求磁场最小的面积问题单元过关检测卷(六)含答案高中物理选修3-1辅导班专用

高中物理专题复习选修3-1
磁场单元过关检测
考试范围：求磁场最小面积问题；满分：100分
注意事项：
1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息
2．请将答案正确填写在答题卡上 评卷人
得分 一、计算题
1．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B 1，E 的大小为0.5×103V/m ，B 1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B 2，磁场B 2的下边界与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B 1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B 1场中沿直线运动，M 点的坐标为(0，-10)。

不计粒子重力， g 取10m/s 2。

(1)请分析判断匀强电场E 1的方向并求出微粒的运动速度v ；
(2)匀强磁场B 2的大小为多大？
(3) B 2磁场区域的最小面积为多少？
2．如图甲所示，x 轴正方向水平向右，y 轴正方向竖直向上。

在xoy 平面内有与y 轴平行的匀强电场，在半径为R 的圆形区域内加有与xoy 平面垂直的匀强磁x /cm
y /cm
O
M P
60°
场。

在坐标原点O处放置一带电微粒发射装置，它可以连续不断地发射具有相同
质量m、电荷量q（
q）和初速为0v的带电粒子。

已知重力加速度大小为g。

（1）当带电微粒发射装置连续不断地沿y轴正方向发射这种带电微粒时，这些带电微粒将沿圆形磁场区域的水平直径方向离开磁场，并继续沿x轴正方向运动。

求电场强度和磁感应强度的大小和方向。

（2）调节坐标原点。

处的带电微粒发射装置，使其在xoy平面内不断地以相同速率v0沿不同方向将这种带电微粒射入第1象限，如图乙所示。

现要求这些带电微粒最终都能平行于x轴正方向运动，则在保证匀强电场、匀强磁场的强度及方向不变的条件下，应如何改变匀强磁场的分布区域?并求出符合条件的磁场区域的最
小面积。

3．如图为可测定比荷的某装置的简化示意图，在第一象限区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小B=2.0×10-3T,在X轴上距坐标原点L=0.50m的P处为离子的入射口，在Y上安放接收器，现将一带正电荷的粒子以v=3.5×
104m/s的速率从P处射入磁场，若粒子在y轴上距坐标原点L=0.50m的M处被观测到，且运动轨迹半径恰好最小，设带电粒子的质量为m,电量为q,不记其重力。

（1）求上述粒子的比荷；
（2）如果在上述粒子运动过程中的某个时刻，在第一象限内再加一个匀强电场，就可以使其沿y轴正方向做匀速直线运动，求该匀强电场的场强大小和方向，并求出从粒子射入磁场开始计时经过多长时间加这个匀强电场；
（3）为了在M处观测到按题设条件运动的上述粒子，在第一象限内的磁场可以局限在一个矩形区域内，求此矩形磁场区域的最小面积，并在图中画出该矩形。

4．如图5，一个质量为，带电量的粒子在BC边上的M点以速度垂直于BC 边飞入正三角形ABC。

为了使该粒子能在AC边上的N点（CM＝CN）垂真于AC边。