A點離開加速電場，速1場和磁場區(qū)域在豎直方向足夠長，加速電場電壓與偏轉(zhuǎn)電場的場強關(guān)系為U=2Ed，式中的.可修編-.-Ed是偏轉(zhuǎn)電場的寬度，磁場的磁感應(yīng)強度B與偏轉(zhuǎn)電場的電場強度E和帶電粒子離開加速電場的速度v關(guān)系符合表達(dá)式v=B，00若題中只有偏轉(zhuǎn)電場的寬度d為已知量，則：（1）畫出帶電粒子軌跡示意圖；（2）磁場的寬度L為多少？（3）帶電粒子在電場和磁場中垂直于v0方向的偏轉(zhuǎn)距離分別是多少？16、在如圖所示的直角坐標(biāo)中，x軸的上方有與方有垂直于xOy面的勻強磁場，磁感應(yīng)強度的大小為一個比荷為q/m=2×108C/㎏的正電荷從坐標(biāo)為（0，1.0）的A點處由靜x軸正方向成45°角的勻強電場，場強的大小為E＝2×10V/m。x軸的下4B＝2×10T。把－2y/m止釋放。電荷所受的重力忽略不計，求：EAE1⑴電荷從釋放到第一次進(jìn)入磁場時所用的時間t；⑵電荷在磁場中的軌跡半徑；45°⑶電荷第三次到達(dá)x軸上的位置。O12x/m－2—1B17、如圖所示，與紙面垂直的豎直面MN的左側(cè)空間中存在豎直向上場強大小為E=2.5×102N/C的勻強電場(上、下及左側(cè)無右通過電0空間中加上一如圖所示隨時間周期性變化的磁場，使得小球能豎直向下通過D點，DPD間距為L，D到豎直面MN的距離DQ為L/π.設(shè)磁感應(yīng)強度垂直紙面向里為正.(g=10m/s2)B為已知量，試推出滿足條件時t的表達(dá)式理量的符號表示)？界).一個質(zhì)量為m=0.5kg、電量為q=2.0×10—2C的可視為質(zhì)點的帶正電小球，在t=0時刻以大小為v的水平初速度向場中的一點P，當(dāng)t=t時刻在電場所在1為電場中小球初速度方向上的一點，(1)如果磁感應(yīng)強度(用題中所給物01(2)若小球能始終在電場所在空間做周期性運動.則當(dāng)小球運動的周期最大時，求出磁感應(yīng)強度B及運動的最大周期T大??？0(3)當(dāng)小球運動的周期最大時，在圖中畫出小球運動一個周期的軌跡.MEBv0DB0OQNPtt1t1+t0t1+2t0t1+3t0B018、如圖所示，MN、PQ是平行金屬板，板長為L，兩板間距離為d，在PQ板的上方有垂直紙面向里的勻強磁場。一個電荷量為q、質(zhì)量為m的帶負(fù)電粒子以速度v從MN板邊緣沿平行于板的方向射入兩板間，粒子恰好從PQ板左邊緣飛進(jìn)磁結(jié)果0場，然后又恰好從PQ板的右邊緣飛進(jìn)電場。不計粒子重力。試求：（1）兩金屬板間所加電（2）勻強磁場的磁感應(yīng)強度B的大??？（3）在圖中畫出粒子再次進(jìn)入電場的運動軌跡，壓U的大?。坎?biāo)出粒子再次從電場中飛出的位置與速度方向？.可修編-.-BQdPv0m,-qMNL19、如圖所示，真空中有以O(shè)為圓心，r為半徑的圓形勻強磁場區(qū)域，坐標(biāo)原點O為圓形磁場邊界上的一點。磁場的磁感應(yīng)1強度大小為B，方向垂直于紙面向外。x＝r的虛線右側(cè)足夠大的圍有方向豎直向下、大小為E的勻強電場。從O點在紙面向各個不同方向發(fā)射速率相同的質(zhì)子，設(shè)質(zhì)子在磁場中的偏轉(zhuǎn)半徑也為r，已知質(zhì)子的電荷量為e，質(zhì)量為m。求：(1)質(zhì)子射入磁場時的速度大?。縴(2)沿y軸正方向射入磁場的質(zhì)子到達(dá)x軸所需的時間？(3)速度方向與x軸正方向成120°角射入磁場的質(zhì)子到達(dá)x軸時的位置坐標(biāo)？EO1xO20、如圖所示，在坐標(biāo)系xOy中，過原點的直線OC與x軸正向的夾角＝120，在OC右側(cè)有一勻強電場，在第二、三象限有一勻強磁場，其上邊界與電場邊界重疊，右邊界為y軸，左邊界為圖中平行于y軸的虛線，磁場的磁感應(yīng)強度大小為B，方向垂直于紙面向里。一帶正電荷q、質(zhì)量為m的粒子以某一速度自磁場左邊界上的A點射入磁場區(qū)域，并從O點射出，粒子射出磁場的速度方向與x軸的夾角＝30，大小為v，粒子在磁場的運動軌跡為紙面的一段圓弧，且弧的半徑為磁場左右邊界間距的2倍，粒子進(jìn)入電場后，在電場力的作用下又由O點返回磁場區(qū)域，經(jīng)過一段時間后再次離開磁場。已知粒子從A點射入到第二次離開磁場所用時間恰好粒子在磁場中做圓周運動的周期。忽略重力的影響。求：（1）粒子經(jīng)過A點時的速度方向和A點到x軸的距離？（2）勻強電場的大小和方向？y（3）粒子從第二次離開磁場到再次進(jìn)入電場所用的時間？OBvxAC21、如圖所示，在oxyz坐標(biāo)系所在的空間中，可能存在勻強電場或磁場，也可能兩者都存在或都不存在。但如果兩者都存在，已知磁場平行于xy平面?，F(xiàn)有一質(zhì)量為m帶正電q的點電荷沿z軸正方向射入此空間中，發(fā)現(xiàn)它做速度為v的勻速直線運0動。若不計重力，試寫出電場和磁場的分布有哪幾種可能性。要求對每一種可能性，都要說出其中能存在的關(guān)系。不要