高中物理磁场大题(超全)

高中物理磁场大题

一•解答题（共30小题）

1. 如图甲所示，建立Oxy 坐标系，两平行极板P 、Q 垂直于y 轴且关于x 轴对称, 极板长度和板间距均为I ，第一四象限有磁场，方向垂直于 Oxy 平面向里.位于 极板左侧的粒子源沿x 轴间右连续发射质量为 m 电量为+q 、速度相同、重力不 计的带电粒子在0〜3t o 时间内两板间加上如图乙所示的电压（不考虑极边缘的 影响）.已知t=0时刻进入两板间的带电粒子恰好在 t o 时刻经极板边缘射入磁

场.上述m q 、I 、t o 、B 为已知量.（不考虑粒子间相互影响及返回板间的情况）

y

X X X X X x x X X X X X X X x E x X X

图乙

2. 如图所示，在xOy 平面内，0v x v 2L 的区域内有一方向竖直向上的匀强电场， 2L v x v 3L 的区域内有一方向竖直向下的匀强电场，两电场强度大小相等. x > 3L 的区域内有一方向垂直于 xOy 平面向外的匀强磁场.某时刻，一带正电的粒 子从坐标原点以沿x 轴正方向的初速度V 0进入电场；之后的另一时刻，一带负 电粒子以同样的初速度从坐标原点进入电场. 正、负粒子从电场进入磁场时速度 方向与电场和磁场边界的夹角分别为 60°和30°,两粒子在磁场中分别运动半 周后在某点相遇.已经两粒子的重力以及两粒子之间的相互作用都可忽略不计， 两粒子带电量大小相等.求：

（1） 正、负粒子的质量之比m ： m ； （2） 两粒子相遇的位置P 点的坐标;

(1) (2) (3) 图甲

求电压U 0的大小.

求寺t o 时进入两板间的带电粒子在磁场中做圆周运动的半径.

何时射入两板间的带电粒子在磁场中的运动时间最短？求此最短时间.

3•如图所示，相距为R 的两块平行金属板 M N 正对着放置，s i 、S 2分别为M N 板上的小孔，s i 、S 2、0三点共线，它们的连线垂直 M N,且S 20=R 以0为圆心、 R 为半径的圆形区域内存在磁感应强度为

B 、方向垂直纸面向外的匀强磁场.D

为收集板，板上各点到 0点的距离以及板两端点的距离都为 2R,板两端点的连 线垂直M N 板.质量为m 带电量为+q 的粒子，经S i 进入M N 间的电场后， 通过S 2进入磁场.粒子在S i 处的速度和粒子所受的重力均不计.

(1) 当M N 间的电压为U 时，求粒子进入磁场时速度的大小 u; (2) 若粒子恰好打在收集板D 的中点上，求M N 间的电压值U 0;

(3) 当M N 间的电压不同时，粒子从S i 到打在D 上经历的时间t 会不同，求t 的最小值.

(1) 带电粒子在磁场中运动时间；

(2) 当电场左边界与y 轴重合时Q 点的横坐标； (3)

若只改变上述电场强度的大小，要求带电粒子仍能通过

Q 点，讨论此电场

左边界的横坐标x '与电场强度的大小E'的函数关系

.

vt —

k X

k

i

1

I

1

i

1 J i J1

i '!

\i

i

i i

1

F1 Q

X X :S

1

1

;x X

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i

»

i

P

b

1

1

1

1

E

-百

i ■

: X

1

1

1

1

1

1

1

5 •如图所示，两平行金属板AB中间有互相垂直的匀强电场和匀强磁场. A板带正电荷，B板带等量负电荷，电场强度为E;磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度为B i.平行金属板右侧有一挡板M中间有小孔O，00是平行于两金属板的中心线.挡板右侧有垂直纸面向外的匀强磁场，磁场应强度为B. CD为磁场IB2边界上的一绝缘板，它与M板的夹角9 =45°，0 C=a现有大量质量均为m 含有各种不同电荷量、不同速度的带电粒子(不计重力)，自0点沿00方向进入电磁场区域，其中有些粒子沿直线00方向运动，并进入匀强磁场B2中，求:

(1) 进入匀强磁场B的带电粒子的速度；

(2) 能击中绝缘板CD的粒子中，所带电荷量的最大值；

(3) 绝缘板CD上被带电粒子击中区域的长度.

6. 在平面直角坐标系xoy中，第I象限存在沿y轴负方向的匀强电场，第

象限存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场，磁感应强度为B•—质量为m电荷量

为q的带正电的粒子从y轴正半轴上的M点以速度V。垂直于y轴射入电场，经x 轴上的N点与x轴正方向成45°角射入磁场，最后从y轴负半轴上的P点垂直于y 轴射出磁场，如图所示.不计粒子重力，求：

IV

(1) M N两点间的电势差U;

(2) 粒子在磁场中运动的轨道半径r;

(3) 粒子从M点运动到P点的总时间t .

7. 如图所示的平行板器件中，存在相互垂直的匀强磁场和匀强电场，磁场的磁

感应强度B=0.40T,方向垂直纸面向里，电场强度E=2.0 x lO5V/m, PQ为板间中线•紧靠平行板右侧边缘xOy坐标系的第一象限内，有垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度R=0.25T，磁场边界AO和y轴的夹角/ AOy=45 . 一束带电量q=8.0 x 10

19C的正离子从P点射入平行板间，沿中线PQ做直线运动，穿出平行板后从y轴「

上坐标为(0，0.2m)的Q点垂直y轴射入磁场区，离子通过x轴时的速

(2) 离子的质量应在什么范围内？

(3) 现只改变AOy区域内磁场的磁感应强度大小，使离子都不能打到x轴上,