专题12电磁学综合2

1、微山一中高三物理复习学案编制：马怀连 审核：何吉明 日期：2014-4-16 班级 姓名专题12:电磁学综合21、如图所示，两块平行金属极板 MNK平放置,板长L=1 m,间距d=43m,两金属板间电3压Umn =1m104V ;在平行金属板右侧依次存在 AB5口 FGH两个全等的正三角形区域，正三角形ABC内存在垂直纸面向里的匀强磁场 B,三角形的上顶点A与上金属板M平齐，BC边与金 属板平行，AB边的中点P恰好在下金属板N的右端点；正三角形FGHft存在垂直纸面向外的 匀强磁场B2,已知A、F、G处于同一直线上，B、G H也处于同一直线上，AF两点距离为2m。3现从平行金属 极板 MN左端

2、沿中轴 线方向 入射一个重力 不计的带电粒子，粒 子质量 m=3M10°°kg,带电量 q = +1M10、C ,初速度 v0 =1父 105m/s。(1)求带电粒子从电场中射出时的速度 v的大小和方向(2)若带电粒子进入中间三角形区域后垂直打在 AC边上，求该区域的磁感应强度 B(3)若要使带电粒子由FH边界进入FGHE域并能再次回到FH界面，求8应满足的条件I&i A FGM j1-任 dZ *'' /_ J1H 一 .一 一 / X ''/1Y/N *丁' * Z¥ x x b2 / 吕 / X X X /乙_

3、、/BC H高三激励自己的话： 如果我们想要更多的玫瑰花，就必须种植更多的玫瑰树。微山一中高三物理复习学案编制：马怀连 审核：何吉明 日期：2014-4-16 班级 姓名2、如下左图所示，真空中有两水平放置的平行金属板C D,上面分别开有正对的小孔O和O金属 板G 呢在正弦交流电源上，两板间的电压Ucd随时间t变化的图线如下右图所示。t=0时刻开始, 从D®小孔O处连续不断飘入质量为 件3.2X10-25 kg,电荷量为q=1.6xl019 C勺带正电的粒子（设 飘入速度很小，可视为零）。在或外侧有以MM上边界Ch*左边界的匀强磁场，MNf O属板 平行，相距d=10cm OC的长度

4、L=10cn匀强磁场磁感应强度的大小为B=0.10T,方向如图所 示，粒子的重力及粒子间相互作用力忽略不计。平行金属板C、D之间的距离足够小，粒子在两板间的运动时间可忽略不计。求：带电粒子经小孔Q进入磁场后，能飞出磁场边界 MN的最小速度为多大？从0到0.04s末时间内哪些时间段飘入小孔 Q的粒子能穿过电场并飞出磁场边界 MN ?磁场边界MN有粒子射出的长度范围有多长。（计算结果保留三位有效数字）高三激励自己的话： 如果我们想要更多的玫瑰花，就必须种植更多的玫瑰树。微山一中高三物理复习学案编制：马怀连 审核：何吉明 日期：2014-4-16 班级 姓名3、(2009年海南)如图所示，ABC电边

5、长为二的正方形。质量为；、电荷量为e的电子以大 小为%的初速度沿纸面垂直于BC边射入正方形区域。在正方形内适当区域中有匀强磁场。 电 子从BC边上的任意点入射，都只能从 A点射出磁场。不计重力，求:(1)此匀强磁场区域中磁感应强度的方向和大小;(2)此匀强磁场区域的最小面积。高三激励自己的话： 如果我们想要更多的玫瑰花，就必须种植更多的玫瑰树。微山一中高三物理复习学案编制：马怀连 审核：何吉明 日期：2014-4-16 班级 姓名4.如图所示，在xOy坐标系所在的平面内，第一象限中存在如图所示方向的匀强电场，虚线 一侧存在如图所示方向的匀强磁场，虚线与 y轴正方向成45°0 一带电量

6、+q,质量m的粒子从 P点由静止释放，到达M点的速度为v, P到M的距离为L,带电粒子从图中的M点出发在第 二象限进入磁场并经磁场偏转后从 N点回到电场区域，并由M点射出，NO®离也为L。（粒子 重力不计）试求：（1）电场强度大小；（2）0到M的距离；（3）磁感应强度大小；（4）带电粒子从第一次经过 M点开始到再次回到M点经历的时间。高三激励自己的话： 如果我们想要更多的玫瑰花，就必须种植更多的玫瑰树。微山一中高三物理复习学案编制：马怀连 审核：何吉明 日期：2014-4-16 班级 姓名1、(1)设带电粒子在电场中做类平抛运动时间t,加速度aq-ma d 二二竽=1 x10wm i

7、 5口故 dm 3 （1 分）£ = 2 = 1X10% （1 分）v, = at - - xlOim/s竖直方向的速度为3 （1分）v = Jvi +v? = xlQm/s射出时的速度为 1- 3I （1分）速度v与水平方向夹角为9, 3 ,故8 =30。即垂直于AB方向出射(2分)1 2 V3 d y-二- 丁制= =_,、,一， 一、(2)带电粒子出电场时竖直方向偏转的位移上 6 上即粒子由P1点垂直AB射入(3)分析知当轨迹与边界 GH相切时，对应磁感应强度B2最大，运动轨迹如图所示:高三激励自己的话： 如果我们想要更多的玫瑰花，就必须种植更多的玫瑰树。微山一中高三物理复习学

8、案编制：马怀连 审核：何吉明 日期：2014-4-16 班级 姓名（i分）2分）1分）2分）所以B应满足的条件为大于52. （1）设粒子飞出磁场边界 MN的最小速度为V。，粒子在磁场中做匀速圆周运动，根据洛伦兹力提供向心力知：qvoB=mV7R0 （2 分） 粒子恰好飞出磁场，则有：R=d （2 分）所以最小速度 v 0=qBd/m=5*103m/s （2 分）MN（2）由于G D两板间距离足够小，带电粒子在电场中运动时间可忽略不计，故在粒子通过电场过程中，两极板间电压可视为不变，设恰能飞出磁场边界MN勺粒子在电场中运一9一二ucdD动时CD®对应的电压为L0,则根据动能定理知：一一

9、|qd）=mv2/2 （2 分）得：L0=mv2/2q=25V （2 分）根据图像可知：LCD=50sin50兀t , 25V（或-25V）电压对应的时间分别为：7/300S和11/300S,所以粒子在0到0.04s内飞出磁场边界的时间为 7/300S 11/300s （2分）（3）设粒子在磁场中运动的最大速度为 vm,对应的运动半径为 R,则有:qU=mv2/2 （1 分）qv mB=mv/Rm （1 分）高三激励自己的话： 如果我们想要更多的玫瑰花，就必须种植更多的玫瑰树。微山一中高三物理复习学案编制：马怀连 审核：何吉明 日期：2014-4-16 班级 姓名粒子飞出磁场边界时相对小孔向左

10、偏移的最小距离为：x=R-（R：-d2）1/2=0.1（2 1/2-1）m = 0.0414m （2 分）磁场边界MNt粒子射出的长度范围为： x=d-x=0.0586m （2 分）3.解：（1）设匀强磁场的磁感应强度的大小为 B。令圆弧 菽是自C点垂直于BC入射的电子 在磁场中的运行轨道。电子所受到的磁场的作用力 了二砂卷应指向圆弧的圆心，因而磁场的方向应垂直于纸面向外。圆弧 N箔的圆心在CB边或其延长 线上。依题意，圆心在 A、C连线的中垂线上，故B点即为圆心，圆半径为a按照牛顿定律8 =吗联立式得 四（2）由（1）中决定的磁感应强度的方向和大小，可知自 C点垂直于BC入射电子在A点沿 D

11、A方向射出，且自BC边上其它点垂直于入射的电子的运动轨道只能在BAECE域中。因而，圆弧 友是所求的最小磁场区域的一个边界。为了决定该磁场区域的另一边界，我们来考察射中A点的电子的速度方向与BA的延长线交角77的情形。该电子的运动轨迹qpA如图所示图中，圆的圆心为q pq垂直于BC边，由式知，圆弧 &的半径仍为a,在D为原点、DC为x轴，AD为y轴的坐标系中，P点的坐标6a为 xa山灯曰®y- -a-(za cos6=-a cos0<<-._.这意味着，在/范围内，p点形成以D为圆心、a为半径的四分之一圆周 触C 它是高三激励自己的话： 如果我们想要更多的玫瑰花，

12、就必须种植更多的玫瑰树。7微山一中高三物理复习学案编制：马怀连 审核：何吉明 日期：2014-4-16 班级 姓名电子做直线运动和圆周运动的分界线，构成所求磁场区域的另一边界因此，所求的最小匀强磁场区域时分别以 B和D为圆心、a为半径的两个四分之一圆周 寂和._.S = 2七/乂）二七二7c所围成的，其面积为4224.瓢析:a）带电粒f在第一象限的电场中由静止怦放后做 勾加速有线运小，从”点到M点，根据动能定理得qEL,0-m#(2 5H鼾传后=联2例外带电粒子从N点选人电场儆舞平抛冠助.萧L二十E联立解得了=2L （:“带电粒子进入嘛场后做匀速酬周运动,由牛修第二定律阳（2分）由几何关系知R-3L 高三激励自己的话： 如果我们想要更多的玫瑰花，就必须种植更多的玫瑰树。微山一中高三物理复习学案编制：马怀连 审核：何吉明 日期：2014-4-16 班级 姓名联立知得心就（心话电粒子从经过M点开始到进入磁场之的的运动时间为匕，则21-必口分）带电粒子在磁场