(物理)高三物理专题练习【磁场】

1、高三物理专题练习【磁场】1PQ为一根足够长的绝缘细直杆，处于竖直的平面内，与水平夹角为q斜放，空间充满磁感应强度B的匀强磁场，方向水平如图所示。一个质量为m，带有负电荷的小球套在PQ杆上，小球可沿杆滑动，球与杆之间的摩擦系数为m（m<tanq），小球带电量为q。现将小球由静止开始释放，试求小球在沿杆下滑过程中：（1）小球最大加速度为多少？此时小球的速度是多少？（2）下滑过程中，小球可达到的最大速度为多大？2如图所示，固定的半圆弧形光滑轨道置于水平方向的匀强电场和匀强磁场中，轨道圆弧半径为R，磁感应强度为B，方向垂直于纸面向外，电场强度为E，方向水平向左。一个质量为m的小球（可视为质点）放

2、在轨道上的C点恰好处于静止，圆弧半径OC与水平直径AD的夹角为（sin=0.8）.求小球带何种电荷？电荷量是多少？并说明理由.如果将小球从A点由静止释放，小球在圆弧轨道上运动时，对轨道的最大压力的大小是多少？3如图所示，在平面直角坐标系xoy的第四象限有垂直纸面向里的匀强磁场，一质量为m=kg、电量为的带电粒子，从静止开始经V的电压加速后，从P点沿图示方向进入磁场，已知OP=30cm，（粒子重力不计，）.（1）求带电粒子到达P点时速度的大小；（2）若磁感应强度=2.0T，粒子从x轴上的Q点离开磁场，求QO的距离；（3）若粒子不能进入x轴上方，求磁感应强度满足的条件。4两极板a、b间存在正交的匀

3、强电场和磁感应强度为B的匀强磁场，正离子以速度v0=3.0×107m/s沿极板中线匀速飞出极板，进入磁感应强度也为B的匀强磁场区域，如图所示。已知板长L=10cm，板距d=30cm，板间电压U=1800V，离子比荷为，不计重力，求：（1）求电场强度E和磁感应强度B的大小？（2）撤去磁场，求离子穿过电场时偏离入射方向的距离，以及离开电场时速度的大小？voLabMNQP··················

4、83;································d· · ·· · ·· · ·· · ·· · ·

5、3; · ·· · ·· · ·（3）撤去磁场后，要使离子不从边界PQ射出，求磁场的宽度至少为多少？（sin370=0.6，cos370=0.8）5如图所示，MN是一段在竖直平面内半径为1m的光滑的1/4圆弧轨道，轨道上存在水平向右的匀强电场，轨道的右侧有一垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B10.1 T现有一带电荷量为1C、质量为100g的带正电小环，小环套在滚道外，从M点由静止开始自由下滑，恰能沿NP方向做直线运动，并进入右侧的复合场（NP沿复合场的中心线）已知AB板间的电压为UBA2V，板间距离d2 m，板

6、的长度L3 m，若小环恰能从板的边沿飞出，g取10m/s2.求：(1)小环运动到N点时的速度v；(2)水平向右的匀强电场的电场强度E；(3)复合场中的匀强磁场的磁感应强度B26如图所示，在坐标平面的第象限内有水平向左的匀强电场E1.0×103V/m，第象限内有垂直纸面向外的匀强磁场B0.4T，一荷质比为的带正电粒子，从x轴上的P点以初速度v0垂直x轴进入磁场，已知P与原点O之间的距离为L0.1m，粒子恰好到达O点而不进入电场，不计重力。求：（1）带电粒子的初速度v0（2）若带电粒子的初速度方向不变，大小为原来的2倍，粒子第三次到达y轴的位置为N，求粒子从P到N的时间t和总路程S。（结

7、果取两位有效数）7如图所示，真空中有一回旋加速器，其两金属D形盒的半径为1.5R，左盒接出一个水平向右的管道，管道右边紧连一垂直纸面向里、磁感应强度为B2、半径为R的圆形匀强磁场，距离磁场右边界0.2R处有一长度为R的荧光屏。两盒间距较小，加入一交流加速电压；垂直于两盒向上加入一磁感应强度B1的匀强磁场。现在盒的中心处由静止释放一比荷为的电子，经过时间t电子便进入水平向右的管道。已知电子在电场中的加速次数与回旋半周的次数相同，加速电子时电压的大小可视为不变。(1)进入圆形磁场的电子获得的速度为多大？(2)此加速器的加速电压U为多大？(3)如果电子不能打出荧光屏之外，那么B1必须符合什么条件？参

8、考答案1解：由得 故没有洛伦兹力时球下滑(1)若小球速度较小时，球对杆的压力垂直于杆向下，沿杆的方向上由牛顿第二定律得：当，即时最大加速度(2)若小球速度较大时，球对杆的压力垂直于杆向上，沿杆的方向上由牛顿第二定律得：当时，v最大为2解：(1)小球在C点受重力、电场力和轨道的支持力处于平衡，电场力的方向一定是向左的，与电场方向相同，如图所示. 因此小球带正电荷. 则有 小球带电荷量 (2)小球从A点释放后，沿圆弧轨道滑下，还受方向指向轨道的洛仑兹力f，力f随速度增大而增大，小球通过C点时速度(设为v)最大，力f最大，且qE和mg的合力方向沿半径OC，因此小球对轨道的压力最大. 由动能定理得：

9、通过C点的速度 小球在重力、电场力、洛仑兹力和轨道对它的支持力作用下沿轨道做圆周运动，有 最大压力的大小等于支持力3解：(1)对带电粒子的加速过程，由动能定理代入数据得：(2)带电粒子仅在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，有：代入数据得：而故圆心一定在x轴上，轨迹如图所示。由几何关系可知：，故(3)带电粒子不从x轴射出（如图），由几何关系得： 由并代入数据得：4（1）由E=U/d (1分) 得E=6×103V/m正离子不发生偏转，则qv0B=qE 得 vodLabMNQPRRDvvyv0· · ·· · ·· 

10、3; ·· · ·· · ·· · ·· · ·· · ·· · ·（2）设正离子通过场区偏转的距离为y，则： 因为， 所以 得y=6.7×10-2m得4×107m/s所以离子的速率（3）由图可得 即=370由牛顿第二定律 ， 得R=0.125m由图可得D=Rcos+R=0.225m5(1)小环恰能沿NP做直线运动，说明只能做匀速直线运动 ，方向水平向右(2)从M到N做圆周运动，由动能定

11、理：(3)进入复合场后：，可见，小环只受洛伦兹力，所以小球在复合场中做匀速圆周运动，第一种情况：如图从右边沿飞出，由几何关系有：解得：，又，所以第二种情况：小环从左边沿飞出，由几何关系解得：，又所以6解：（1）粒子在磁场中做圆周运动有： 恰好到O点，由图知：由得：（2）粒子速度为时，xOvPyN由知：粒子在磁场中圆周运动的半径为：0.1m 粒子运动轨迹如图，粒子恰好垂直y轴进入电场匀减速运动，再返回。设匀减速运动的加速度大小为a，路程为l，时间为t1 ，则： 由得： 出电场后第二次过y轴进入磁场仍做圆周运动，轨迹为一半圆，如图所示。由知： 故从P到N整个过程的时间 路程 7(1)电子加速至D盒最外层时，根据牛顿第二定律，有：