高三物理磁场综合题

高三物理磁场综合题

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时间:2018-05-17

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1、1.如图所示,有一垂直于纸向外的有界匀强磁场,磁场的磁感应强度为B,其边界为一边长L的正三角形(边界上有磁场)ABC为三角形的三个顶点。今有一质量为m、电荷量为+q的粒子(不计重力),以速度从AB边上的某点P既垂直于AB边又垂直于磁场的方向射入,然后从BC边上某点Q射出。若从P点射入的该粒子能从Q点射出,则()AB.C.D.12x/cmy/cmOMP60°2.如图所示,第四象限内有互相正交的匀强电场E与匀强磁场B1,E的大小为0.5×103V/m,B1大小为0.5T;第一象限的某个区域内,有方向垂直纸面向里的匀强磁场B2,磁场B2的

2、下边界与x轴重合。大量的质量m=1×10-14kg、电荷量q=1×10-10C的带正电微粒,以某一速度v沿与y轴正方向60°角,从y轴OM间进入B1场,一段时间后,所有的微粒都通过第一象限中的某一点。已知微粒在B1场中沿直线运动,M点的坐标为(0,-10)。不计粒子重力,g取10m/s2。(1)请分析判断匀强电场E1的方向并求出微粒的运动速度v;(2)匀强磁场B2的大小为多大?(3)B2磁场区域的最小面积为多少?12p××××abcdO××××××××××××3.如图所示,在正方形区域abcd内充满方向垂直纸面向里的、磁感应强度为B

3、的匀强磁场。在t=0时刻,一位于ad边中点o的粒子源在abcd平面内发射出大量的同种带电粒子,所有粒子的初速度大小相同,方向与od边的夹角分布在0~180°范围内。已知沿od方向发射的粒子在时刻刚好从磁场边界cd上的p点离开磁场,粒子在磁场中做圆周运动的半径恰好等于正方形边长L,粒子重力不计,求:(1)粒子的比荷q/m;(2)假设粒子源发射的粒子在0~180°范围内均匀分布,此时刻仍在磁场中的粒子数与粒子源发射的总粒子数之比;(3)从粒子发射到全部粒子离开磁场所用的时间。124.如图,POy区域内有沿y轴正方向的匀强电场,POx区域

4、内有垂直纸面向里的匀强磁场,OP与x轴成θ角.不计重力的负电荷,质量为m、电量为q,从y轴上某点以初速度v0垂直电场方向进入,经电场偏转后垂直OP进入磁场,又垂直x轴离开磁场.求:(1)电荷进入磁场时的速度大小(2)电场力对电荷做的功(3)电场强度E与磁感应强度B的比值124.解:(1)设带电粒子到达OP进入磁场前的瞬时速度为v,有:……①(2)由动能定理,电场力做的功为:……②(2)设带电粒子在磁场中运动的半径为R,由牛顿运动定律:……③依题意:……④有几何关系:……⑤有:……⑥又:在y方向:……⑧联立可得:……⑨(评分说明:①②

5、③④⑤⑥⑦⑧⑨每式2分)125、坐标原点O处有一点状的放射源,它向xoy平面内的x轴上方各个方向发射α粒子,α粒子的速度大小都是v0,在0

6、.125.(1)根据动能定理:可得末动能(6分)(2)根据上题结果可知,对于沿x轴正方向射出的粒子进入磁场时与x轴正方向夹角,其在电场中沿x方向的位移,易知若此粒子不能打到ab板上,则所有粒子均不能打到ab板,因此此粒子轨迹必与ab板相切,可得其圆周运动的半径又根据洛伦兹力提供向心力可得(8分)(3)易知沿x轴负方向射出的粒子若能打到ab板上,则所有粒子均能打到板上。其临界情况就是此粒子轨迹恰好与ab板相切。由图可知此时磁场宽度为原来的,即当ab板位于的位置时,恰好所有粒子均能打到板上;ab板上被打中区域的长度(6分)126.如图所

7、示的直角坐标系中,第Ⅰ、Ⅳ象限内存在着垂直纸面向里的匀强磁场,在x=-2L与y轴之间第Ⅱ、Ⅲ象限内存在大小相等,方向相反的匀强电场,场强方向如图所示。在A(-2L,L)到C(-2L,0)的连线上连续分布着电量为+q、质量为m的粒子。从t=0时刻起,这些带电粒子依次以相同的速度ν沿x轴正方向射出。从A点射入的粒子刚好沿如图所示的运动轨迹从y轴上的A′(0,-L)沿x轴正方向穿过y轴。不计粒子的重力及它们间的相互作用,不考虑粒子间的碰撞。(1)求电场强度E的大小(2)在AC间还有哪些位置的粒子,通过电场后也能沿x轴正方向穿过y轴(3

8、)若从A点射入的粒子,恰能垂直返回x=-2L的线上,求匀强磁场的磁感应强度B127、如图所示,左侧为两块长为L=10cm,间距cm的平行金属板,加U=的电压,上板电势高;现从左端沿中心轴线方向入射一个重力不计的带电微粒,微粒质量m=1

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