《磁場測試題》word版

1、1.如圖所示的坐標(biāo)系，x軸沿水平方向，y軸沿豎直方向.在x軸上方空間的第一、第二象限內(nèi)，既無電場也無磁場；在第三象限，存在沿y軸正方向的勻強電場和垂直xy平面（紙面）向里的勻強磁場；在第四象限，存在沿y軸負(fù)方向、場強大小與第三象限電場場強相等的勻強電場.一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶電質(zhì)點，從y軸上y=h處的P1點以一定的水平初速度沿x軸負(fù)方向進入第二象限，然后經(jīng)過x軸上x=-2h處的P2點進入第三象限，帶電質(zhì)點恰好能做勻速圓周運動.之后經(jīng)過y軸上y=-2h處的P3點進入第四象限.已知重力加速度為g.求: （1）粒子到達P2點時速度的大小和方向；（2）第三象限空間中電場強度和磁感應(yīng)強度的大?。唬?

2、）帶電質(zhì)點在第四象限空間運動過程中最小速度的大小和方向.2.如圖17所示，一帶電微粒質(zhì)量為m=2.010-11kg、電荷量為q=+1.010-5C，從靜止開始經(jīng)電壓為U1=100V的電場加速后，水平進入兩平行金屬板間的偏轉(zhuǎn)電場中，偏轉(zhuǎn)電壓為U2=100V，接著進入一個方向垂直紙面向里、寬度為D=34.6cm的勻強磁場區(qū)域。已知偏轉(zhuǎn)電場中金屬板長L=20cm，兩板間距d =17.3cm，帶電微粒的重力忽略不計。求：（1）帶電微粒進入偏轉(zhuǎn)電場時的速率v1；（2）帶電微粒射出偏轉(zhuǎn)電場時的速度偏轉(zhuǎn)角；（3）為使帶電微粒不會從磁場右邊界射出，該勻強磁場的磁感應(yīng)強度的最小值B。3.如圖15甲所示，水平加速

3、電場的加速電壓為U0，在它的右側(cè)有由水平正對放置的平行金屬板a、b構(gòu)成的偏轉(zhuǎn)電場，已知偏轉(zhuǎn)電場的板長L=0.10 m，板間距離d=5.010-2 m，兩板間接有如圖15乙所示的隨時間變化的電壓U，且a板電勢高于b板電勢。在金屬板右側(cè)存在有界的勻強磁場，磁場的左邊界為與金屬板右側(cè)重合的豎直平面MN，MN右側(cè)的磁場范圍足夠大，磁感應(yīng)強度B=5.010-3T，方向與偏轉(zhuǎn)電場正交向里（垂直紙面向里）。質(zhì)量和電荷量都相同的帶正電的粒子從靜止開始經(jīng)過電壓U0=50V的加速電場后，連續(xù)沿兩金屬板間的中線OO方向射入偏轉(zhuǎn)電場中，中線OO與磁場邊界MN垂直。已知帶電粒子的比荷為1.0108 C/kg，不計粒子所

4、受的重力和粒子間的相互作用力，忽略偏轉(zhuǎn)電場兩板間電場的邊緣效應(yīng)，在每個粒子通過偏轉(zhuǎn)電場區(qū)域的極短時間內(nèi)，偏轉(zhuǎn)電場可視作恒定不變。（1）求t=0時刻射入偏轉(zhuǎn)電場的粒子在磁場邊界上的入射點和出射點間的距離；（2）求粒子進入磁場時的最大速度；（3）對于所有進入磁場中的粒子，如果要增大粒子在磁場邊界上的入射點和出射點間的距離，應(yīng)該采取哪些措施？試從理論上推理說明。4.如圖所示，帶電平行金屬板PQ和MN之間的距離為d；兩板之間有垂直紙面向里的勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小為B。如圖建立坐標(biāo)系，x軸平行于金屬板，與金屬板中心線重合，y軸垂直于金屬板。區(qū)域I的左邊界為y軸，右邊界與區(qū)域II的左邊界重合，且與y軸平

5、行；區(qū)域II的左、右邊界平行。在區(qū)域I和區(qū)域II內(nèi)分別存在勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小均為B，區(qū)域I內(nèi)的磁場垂直于Oxy平面向外，區(qū)域II內(nèi)的磁場垂直于Oxy平面向里。一電子沿著x軸正向以速度v0射入平行板之間，在平行板間恰好沿著x軸正向做直線運動，并先后通過區(qū)域I和II。已知電子電量為e，質(zhì)量為m，區(qū)域I和區(qū)域II沿x軸方向?qū)挾染鶠?。不計電子重力。?）求兩金屬板之間電勢差U；（2）求電子從區(qū)域II右邊界射出時，射出點的縱坐標(biāo)y；（3）撤除區(qū)域I中的磁場而在其中加上沿x軸正向的勻強電場，使得該電子剛好不能從區(qū)域II的右邊界飛出。求電子兩次經(jīng)過y軸的時間間隔t。5.如圖所示，真空中有以（r，0）為

6、圓心，半徑為 r 的圓形勻強磁場區(qū)域，磁場的磁感應(yīng)強度大小為 B ，方向垂直于紙面向里，在 y = r 的虛線上方足夠大的范圍內(nèi)，有水平向左的勻強電場，電場強度的大小為 E ，現(xiàn)在有一質(zhì)子從 O 點沿與 x 軸正方向斜向下成 30o 方向（如圖中所示）射入磁場，經(jīng)過一段時間后由M點（圖中沒有標(biāo)出）穿過y軸。已知質(zhì)子在磁場中做勻速圓周運動的半徑為 r ，質(zhì)子的電荷量為 e ，質(zhì)量為 m ，不計重力 、阻力。求：（1） 質(zhì)子運動的初速度大小 （2）M點的坐標(biāo) （3）質(zhì)子由O點運動到M點所用時間6.如圖甲所示，在以O(shè)為圓心，內(nèi)外半徑分別為R1和R2的圓環(huán)區(qū)域內(nèi)，存在輻射狀電場和垂直紙面的勻強磁場，內(nèi)

7、外圓間的電勢差U為常量，R1R0，R23R0，一電荷量為q、質(zhì)量為m的粒子從內(nèi)圓上的A點進入該區(qū)域，不計重力(1)已知粒子從外圓上以速度v1射出，求粒子在A點的初速度v0的大小(2)若撤去電場，如圖乙所示，已知粒子從OA延長線與外圓的交點C以速度v2射出，方向與OA延長線成45角，求磁感應(yīng)強度的大小及粒子在磁場中運動的時間(3) 在圖乙中，若粒子從A點進入磁場，速度大小為v3，方向不確定，要使粒子一定能夠從外圓射出，磁感應(yīng)強度應(yīng)小于多少？7.質(zhì)量為m、電量為q的帶電離子從P（0，h）點沿x軸正方向射入第一象限的勻強磁場中，磁感應(yīng)強度為B，并沿著y軸負(fù)方向垂直進入勻強電場（電場方向沿x軸負(fù)方向）

8、，然后離子經(jīng)過y軸上的M（0，2h）點，進入寬度為h的無場區(qū)域，如圖所示，再進入另一范圍足夠大的勻強磁場，最后回到P點。不計重力，試求：（1）初速度v0（2）電場強度E（3）從P點出發(fā)到再次回到P點所用的時間8.如圖所示，勻強電場區(qū)域和勻強磁場區(qū)域是緊鄰的且寬度相等均為d，電場方向在紙平面內(nèi)，而磁場方向垂直紙面向里一帶正電粒子從O點以速度v0沿垂直電場方向進入電場在電場力的作用下發(fā)生偏轉(zhuǎn)，從A點離開電場進入磁場，離開電場時帶電粒子在電場方向的偏移量為d/2，當(dāng)粒子從C點穿出磁場時速度方向與進入電場O點時的速度方向一致，不計帶電粒子的重力，求：(1)粒子從C點穿出磁場時的速度v.(2)電場強度和

9、磁感應(yīng)強度的比值9.如圖所示，粒子源K與虛線MN之間是一加速電場虛線MN與PQ之間是勻強電場，虛線PQ與熒光屏之間是勻強磁場，且MN、PQ與熒光屏三者互相平行電場和磁場的方向如圖所示圖中A點與O點的連線垂直于熒光屏從K發(fā)射出的一初速度為零的帶正電的粒子，被電場加速后以速度v0從A點垂直射入偏轉(zhuǎn)電場，在離開偏轉(zhuǎn)電場后進入勻強磁場，最后恰好垂直地打在圖中的熒光屏上，已知電場和磁場區(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，式中的d是偏轉(zhuǎn)電場的寬度，磁場的磁感應(yīng)強度與偏轉(zhuǎn)電場的電場強度和帶電粒子離開加速電場的速度v0關(guān)系符合表達式，（以上關(guān)系式中U、E、B均為未知量） （1）試說明v0

10、的大小與K和MN之間的距離有何關(guān)系；（無關(guān)） （2）求帶電粒子進入磁場時的速度大?。?V0 （3）帶電粒子最后在電場和磁場中總的偏轉(zhuǎn)距離是多少(0.9d)10.如圖所示, xoy為空間直角坐標(biāo)系，PQ與y軸正方向成=30角。在第四象限和第一象限的xoQ區(qū)域存在磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場，在Poy區(qū)域存在足夠大的勻強電場，電場方向與PQ平行，一個帶電荷量為+q，質(zhì)量為m的帶電粒子從-y軸上的 A(0,-L)點，平行于x軸方向射入勻強磁場，離開磁場時速度方向恰與PQ垂直，粒子在勻強電場中經(jīng)時間后再次經(jīng)過x軸, 粒子重力忽略不計。求：（1）從粒子開始進入磁場到剛進入電場的時間；（2）勻強電場的電場強度

11、E的大小。11.如圖甲所示的坐標(biāo)系中，第四象限內(nèi)存在垂直于紙面向里的有界勻強磁場，方向的寬度OA=cm，方向無限制，磁感應(yīng)強度B0=110-4T。現(xiàn)有一比荷為=21011C/kg的正離子以某一速度從O點射入磁場，=60，離子通過磁場后剛好從A點射出。（1）求離子進入磁場B0的速度的大??；（2）離子進入磁場B0后，某時刻再加一個同方向的勻強磁場，使離子做完整的圓周運動，求所加磁場磁感應(yīng)強度的最小值；（3）離子進入磁場B0的同時，再加一個如圖乙所示的變化磁場（正方向與B0方向相同，不考慮磁場變化所產(chǎn)生的電場），求離子從O點到A點的總時間。12.在xoy坐標(biāo)平面內(nèi)存在著如圖所示的有理想邊界的勻強電場

12、和勻強磁場，在x-2d的區(qū)域內(nèi)勻強電場的場強為E、方向沿+x軸方向，在-2dx0的區(qū)域內(nèi)勻強磁場的磁感應(yīng)強度的大小為，方向垂直于該平面向外。一質(zhì)量為m、帶電荷量為+q的微粒從x軸上的x=-3d處由靜止釋放，經(jīng)過-2dx0的勻強電場區(qū)域后進入勻強磁場。求：（1）微粒到達x=-2d處的速度；（2）微粒離開電場時沿y軸正方向上的位移；（3）微粒第一次打到x軸上的坐標(biāo)。13.如圖所示，坐標(biāo)系中第一象限有垂直紙面向外的勻強磁場，磁感應(yīng)強度B102 T，同時有豎直向上與y軸同方向的勻強電場，場強大小E1102 V/m，第四象限有豎直向上與y軸同方向的勻強電場，場強大小E22E12102 V/m.若有一個帶

13、正電的微粒，質(zhì)量m1012kg，電荷量q1013C，以水平與x軸同方向的初速度從坐標(biāo)軸的P1點射入第四象限，OP10.2 m，然后從x軸上的P2點進入第一象限，OP20.4 m，接著繼續(xù)運動(g10 m/s2)求：(1)微粒射入的初速度；(2)微粒第三次過x軸的位置及從P1開始到第三次過x軸的總時間 14.如圖，POy區(qū)域內(nèi)有沿y軸正方向的勻強電場，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

14、強度E與磁感應(yīng)強度B的比值15.如圖所示，在xOy平面的第一象限內(nèi)存在著方向垂直紙面向外，磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場，在第四象限內(nèi)存在方向沿負(fù)x方向的勻強電場。從y軸上坐標(biāo)為（0，a）的P點同時沿垂直磁場方向向磁場區(qū)發(fā)射速度大小不是都相等的帶正電的同種粒子，粒子的速度方向在與y軸正方向成30150角的范圍內(nèi)，結(jié)果所有粒子經(jīng)過磁場偏轉(zhuǎn)后都垂直打到x軸上，然后進入第四象限內(nèi)的電場區(qū)。已知帶電粒子電量為+q，質(zhì)量為m，不計粒子重力和粒子間的相互作用力。 （1）求全部粒子經(jīng)過x軸的時間差。 （2）求粒子通過x軸時的位置范圍。 （3）已知從P點發(fā)出時速度最大的粒子受到的磁場力與它在電場中受到的電場力大小相

15、等，求從P點發(fā)出時速度最小的粒子穿過電場后在y軸上的Q點射出電場時的速度大小v。16.如圖所示，在以坐標(biāo)原點O為圓心、半徑為R的半圓形區(qū)域內(nèi)，有相互垂直的勻強電場和勻強磁場，磁感應(yīng)強度為B，磁場方向垂直于xOy平面向里。一帶正電的粒子（不計重力）從O點沿y軸正方向以某一速度射入，帶電粒子恰好做勻速直線運動，經(jīng)t0時間從P點射出。（1）求電場強度的大小和方向。（2）若僅撤去磁場，帶電粒子仍從O點以相同的速度射入，經(jīng)時間從半圓形區(qū)域的邊界射出。求粒子運動加速度的大小。17.如圖甲所示，在xOy平面內(nèi)存在垂直平面的磁場，磁感應(yīng)強度的變化規(guī)律如圖乙所示（規(guī)定向里為磁感應(yīng)強度的正方向），在t=0時刻由原

16、點O發(fā)射初速度大小為v0，方向沿y軸正方向的帶負(fù)電粒子（不計重力）若粒子的比荷大小試求：（1）帶電粒子從出發(fā)到再次回到原點所用的時間；（2）帶電粒子從出發(fā)到再次回到原點的運動軌跡的長度；（3）若粒子的比荷變?yōu)?，同時在y軸方向加勻強電場，其電場強度的變化規(guī)律如圖丙所示（沿y軸正方向電場強度為正），要使帶電粒子能夠在運動一段時間后回到原點，則E的取值應(yīng)為多少？18.如圖所示，在xoy平面內(nèi)，第象限內(nèi)的直線OM是電場與磁場的邊界，OM與負(fù)14x軸成45角在x0且OM的左側(cè)空間存在著負(fù)x方向的勻強電場E，場強大小為0.32N/C； 在y0且OM的右側(cè)空間存在著垂直紙面向里的勻強磁場B，磁感應(yīng)強度大小為

17、0.1T一不計重力的帶負(fù)電的微粒，從坐標(biāo)原點O沿y軸負(fù)方向以v0=2103m/s的初速度進入磁場，最終離開電磁場區(qū)域已知微粒的電荷量q=510-18C，質(zhì)量m=110-24kg，求：（1）帶電微粒第一次經(jīng)過磁場邊界的位置坐標(biāo)；（2）帶電微粒在磁場區(qū)域運動的總時間；（3）帶電微粒最終離開電磁場區(qū)域的位置坐標(biāo)19.如圖所示，真空有一個半徑r=0.5m的圓形磁場，與坐標(biāo)原點相切，磁場的磁感應(yīng)強度大小B=210-T，方向垂直于紙面向外，在x=r處的右側(cè)有一個方向豎直向上的寬度為L1=0.5m的勻強電場區(qū)域（電場區(qū)域的左右邊界如圖中虛線所示），電場強度E=1.510N/C。在x=2m處有一垂直x方向的足

18、夠長的熒光屏，從O點處向不同方向發(fā)射出速率相同的荷質(zhì)比=1109C/kg帶正電的粒子，粒子的運動軌跡在紙面內(nèi)，一個速度方向沿y軸正方向射入磁場的粒子，恰能從磁場與電場的相切處進入電場。不計重力及阻力的作用。求：（1）該粒子進入電場時的速度和粒子在磁場中的運動時間。（2）該粒子最后打到熒光屏上，該發(fā)光點的位置坐標(biāo)。（3）求熒光屏上出現(xiàn)發(fā)光點的范圍20.如圖甲所示，水平放置的平行金屬板A、B，兩板的中央各有一小孔O1、O2，板間距離為d，當(dāng)t=0時，在a、b兩端加上如圖乙所示的電壓，同時，在c、d兩端加上如圖丙所示的電壓.此時將開關(guān)S接1.一質(zhì)量為m的帶負(fù)電微粒P恰好靜止于兩孔連線的中點處（P、O

19、1、O2在同一豎直線上）.重力加速度為g，不計空氣阻力.（1）若在t=T/4時刻，將開關(guān)S從1扳到2，當(dāng)Ucd=2U0時，求微粒P加速度的大小和方向；（2）若要使微粒P以最大的動能從A板的小孔O1射出，問在t=T/2到t=T之間的哪個時刻，把開關(guān)S從1扳到2？Ucd的周期T至少為多少？ 21. 如圖所示，真空中有以（r，0）為圓心，半徑為 r 的圓形勻強磁場區(qū)域，磁場的磁感應(yīng)強度大小為 B ，方向垂直于紙面向里，在 y = r 的虛線上方足夠大的范圍內(nèi)，有水平向左的勻強電場，電場強度的大小為 E ，現(xiàn)在有一質(zhì)子從 O 點沿與 x 軸正方向斜向下成 30o 方向（如圖中所示）射入磁場，經(jīng)過一段時

20、間后由M點（圖中沒有標(biāo)出）穿過y軸。已知質(zhì)子在磁場中做勻速圓周運動的半徑為 r ，質(zhì)子的電荷量為 e ，質(zhì)量為 m ，不計重力 、阻力。求：（1） 質(zhì)子運動的初速度大?。?）M點的坐標(biāo)（3）質(zhì)子由O點運動到M點所用時間 22.如圖所示的區(qū)域中，左邊為垂直紙面向里的勻強磁場，磁感應(yīng)強度為 B ，右邊是一個電場強度大小未知的勻強電場，其方向平行于OC且垂直于磁場方向一個質(zhì)量為m 、電荷量為-q 的帶電粒子從P孔以初速度V0沿垂直于磁場方向進人勻強磁場中，初速度方向與邊界線的夾角600 ，粒子恰好從C孔垂直于OC射入勻強電場，最后打在Q點，已知OQ 2 OC ，不計粒子的重力，求：（ l ）粒子從P

21、運動到Q所用的時間 t 。（ 2 ）電場強度 E 的大?。?3 ）粒子到達Q點時的動能EkQ23.如圖甲所示，在真空中，有一半徑為R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，兩板間距為R，板長為2R，板間的中心線O1O2與磁場的圓心O在同一直線上有一電荷量為q、質(zhì)量為m的帶正電的粒子以速度v0從圓周上的a點沿垂直于半徑OO1并指向圓心O的方向進入磁場，當(dāng)從圓周上的O1點水平飛出磁場時，給M、N兩板加上如圖乙所示的電壓，最后粒子剛好以平行于N板的速度從N板的邊緣飛出(不計粒子所受到的重力、兩板正對面之間為勻強電場，邊緣電場不計)，求：(1).磁場的磁感應(yīng)強度

22、B；(2).求交變電壓的周期T和電壓U0的值；(3).當(dāng)t時，該粒子從M、N板右側(cè)沿板的中心線仍以速度v0射入M、N之間，求粒子從磁場中射出的點到a點的距離。24.如圖，在區(qū)域I（0 xd）和區(qū)域II（dx2d）內(nèi)分別存在勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小都為B，但方向相反，且都垂直于Oxy平面。一質(zhì)量為m，帶電荷量q（q0）的粒子于某時刻從y軸上的P點射入?yún)^(qū)域I，其速度方向沿x軸正向。已知粒子在離開區(qū)域I時，速度方向與x軸正方向的夾角為30；求（1）粒子射入?yún)^(qū)域I時速度的大??；（2）當(dāng)粒子離開區(qū)域II時，出射位置與P點位置的y坐標(biāo)之差。（3）粒子從P點入射到離開區(qū)域II時所經(jīng)歷的時間25.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