最新高二物理电磁场复合场典型习题(期末复习)
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1.如图所示的坐标系,x轴沿水平方向,y轴沿竖直方向.在x轴上方空间的第一、第二象限内,既无电场也无磁场;在第三象限,存在沿y轴正方向的匀强电场和垂直xy平面(纸面)向里的匀强磁场;在第四象限,存在沿y轴负方向、场强大小与第三象限电场场强相等的匀强电场.一质量为m、电荷量为q的带电质点,从y轴上y=h处的P1点以一定的水平初速度沿x轴负方向进入第二象限,然后经过x轴上x=-2h处的P2点进入第三象限,带电质点恰好能做匀速圆周运动.之后经过y轴上y=-2h处的P3点进入第四象限.已知重力加速度为g.求:
(1)粒子到达P2点时速度的大小和方向;
(23)带电质点在第四象限空间运动过程中最小速度的大小和方向.
2.如图17所示,一带电微粒质量为m=2.0×10-11kg、电荷量为q=+1.0×10-5C,从静止开始经电压为U1=100V 的电场加速后,水平进入两平行金属板间的偏转电场中,偏转电压为U2=100V,接着进入一个方向垂直纸面向里、宽度为D=34.6cm的匀强磁场区域。已知偏转电场中金属板长L=20cm,两板间距d =17.3cm,带电微粒的重力忽略不计。求:
(1)带电微粒进入偏转电场时的速率v1;
(2)带电微粒射出偏转电场时的速度偏转角;
(3)为使带电微粒不会从磁场右边界射出,该匀强磁场的磁感应强度的最小值B。
3.如图所示,带电平行金属板PQ和MN之间的距离为d;两板之间有垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小为B。如图建立坐标系,x轴平行于金属板,与金属板中心线重合,y轴垂直于金属板。区域I的左边界为y轴,右边界与区域II的左边界重合,且与y轴平行;区域II的左、右边界平行。在区域I和区域II内分别存在匀强磁场,磁感应强度大小均为B,区域I内的磁场垂直于Oxy平面向外,区域II内的磁场垂直于Oxy平面向里。一电子沿着x轴正向以速度v0射入平行板之间,在平行板间恰好沿着x轴正向做直线运动,并先后通过区域I和II。已知电子电量为e,质量为m,区域I和区域II沿x轴方向宽度均
为。不计电子重力。
(1)求两金属板之间电势差U;
(2)求电子从区域II右边界射出时,射出点的纵坐标y;
(3)撤除区域I中的磁场而在其中加上沿x轴正向的匀强电场,使得该电子刚好不能从区域II的右边界飞出。求电子两次经过y轴的时间间隔t。
4.如图所示,真空中有以(r,0)为圆心,半径为 r 的圆形匀强磁场区域,磁
场的磁感应强度大小为 B ,方向垂直于纸面向里,在 y = r 的虚线上方足够
大的范围内,有水平向左的匀强电场,电场强度的大小为 E ,现在有一质子从
O 点沿与 x 轴正方向斜向下成 30o方向(如图中所示)射入磁场,经过一段时
间后由M点(图中没有标出)穿过y轴。已知质子在磁场中做匀速圆周运动的
半径为 r ,质子的电荷量为 e ,质量为 m ,不计重力、阻力。
求:(1)质子运动的初速度大小
(2)M点的坐标
(3)质子由O点运动到M点所用时间
5.质量为m、电量为q的带电离子从P(0,h)点沿x轴正方向射入第一象限的匀强磁场中,磁感应强度为B,并沿着y 轴负方向垂直进入匀强电场(电场方向沿x轴负方向),然后离子经过y轴上的M(0,-2h)点,进入宽度为h的无场区域,如图所示,再进入另一范围足够大的匀强磁场,最后回到P点。不计重力,试求:
(1)初速度v0
(2)电场强度E
(3)从P点出发到再次回到P点所用的时间