高三物理磁场练习2

1、磁场练习1、如图所示，电源电动势内阻，电阻。间距的两平行金属板水平放置，板间分布有垂直于纸面向里、磁感应强度的匀强磁场。闭合开关，板间电场视为匀强电场，将一带正电的小球以初速度沿两板间中线水平射入板间。设滑动变阻器接入电路的阻值为，忽略空气对小球的作用，取。（1）当=29时，电阻消耗的电功率是多大？（2）若小球进入板间做匀速度圆周运动并与板相碰，碰时速度与初速度的夹角为，则是多少？2、如图所示，在直角坐标系的第一、二象限内有垂直于纸面的匀强磁场，第三象限有沿y轴负方向的匀强电场；第四象限无电场和磁场。现有一质量为m、电荷量为q的粒子以速度v0从y轴上的M点沿x轴负方向进入电场，不计粒子的重力，

2、粒子经x轴上的N点和P点最后又回到M点，设OM=L，ON=2L。求：（1）电场强度E的大小；（2）匀强磁场的磁感应强度的大小和方向；（3）粒子从M点进入电场经N、P点最后又回到M点所用的时间。3、如图所示，MN是一固定在水平地面上足够长的绝缘平板（左侧有挡板），整个空间有方向平行于平板向右，大小E=10N/C的匀强电场，在板上C点的左侧有一个垂直于纸面向外、大小B=5T的匀强磁场。一个质量m=0.5kg、带电量q=-0.2C的小物块从C点由静止开始向左先做加速运动再做匀速运动并与左端挡板碰撞后被弹回。若在碰撞瞬间将电场改为竖直向下、大小不变，小物块被挡板弹回时在磁场中恰能做匀速运动。已知平板M

3、C部分的长度为L=5 m，物块与平板间的动摩擦因数为=0.2，g取10m/s2。求：（1）小物块在磁场中向左做匀速运动的速度；（2）小物块从与左挡板碰后到最终静止所用时间t；（3）整个过程中由于摩擦产生的热量Q。4、如图9甲所示，偏转电场的两个平行极板水平放置，板长L=0.08m，板间距足够大，两板的右侧有水平宽度l=0.06m、竖直宽度足够大的有界匀强磁场。一个比荷为的带负电粒子以速度v0=8×105m/s从两板中间沿与板平行的方向射人偏转电场，若从该粒子进入偏转电场时开始计时，板间场强恰好按图9乙所示的规律变化，粒子离开偏转电场后进入匀强磁场并最终垂直磁场右边界射出。不计粒子重力

4、，求：（1）粒子在磁场中运动的速率v；（2）粒子在磁场中运动的轨道半径R和磁场的磁感应强度B。5、如图所示，真空中的矩形abcd区域内存在竖直向下的匀强电场，半径为R的圆形区域内同时存在垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，圆形边界分别相切于ad、bc边的中点e、f。一带电粒子以初速度v0沿着ef方向射入该区域后能做直线运动；当撤去磁场并保留电场，粒子以相同的初速度沿着ef方向射入恰能从c点飞离该区域。已知，忽略粒子的重力。求：（1）带电粒子的电荷量q与质量m的比值；（2）若撤去电场保留磁场，粒子离开矩形区域时的位置。6、如图甲所示，有一磁感应强度大小为B、垂直纸面向外的匀强磁场，磁场边界

5、OP与水平方向夹角为=45°，紧靠磁场右上边界放置长为L、间距为d的平行金属板M、N，磁场边界上的O点与N板在同一水平面上，O1、O2为电场左右边界中点。在两板间存在如图乙所示的交变电场（取竖直向下为正方向）。某时刻从O点竖直向上以不同初速度同时发射两个相同的质量为m、电量为+q的粒子a和b。结果粒子a恰从O1点水平进入板间电场运动，由电场中的O2点射出；粒子b恰好从M板左端边缘水平进入电场。不计粒子重力和粒子间相互作用，电场周期T未知。求：（1）粒子a、b从磁场边界射出时的速度va、vb；（2）粒子a从O点进入磁场到O2点射出电场运动的总时间t；（3）如果金属板间交变电场的周期，粒

6、子b从图乙中t=0时刻进入电场，要使粒子b能够穿出板间电场时E0满足的条件。7、如图所示，两水平放置的平行金属板间存在相互垂直的匀强磁场和匀强电场，磁场的磁感应强度B1=0.40T，方向垂直纸面向里，电场强度E=2.0×105V/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B2=0.25T，磁场边界AO和y轴的夹角AOy=45°。一束带电量q=8.0×10-19C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

7、76;90°之间。求：（1）离子运动的速度v；（2）离子的质量m。8、如图所示，匀强电场场强E=4V/m，方向水平向左，匀强磁场的磁感应强度B=2T，方向垂直纸面向里。质量m=1kg的带正电小物体A，从M点沿粗糙、绝缘的竖直墙壁无初速下滑，它滑行h=0.8m到N点时脱离墙壁做曲线运动，在通过P点瞬时，A受力平衡，此时其速度与水平方向成=45°角，且P点与M点的高度差为H=1.6m，当地重力加速度g取10m/s2。求：（1）A沿墙壁下滑时，克服摩擦力做的功Wf；（2）P点与M点的水平距离s。9、如图所示，足够长光滑绝缘斜面与水平面间的夹角为=37°，处于水平方向的匀

8、强电场和匀强磁场中，电场强度E=50 V/m，方向水平向左，磁场方向垂直纸面向外；一个电荷量q=+4.0×10-2C，质量m=0.40 kg的光滑小球，以初速度v0=20 m/s从斜面底端向上滑，然后又下滑，共经过t=3s脱离斜面。取g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。求：（1）小球上滑过程的加速度a1大小及时间t1；（2）磁场的磁感应强度B。10、如图所示，带电平行金属板相距为2R，在两板间半径为R的圆形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，两板及其左侧边缘连线均与磁场边界刚好相切。一带电粒子（不计重力）沿两板间中心线O1O2

9、从左侧O1点以某一速度射入，沿直线通过圆形磁场区域，然后恰好从极板边缘飞出，在极板间运动时间为t0。若仅撤去磁场，质子仍从O1点以相同速度射入，经时间打到极板上。求：（1）两极板间电压U；（2）若两极板不带电，保持磁场不变，带电粒子仍沿中心线O1O2从O1点射入，欲使带电粒子从左侧飞出两板间，入射速度v应满足什么条件。11、在如图所示的直角坐标中，x轴的上方有与x轴正方向成=45°角的匀强电场，场强的大小为。x轴的下方有垂直于xOy面的匀强磁场，磁感应强度的大小为B2×102T，方向垂直纸面向外。把一个比荷为的带正电粒子从坐标为（0，1.0）的A点处由静止释放，电荷所受的重

10、力忽略不计。求：（1）带电粒子从释放到第一次进入磁场时所用的时间t；（2）带电粒子在磁场中的偏转半径R；（3）带电粒子第三次到达x轴上的位置坐标。1、解（1）闭合电路的外电阻为 根据闭合电路的欧姆定律 R2两端的电压为 R2消耗的功率为 （2）小球进入电磁场做匀速圆周运动，说明重力和电场力等大反向，洛仑兹力提供向心力，根据牛顿第二定律 连立化简得 小球做匀速圆周运动的初末速的夹角等于圆心角为60°，根据几何关系得 R=d 连立带入数据 干路电流为 2、（1）粒子从M至N运动过程为类平抛运动，设运动时间为t1，根据运动的分解有：x方向：y方向：联解得：（2）设粒子在N点时的速度与轴成角

11、，则由运动的合成与分解有：设带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径为R，圆心在O处，过P点的速度方向与x夹角为，作出轨迹如图所示。则由几何关系有：由牛顿第二定律有：联解得：，方向垂直纸面向里。（3）粒子从M至N为类平抛运动，时间为t1；在磁场中做匀速圆周运动，时间为t2；从P至M做匀速直线运动，时间为t3。则有： 联解得： 3、解：（1）设小物块向左匀速运动时的速度大小为v1，由平衡条件有：（3分）解得：v1=5m/s（1分）（2）设小物块返回时在磁场中匀速运动的速度大小为v2，由平衡条件有：（2分）小物块由M到C做匀速运动：（2分）小物块由C到静止做匀减速运动，由动量定理：（3分）（1分）联解

12、代入数据得：t=4.17s（1分）（3）设小物块与右端档饭碰撞过程损失的机械能为，则：（3分）来源:Zxxk.Com对全过程，由能量守恒定律有：（3分）联解得：Q=6J（1分）4、（1）根据题意，电子在偏转电场中的运动时间：对比乙图可知，电子在极板间运动的时间是偏转电场的一个周期。在第一个t=5×l08s时间内，电子在垂直于极板方向上做初速为0的匀加速直线运动，有：在第二个t=5×l08s时间内，电子做匀速直线运动，带电粒子进入磁场时的速度为：联解得：（2）作出电子在磁场中的轨迹如图所示；设带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径为R，由几何关系有：粒子在磁场中做匀速圆周运动，

13、由牛顿第二定律有：联解得：R=0.1mB=0.2T5、（1）设匀强电场强度为E，当电场和磁场同时存在时，粒子沿ef方向做直线运动，有：当撤去磁场，保留电场时，粒子恰能从c点飞出，有：联解得：efORabrBgcd（2）若撤去电场保留磁场，粒子将在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，轨迹如图所示。设粒子离开矩形区域时的位置g离b的距离为x，则由牛顿定律：由图中几何关系得：联解得：6、（1）根据题意，粒子a、b在磁场中受洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，圆心分别为Oa、Ob，作出其运动轨迹如图所示，粒子a从A点射出磁场。由几何关系有：由牛顿第二定律有：联解得：（2）设粒子a在磁场中运动时间为t1，从A点到O

14、2点的运动时间为t2，则： 联解得： （3）由题意知粒子a飞出磁场时速度沿水平方向，在电场中运动的时间为交变电压周期的n倍，则对粒子b，有：水平方向做匀速直线运动：竖直方向在电场力作用下做加速、减速交替的匀变速运动（0，向下做初速度为0的匀加速运动，向下发生位移为x1；，向下做匀减速运动至速度为0，向下发生位移为x2），则：粒子b要飞出电场有：联解得：7、解：（1）设正离子的速度为v，由于沿中线PQ做直线运动，则有：代入数据解得：v=5.0×105m/s（2）设离子的质量为m，根据题意作出粒子运动轨迹如图所示；当通过x轴时的速度方向与x轴正方向夹角为45°时，粒子在磁场中圆

15、周运动的圆心在原点O，设其半径为r1，由几何关系有：当通过x轴时的速度方向与x轴正方向夹角为90°时，粒子在磁场中圆周运动的圆心在y轴上的O2处，设其半径为r2，由几何关系有：由牛顿第二定律有：8、（1）设物体滑到N点时速度为v1，由题意分析物体受力情况，物体在N点恰脱离墙面，有：MN过程，由动能定理有：联解并代入数据得：Wf=6J，即克服摩擦力做功6J。（2）设物体运动到P点时速度为v2，由题意和左手定则知物体在P点受力平衡，有： NP过程，由动能定理知：联解并代入数据得：s=0.6m9、（1）上滑过程，小球沿斜面向上做减速运动，受力分析如图，由牛顿第二定律和运动学规律得：联解代入数据得：t1=2s（2）小球下滑过程受力分析如图，在离开斜面前小球做匀加速直线运动，设运动时间为t2，脱离斜面时的速度为v2，由牛顿第二定律和运动学规律有：联解代入数据得：B=5T10、解：（1）设带电粒子从左侧O1点射入的速度为v0，极板长为L，在圆形区域内匀速运动时： 在电场中作类平抛运动时： 撤去磁场，仅受电场力作用，有：联解得：（2）设带电粒子在磁场中做圆周运动的轨道半径为r，质子恰好从上极板左边缘飞出，作出其运动轨迹如图所示。由几何关系可知： 由牛顿定律：联解得：所以带电粒子射入的速度应满足：11、（1）带电粒子从A