高三物理磁場(chǎng)綜合題

1、1如圖所示，有一垂直于紙向外的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，其邊界為一邊長(zhǎng)L的正三角形（邊界上有磁場(chǎng)）ABC為三角形的三個(gè)頂點(diǎn)。今有一質(zhì)量為m、電荷量為+q的粒子（不計(jì)重力），以速度從AB邊上的某點(diǎn)P既垂直于AB邊又垂直于磁場(chǎng)的方向射入，然后從BC邊上某點(diǎn)Q射出。若從P點(diǎn)射入的該粒子能從Q點(diǎn)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(qiáng)電場(chǎng)E與勻強(qiáng)磁場(chǎng)B1，E的大小為0.5×103V/m，B1大小為0.5T；第一象限的某個(gè)區(qū)域內(nèi)，有方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B2，磁場(chǎng)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(jìn)入B1場(chǎng)，一段時(shí)間后，所有的微粒都通過(guò)第一象限中的某一點(diǎn)。已知微粒在B1場(chǎng)中沿直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，M點(diǎn)的坐標(biāo)為(0，-10)。不計(jì)粒子重力， g取10m/s2。(1)請(qǐng)分析判斷勻強(qiáng)電場(chǎng)E1的方向并求出微粒的運(yùn)動(dòng)速度v；(2)勻強(qiáng)磁場(chǎng)B2的大小為多大？(3) B2磁場(chǎng)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(mǎn)方向垂直紙面向里的、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。在t=0時(shí)刻，一位于ad邊中點(diǎn)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(shí)刻剛好從磁場(chǎng)邊界cd上的p點(diǎn)離開(kāi)磁場(chǎng)，粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑恰好等于正方形邊長(zhǎng)L，粒子重力不計(jì)，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(shí)刻仍在磁場(chǎng)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(kāi)磁場(chǎng)所用的時(shí)間。4如圖，POy區(qū)域內(nèi)有沿y軸正

4、方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，POx區(qū)域內(nèi)有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，OP與x軸成角不計(jì)重力的負(fù)電荷，質(zhì)量為m、電量為q，從y軸上某點(diǎn)以初速度v0垂直電場(chǎng)方向進(jìn)入，經(jīng)電場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后垂直O(jiān)P進(jìn)入磁場(chǎng)，又垂直x軸離開(kāi)磁場(chǎng)求：（1）電荷進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度大?。?）電場(chǎng)力對(duì)電荷做的功（3）電場(chǎng)強(qiáng)度E與磁感應(yīng)強(qiáng)度B的比值4解：（1）設(shè)帶電粒子到達(dá)OP進(jìn)入磁場(chǎng)前的瞬時(shí)速度為v，有：（2）由動(dòng)能定理，電場(chǎng)力做的功為：（2）設(shè)帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的半徑為R，由牛頓運(yùn)動(dòng)定律：依題意： 有幾何關(guān)系：有： 又： 在y方向： 聯(lián)立可得： （評(píng)分說(shuō)明：每式2分）5、 坐標(biāo)原點(diǎn)O處有一點(diǎn)狀的放射源，它向xoy平面內(nèi)的x軸上方各個(gè)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(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)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(qiáng)磁場(chǎng).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(shí)恰無(wú)粒子打到ab板上.（不考慮a粒子的重力） （1）求粒子剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的動(dòng)能； （2）求磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大??； （3）將ab板平移到什么位置時(shí)所有粒子均能打到板上?并求出此時(shí)ab板上被粒子打中的區(qū)域的長(zhǎng)度.5. （1）根據(jù)動(dòng)能定理：可得 末動(dòng)能(6分) （2）根據(jù)上題結(jié)果可知，對(duì)于沿x軸正方向射出的粒子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)與x軸正方向夾角，其在電場(chǎng)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(yùn)動(dòng)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(shí)磁場(chǎng)寬度為原來(lái)的，即當(dāng)ab板位于的位置時(shí)，恰好所有粒子均能打到板上；ab板上被打中區(qū)域的長(zhǎng)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(qiáng)磁場(chǎng)，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(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)方向如圖所示。在A（2L，L）到C（2L，0）的連線(xiàn)上連續(xù)分布著電量為q、質(zhì)量為m的粒子。從t=0

7、時(shí)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(diǎn)射入的粒子剛好沿如圖所示的運(yùn)動(dòng)軌跡從y軸上的A（0，L）沿x軸正方向穿過(guò)y軸。不計(jì)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(chǎng)強(qiáng)度E的大?。?）在AC間還有哪些位置的粒子，通過(guò)電場(chǎng)后也能沿x軸正方向穿過(guò)y軸（3）若從A點(diǎn)射入的粒子，恰能垂直返回x2L的線(xiàn)上，求勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B7、如圖所示，左側(cè)為兩塊長(zhǎng)為L(zhǎng)=10cm，間距cm的平行金屬板，加U=的電壓，上板電勢(shì)高；現(xiàn)從左端沿中心軸線(xiàn)方向入射一個(gè)重力不計(jì)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(xiàn)框表示的正三

8、角形內(nèi)存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B1，三角形的上頂點(diǎn)A與上金屬板平齊，BC邊與金屬板平行，AB邊的中點(diǎn)P1恰好在下金屬板的右端點(diǎn)；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(qiáng)磁場(chǎng)B2，且B2=4B1；求（1）帶電微粒從電場(chǎng)中射出時(shí)的速度大小和方向；（2）帶電微粒進(jìn)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(qiáng)度B1是多少？（3）確定微粒最后出磁場(chǎng)區(qū)域的位置。7（1）帶電微粒在電場(chǎng)中做類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)時(shí)間t，加速度，設(shè)出電場(chǎng)時(shí)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(chǎng)時(shí)豎直方向偏轉(zhuǎn)的位移有代入（

9、1）（2）得，好粒子由P1點(diǎn)垂直AB射入磁場(chǎng)。 （6）帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)軌跡如下圖所示。設(shè)勻速圓周運(yùn)動(dòng)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(chǎng)中以O(shè)2為圓心做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，即Q1Q2段，其半徑再次進(jìn)入B1區(qū)域時(shí)做以O(shè)3為圓心，半徑仍為R1的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，即Q2P2段，最后從P2點(diǎn)出磁場(chǎng)區(qū)域，如圖所示。 （10）在三角形P2CO3中，根據(jù)數(shù)學(xué)知識(shí)，有 （11）說(shuō)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(xiàn)所圍的圓形區(qū)域內(nèi)存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直紙面向外。在磁場(chǎng)右側(cè)有一對(duì)平行金屬板M和N，兩板間距離也為b，板長(zhǎng)為2b。兩板的中心線(xiàn)O1O2與磁場(chǎng)區(qū)域的圓心O在同一直線(xiàn)上，兩板左端與O1也在同一直線(xiàn)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(diǎn)沿垂直于半徑O O1并指向圓心O的方向進(jìn)入磁場(chǎng)，當(dāng)它從圓周上的O1點(diǎn)飛出磁場(chǎng)時(shí)，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板的邊緣飛出。不計(jì)平行