(完整版)电磁综合第十周1生1答案

1、1、如图 1 所示，被 U=1000V 的电压加速的电子从电子枪中发射出来，沿直线 a 方向运动，要求击中在 = 3 方向，距枪口 d=5cm 的目标 M ，已知磁场垂直于由直线 a 和 M 所决定的平面，求磁感强度分析 电子离开枪口后受洛仑兹力作用做匀速圆周运动，要求击中目标 M ，必须加上垂直纸面向内的磁场， 如图 2 所示通过几何方法确定圆心后就可迎刃而解了解由图得电子圆轨道半径r=d 2sin 2、两块长为 L 、间距为 d 的平行金属板水平放置，处于方向垂直纸面向外、磁感强度为 B 的匀强磁场中，质量为 m、电量为 e 的质子从左端正中 A 处水平射入（如图）为使质子飞离磁场而不打在

2、金属板上，入射速度为_根据 R2=L2+（R d 2） 2，得3、三个速度大小不同的同种带电粒子，沿同一方向从图1 长方形区域的匀强磁场上边缘射入，当它们从下边缘飞出时对入射方向的偏角分别为 90°、 60°、30°则它们在磁场中运动时间之比为 A111B123C321为了进一步确定带电粒子飞经磁场时的偏转角与时间的关系，可作一般分析 如图 2，设带电粒子在磁场中的轨迹为曲线 MN 通过入射点和出射点作速度方向的垂线相交得圆心 O由几何关系知， 圆弧 MN 所对的圆心角等于出射速度方向对入射速度方向的偏角 粒子通讨磁场的时间因此，同种粒子以不同速度射入磁场，经历的

3、时间与它们的偏角 成正比，即t1t2t3 90° 60°30°=3 2 1答 C图 82244、如图 8 2 24 所示，在 x>0、y>0 的空间有恒定的匀强磁场，磁感应强度的方向垂直于xOy平面向里，大小为B，现有四个质量及电荷量均相同的带电粒子，由x 轴上的P 点以不同的初速度平行于y 轴射入此磁场，其出射方向如图所示，不计重力的影响，则()A 初速度最大的粒子是沿方向射出的粒子B 初速度最大的粒子是沿方向射出的粒子C在磁场中运动时间最长的是沿方向射出的粒子D在磁场中运动时间最长的是沿方向射出的粒子mv解析：显然图中四条圆弧中对应的半径最大，由半

4、径公式RBq 可知，质量和电荷量相同的带电粒子在同一个磁场中做匀速圆周运动的速度越大，半径越大，A 项对 B 项错；根据周期公式 T2m知，当圆弧对应的圆心角为时，带电粒子在磁场中运动的时间为tBqm圆心均在 x 轴上，由半径大小关系可知的圆心角为，圆心角越大则运动时间越长，Bq且最大，故在磁场中运动时间最长的是沿方向出射的粒子，D 对，C 错答案： AD5、图 8225如图 8 2 25 所示，在屏MN 的上方有磁感应强度为B 的匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里 P 为屏上的一个小孔PC 与 MN 垂直一群质量为 m、带电量为 q 的粒子 (不计重力 )，以相同的速率v，从 P 处沿垂直于磁场

5、的方向射入磁场区域粒子入射方向在与磁场B 垂直的平面内，且散开在与PC 夹角为 的范围内则在屏 MN 上被粒子打中的区域的长度为()2mv2mvcos A. qBB.qBC.2mv(1 sin )D.2mv(1 cos )qBqB解析：由图可知，沿 PC 方向射入磁场中的带负电的粒子打在MN 上的点离 P 点最远， 为 PR 2mv，沿两边界线射入磁场中的带负电的粒子打在MN 上的点离Bq2mvP 点最近为： PQ Bq cos ，故在屏 MN 上被粒子打中的区域的长度为：QR PR PQ2mv(1 cos )，选项 D 正确qB答案： D6、图 8222如右图 8 2 22 所示为圆柱形区域

6、的横截面， 在该区域加沿圆柱轴线方向的匀强磁场带电粒子 (不计重力 )第一次以速度v1 沿截面直径入射，粒子飞入磁场区域时，速度方向偏转60°角；该带电粒子第二次以速度v2 从同一点沿同一方向入射，粒子飞出磁场区域时，速度方向偏转 90°角则带电粒子第一次和第二次在磁场中运动的()A 半径之比为 3 1B 速度之比为 1 3C时间之比为 2 3D 时间之比为 3 2答案： AC7、如图 1 所示，一足够长的矩形区域 abcd 内充满磁感应强度为 B、方向垂直纸面向里的匀强磁场现从矩形区域 ad 边的中点 O 处垂直磁场射入一速度方向跟 ad 边夹角为 30°、大小

7、为 v0 的带电粒子已知粒子质量为 m，电量为 q， ad 边长为 L ，重力影响忽略不计 （1）试求粒子能从 ab 边上射出磁场的 v0 的大小范围？（ 2）问粒子在磁场中运动的最长时间是多少？）在这种情况下，粒子从磁场区域的某条边射出，试求射出点在这条边上的范围分析 设带电粒子在磁场中正好经过 cd 边（相切），从 ab 边射出时速度为v1，轨迹如图 2 所示有以下关系：据几何关系分析得R1=L 又设带电粒子在磁场中正好经过ab 边(相切），从 ad 边射出时速度为V 2，则解因此，带电粒子从ab 边射出磁场的 v0 的大小范围为：v1 v0v2，（ 2）带电粒子在磁场中的周期带电粒子在磁

8、场中运动轨迹占圆周比值最大的，运动时间最长据几何间图 82198、如图82 19 所示，在x 轴上方存在垂直纸面向里的磁感应强度为B 的匀强磁场，x 轴下方存在垂直纸面向外的磁感应强度为B的匀强磁场一带负电的粒子从原点O 以与x 轴2成 30°角斜向上射入磁场，且在上方运动半径为R.则 (A 粒子经偏转一定能回到原点OB 粒子在 x 轴上方和下方两磁场中运动的半径之比为)2 12mC粒子完成一次周期性运动的时间为3qBD粒子第二次射入 x 轴上方磁场时，沿x 轴前进 3Rmv解析：由 r qB 可知，粒子在 x 轴上方和下方两磁场中运动的半径之比为1 2，所以 B 项错误；粒子完成一

9、次周期性运动的时间t1T11T2m 2m m，所以 C 项错误；粒663qB 3qB qB子第二次射入 x 轴上方磁场时沿 x 轴前进 l R 2R3R，则粒子经偏转不能回到原点O，所以 A 项不正确， D 项正确9、如图所示，在一矩形区域内存在互相垂直的匀强电场和匀强磁场电场强度为 E、磁感应强度为 B，复合场的水平宽度 d，竖直方向足够长现有一束电量为 q、质量为 m 的 粒子，初速度 v0 各不相同，沿电场方向进入场区，能逸出场区的 粒子的动能增量 Ek 为 A q（B+E）d BqEdB CEqd分析 粒子重力可以忽略不计 粒子进入电磁场时，除受电场力外还受到洛仑兹力作用，因此 粒子速

10、度大小变化，速度方向也变化洛仑兹力对电荷不做功，电场力对电荷做功 运动电荷从左进从右出 根据动能定理 W= Ek，即 EK=Eqd，选项 C 正确如果运动电荷从左进左出，电场力做功为零，那么选项 D 正确10、如图 1 所示，在空间存在着水平方向的匀强磁场和竖直方向的匀强电场 电场强度为 E，磁感应强度为 B在某点由静止释放一个带电液滴 a，它运动到最低点处，恰与一个原来处于静止的液滴 b 相撞撞后两液体合为一体， 沿水平方向做直线运动 已知液滴 a 的质量是液滴 b 的质量的 2 倍，液滴 a 所带电量是液滴 b 所带电量的 4 倍求两液滴初始位置的高度差 h（设 a、b 之间的静电力可以不

11、计）解设 a 的质量为 2m，带电量为 -4q， b 的质量为 m，带电量为 q碰撞： 2mv1=3mv2， 碰后： 3Eq+3mg=3qv2B（图 2c） 11、如图所示，在 x 轴上方是垂直纸面向里的磁感应强度为 B 的匀强磁场，在 x 轴下方是方向与 y 轴正方向相反的场强为 E 的匀强电场，已知沿 x 轴方向跟坐标原点相距为 l 处有一垂直于 x 轴的屏 MN 现有一质量 m、带电量为负 q 的粒子从坐标原点沿 y 轴正方向射入磁场如果想使粒子垂直打在光屏 MN 上，那么：（ l）电荷从坐标原点射入时速度应为多大？（ 2）电荷从射入磁场到垂直打在屏上要多少时间？解（ 1）如图所示，要使

12、粒子垂直打在光屏MN 上，必须n·2R+R=l ， (1)（ 2）粒子运动总时间由在磁场中运动时间t1 和在电场中运动时间t2 两部分构成12、如图所示，以正方形abco 为边界的区域内有平行于x 轴指向负方向的匀强电场和垂直纸面向外的匀强磁场，正方形边长为L ，带电粒子（不计重力）从oc 边的中点 D 以某一初速度平行于y 轴的正方向射入场区， 恰好沿直线从 ab 边射出场区如果撤去磁场，保留电场，粒子仍以上述初速度从 D 点射入场区，则从 bc 边上的 P 点射出场区假设 P 点的纵坐标 y=h；如果撤去电场，保留磁场，粒子仍以上述的初速度从 D 点射入场区， 在 l 有不同取值

13、的情况下， 求粒子射出场区时，出射点在场区边界上的分布范围解当电场和磁场同时存在时，据题意有qBv=qE 撤去磁场，电偏转距离为撤去电场，磁偏转距离为 式联立求得若要从 o 点射出，则 y=0， R=L4，由式得 h=L 2图 821613、如图8 2 16所示，在半径为R 的圆形区域内，有匀强磁场，磁感应强度为B，方向垂直于圆平面(未画出)一群比荷为q 的负离子体以相同速率 mv0(较大 )，由 P 点在纸平面内向不同方向射入磁场中发生偏转后，又飞出磁场， 则下列说法正确的是(不计重力)()A 离子飞出磁场时的动能一定相等B 离子在磁场中运动半径一定相等C由 Q 点飞出的离子在磁场中运动的时

14、间最长D沿 PQ 方向射入的离子飞出时偏转角最大答案： BC图 821714、如图 14 所示，在 OXYZ 的空间中，分布着以XOZ 平面为边界的匀强磁场， XOZ 平面的上方磁场的磁感应强度为B1， XOZ 平面下方磁场的磁感应强度为B2，两磁场方向均沿Z 轴正方向，且 B =3B 。今有一带正电的粒子：在XOY 平面内自 X 轴上的 P 点出发，以初2l速度 V0，进入磁场 Bl 中， V0的方向与 X 轴正方向成30°角，大小为 6.28m/s。， (粒子的重力不计， 的值取 3.14)（ 1）画出粒子自P 点出发后的运动轨迹示意图(至少画出二次经过X 轴的情况 )：（ 2）

15、求出粒子自P 点出发后到第四次经过 X 轴的时间内平均速度的大小。V015、解析：设粒子运行的轨迹半径分别为r、r ；12周期分别为 T1、 T2(1)粒子在 B1 磁场中的轨迹长度是以r 1 为半径的图 14圆周长的 1/6，粒子在 B2 磁场中的轨迹长度是以r2 为半径的圆周长的5/6；又 r 2=r 1/3，故轨迹如图21 所示。(2)qV B =mV2/r0101T1=2 r1 /V0由得 r 1=mV0 /qB1T1=2 m/qB1同理可得 r 2=r1/3T2=T1/3粒子前进的位移S=PP =2( r -r )=4 mV /3qB14120粒子前进的时间t=2( T15T2 )=

16、16 m/9qB166粒子运行的平均速度V=S/T=3V0/4 =1.5m/s图 2115、如图为两个不同闭合电路中两个不同电源的U-I 图像，下列判断正确的是（）A电动势 E E，发生短路时的电流I I2121B电动势 E1=E2，内阻 r1 r2C电动势 E1E2，内阻 r1 r216、一辆公共汽车进站后开始刹车，做匀减速直线运动开始刹车后的第1 s 内和第 2 s内位移大小依次为9 m 和 7 m则刹车后 6 s内的位移是（）A 20 mB 24 mC25 mD 75 m17 、如图 3-10 所示的电路中， 、 、 、 、 为阻值固定的电阻， 为可变电阻，为内阻可忽略的电流表，为内阻很

17、大的电压表，电源的电动势为，内阻为当的滑动触头向端移动时 图 3-10电压表的读数变小电压表的读数变大电流表的读数变小电流表的读数变大18、如图所示的真空管中，质量为m，电量为 e 的电子从灯丝发出，经过电压加速后沿中心线射入相距为d 的两平行金属板、间的匀强电场中，通过电场后打到荧光屏上，设、间电压为 ，、板长为l1,平行金属板右端到荧光屏的距离为l ,求：电子离开匀强电场时的速度与进入时速度间的夹角的正切值。电子打到荧光屏上的位置偏离屏中心距离。19. 为了测定一电阻约 20，额定电流为 0.5A 的电阻器的电阻，现备有下列器材：(A) 内阻不计的 6v 电源；(B) 量程为 0 3A，内阻约为 0. 06 的电流表；(C) 量程为 0 0.6A ，内阻约为 5 的电流表；(D) 量