(物理)高三物理專題練習(xí)【磁場】

1、高三物理專題練習(xí)【磁場】1PQ為一根足夠長的絕緣細(xì)直桿，處于豎直的平面內(nèi)，與水平夾角為q斜放，空間充滿磁感應(yīng)強(qiáng)度B的勻強(qiáng)磁場，方向水平如圖所示。一個(gè)質(zhì)量為m，帶有負(fù)電荷的小球套在PQ桿上，小球可沿桿滑動(dòng)，球與桿之間的摩擦系數(shù)為m（m<tanq），小球帶電量為q?，F(xiàn)將小球由靜止開始釋放，試求小球在沿桿下滑過程中：（1）小球最大加速度為多少？此時(shí)小球的速度是多少？（2）下滑過程中，小球可達(dá)到的最大速度為多大？2如圖所示，固定的半圓弧形光滑軌道置于水平方向的勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場中，軌道圓弧半徑為R，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向垂直于紙面向外，電場強(qiáng)度為E，方向水平向左。一個(gè)質(zhì)量為m的小球（可視為質(zhì)點(diǎn)）放

2、在軌道上的C點(diǎn)恰好處于靜止，圓弧半徑OC與水平直徑AD的夾角為（sin=0.8）.求小球帶何種電荷？電荷量是多少？并說明理由.如果將小球從A點(diǎn)由靜止釋放，小球在圓弧軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)，對軌道的最大壓力的大小是多少？3如圖所示，在平面直角坐標(biāo)系xoy的第四象限有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，一質(zhì)量為m=kg、電量為的帶電粒子，從靜止開始經(jīng)V的電壓加速后，從P點(diǎn)沿圖示方向進(jìn)入磁場，已知OP=30cm，（粒子重力不計(jì)，）.（1）求帶電粒子到達(dá)P點(diǎn)時(shí)速度的大??；（2）若磁感應(yīng)強(qiáng)度=2.0T，粒子從x軸上的Q點(diǎn)離開磁場，求QO的距離；（3）若粒子不能進(jìn)入x軸上方，求磁感應(yīng)強(qiáng)度滿足的條件。4兩極板a、b間存在正交的勻

3、強(qiáng)電場和磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場，正離子以速度v0=3.0×107m/s沿極板中線勻速飛出極板，進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度也為B的勻強(qiáng)磁場區(qū)域，如圖所示。已知板長L=10cm，板距d=30cm，板間電壓U=1800V，離子比荷為，不計(jì)重力，求：（1）求電場強(qiáng)度E和磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大??？（2）撤去磁場，求離子穿過電場時(shí)偏離入射方向的距離，以及離開電場時(shí)速度的大??？voLabMNQP··················

4、83;································d· · ·· · ·· · ·· · ·· · ·

5、3; · ·· · ·· · ·（3）撤去磁場后，要使離子不從邊界PQ射出，求磁場的寬度至少為多少？（sin370=0.6，cos370=0.8）5如圖所示，MN是一段在豎直平面內(nèi)半徑為1m的光滑的1/4圓弧軌道，軌道上存在水平向右的勻強(qiáng)電場，軌道的右側(cè)有一垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B10.1 T現(xiàn)有一帶電荷量為1C、質(zhì)量為100g的帶正電小環(huán)，小環(huán)套在滾道外，從M點(diǎn)由靜止開始自由下滑，恰能沿NP方向做直線運(yùn)動(dòng)，并進(jìn)入右側(cè)的復(fù)合場（NP沿復(fù)合場的中心線）已知AB板間的電壓為UBA2V，板間距離d2 m，板

6、的長度L3 m，若小環(huán)恰能從板的邊沿飛出，g取10m/s2.求：(1)小環(huán)運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)時(shí)的速度v；(2)水平向右的勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度E；(3)復(fù)合場中的勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B26如圖所示，在坐標(biāo)平面的第象限內(nèi)有水平向左的勻強(qiáng)電場E1.0×103V/m，第象限內(nèi)有垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場B0.4T，一荷質(zhì)比為的帶正電粒子，從x軸上的P點(diǎn)以初速度v0垂直x軸進(jìn)入磁場，已知P與原點(diǎn)O之間的距離為L0.1m，粒子恰好到達(dá)O點(diǎn)而不進(jìn)入電場，不計(jì)重力。求：（1）帶電粒子的初速度v0（2）若帶電粒子的初速度方向不變，大小為原來的2倍，粒子第三次到達(dá)y軸的位置為N，求粒子從P到N的時(shí)間t和總路程S。（結(jié)

7、果取兩位有效數(shù)）7如圖所示，真空中有一回旋加速器，其兩金屬D形盒的半徑為1.5R，左盒接出一個(gè)水平向右的管道，管道右邊緊連一垂直紙面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B2、半徑為R的圓形勻強(qiáng)磁場，距離磁場右邊界0.2R處有一長度為R的熒光屏。兩盒間距較小，加入一交流加速電壓；垂直于兩盒向上加入一磁感應(yīng)強(qiáng)度B1的勻強(qiáng)磁場?，F(xiàn)在盒的中心處由靜止釋放一比荷為的電子，經(jīng)過時(shí)間t電子便進(jìn)入水平向右的管道。已知電子在電場中的加速次數(shù)與回旋半周的次數(shù)相同，加速電子時(shí)電壓的大小可視為不變。(1)進(jìn)入圓形磁場的電子獲得的速度為多大？(2)此加速器的加速電壓U為多大？(3)如果電子不能打出熒光屏之外，那么B1必須符合什么條件？參

8、考答案1解：由得 故沒有洛倫茲力時(shí)球下滑(1)若小球速度較小時(shí)，球?qū)U的壓力垂直于桿向下，沿桿的方向上由牛頓第二定律得：當(dāng)，即時(shí)最大加速度(2)若小球速度較大時(shí)，球?qū)U的壓力垂直于桿向上，沿桿的方向上由牛頓第二定律得：當(dāng)時(shí)，v最大為2解：(1)小球在C點(diǎn)受重力、電場力和軌道的支持力處于平衡，電場力的方向一定是向左的，與電場方向相同，如圖所示. 因此小球帶正電荷. 則有 小球帶電荷量 (2)小球從A點(diǎn)釋放后，沿圓弧軌道滑下，還受方向指向軌道的洛侖茲力f，力f隨速度增大而增大，小球通過C點(diǎn)時(shí)速度(設(shè)為v)最大，力f最大，且qE和mg的合力方向沿半徑OC，因此小球?qū)壍赖膲毫ψ畲? 由動(dòng)能定理得：

9、通過C點(diǎn)的速度 小球在重力、電場力、洛侖茲力和軌道對它的支持力作用下沿軌道做圓周運(yùn)動(dòng)，有 最大壓力的大小等于支持力3解：(1)對帶電粒子的加速過程，由動(dòng)能定理代入數(shù)據(jù)得：(2)帶電粒子僅在洛倫茲力作用下做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，有：代入數(shù)據(jù)得：而故圓心一定在x軸上，軌跡如圖所示。由幾何關(guān)系可知：，故(3)帶電粒子不從x軸射出（如圖），由幾何關(guān)系得： 由并代入數(shù)據(jù)得：4（1）由E=U/d (1分) 得E=6×103V/m正離子不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，則qv0B=qE 得 vodLabMNQPRRDvvyv0· · ·· · ·· 

10、3; ·· · ·· · ·· · ·· · ·· · ·· · ·（2）設(shè)正離子通過場區(qū)偏轉(zhuǎn)的距離為y，則： 因?yàn)椋?所以 得y=6.7×10-2m得4×107m/s所以離子的速率（3）由圖可得 即=370由牛頓第二定律 ， 得R=0.125m由圖可得D=Rcos+R=0.225m5(1)小環(huán)恰能沿NP做直線運(yùn)動(dòng)，說明只能做勻速直線運(yùn)動(dòng) ，方向水平向右(2)從M到N做圓周運(yùn)動(dòng)，由動(dòng)能定

11、理：(3)進(jìn)入復(fù)合場后：，可見，小環(huán)只受洛倫茲力，所以小球在復(fù)合場中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，第一種情況：如圖從右邊沿飛出，由幾何關(guān)系有：解得：，又，所以第二種情況：小環(huán)從左邊沿飛出，由幾何關(guān)系解得：，又所以6解：（1）粒子在磁場中做圓周運(yùn)動(dòng)有： 恰好到O點(diǎn)，由圖知：由得：（2）粒子速度為時(shí)，xOvPyN由知：粒子在磁場中圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為：0.1m 粒子運(yùn)動(dòng)軌跡如圖，粒子恰好垂直y軸進(jìn)入電場勻減速運(yùn)動(dòng)，再返回。設(shè)勻減速運(yùn)動(dòng)的加速度大小為a，路程為l，時(shí)間為t1 ，則： 由得： 出電場后第二次過y軸進(jìn)入磁場仍做圓周運(yùn)動(dòng)，軌跡為一半圓，如圖所示。由知： 故從P到N整個(gè)過程的時(shí)間 路程 7(1)電子加速至D盒最外層時(shí)，根據(jù)牛頓第二定律，有：