(推荐)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l，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

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

时刻经极板边缘射入磁

场．上述m、q、l、t

、B为已知量．（不考虑粒子间相互影响及返回板间的情况）

（1）求电压U

的大小．

（2）求t

时进入两板间的带电粒子在磁场中做圆周运动的半径．

（3）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．2．如图所示，在xOy平面内，0＜x＜2L的区域内有一方向竖直向上的匀强电场，2L＜x＜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

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

1：m

2

；

（2）两粒子相遇的位置P点的坐标；（3）两粒子先后进入电场的时间差．

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

1、s

2

分别为M、N

板上的小孔，s

1、s

2

、O三点共线，它们的连线垂直M、N，且s

2

O=R．以O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O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

1

进入M、N间的电场后，

通过s

2进入磁场．粒子在s

1

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υ；

（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

；

（3）当M、N间的电压不同时，粒子从s

1

到打在D上经历的时间t会不同，求t 的最小值．

4．如图所示，直角坐标系xoy位于竖直平面内，在‑m≤x≤0的区域内有磁感应强度大小B=4.0×10﹣4T、方向垂直于纸面向里的条形匀强磁场，其左边界与x 轴交于P点；在x＞0的区域内有电场强度大小E=4N/C、方向沿y轴正方向的条形匀强电场，其宽度d=2m．一质量m=6.4×10﹣27kg、电荷量q=﹣3.2×10‑19C的带电粒子从P点以速度v=4×104m/s，沿与x轴正方向成α=60°角射入磁场，

经电场偏转最终通过x轴上的Q点（图中未标出），不计粒子重力．求：

（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．

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．平行金属板右侧有一挡板M，中间有小孔O′，OO′是平行于两金属板度为B

1

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

2

边界上的一绝缘板，它与M板的夹角θ=45°，O′C=a，现有大量质量均为m，B

2

含有各种不同电荷量、不同速度的带电粒子（不计重力），自O点沿OO′方向进

中，求：入电磁场区域，其中有些粒子沿直线OO′方向运动，并进入匀强磁场B

2

的带电粒子的速度；

（1）进入匀强磁场B

2

（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IV 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．一质量为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0

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：

；

（1）M、N两点间的电势差U

MN

（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

=0.40T，方向垂直纸面向里，电场强度E=2.0×105V/m，PQ为板间中感应强度B

1

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，

=0.25T，磁场边界AO和y轴的夹角∠AOy=45°．一束带电量q=8.0磁感应强度B

2

×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

度方向与x轴正方向夹角在45°～90°之间．则：