西南大学三亚中学高三物理电磁场计算题专题

1、西南大学三亚中学高三物理电磁场计算题专题李颖川学校:_姓名：_班级：_考号：_评卷人得分一、解答题1利用以下列图的装置可以测出电子的比荷和初速度大小，该装置可简化为：半径R=3m的圆简处于磁感觉强度大小B=2109T的匀强磁场中，磁场方向与筒的中心轴O平行，过某向来径的两端分别开有小孔、b。电子以某一速度从小孔沿着b方向射入筒内，与此同吋，简绕此中心轴以角速度2=3.610b飞rad/s顺时针转动。当筒转过60时，该粒子恰好从小孔出圆筒被接收器收到。不计重力。若粒子在筒内未与筒壁发生碰撞，求：1）电子的比荷；2）电子的初速度大小（结果保留两位有效数字）。2在中美贸易战中，中兴的遭受告诉我们，要

2、重视芯片的自主研发工作，而芯片的基础工作在于半导体的工艺。以下列图，在半导体离子注入工艺中，初速度可忽视的磷离子P和P3，经电压为U的电场加快后，垂直进入方向垂直纸面向里、宽度为D的匀强磁场所区，此中离子P在磁场中转过30后从磁场右界限射出。已知P和P3的质量均为m，而电量分别为e和3e(e表示元电荷)。（1）求匀强磁场的磁感觉强度B的大小；（2）求P3在磁场中转过的角度?。3以下列图，在xOy平面上第I象限内有平行于轴的有界匀强电场，方向如图，在第IV象限过点放一张垂直于xOy平面的感光胶片(感光胶片足够长)，Q点的坐标为(0，L)，在x轴和感光胶片间有方向垂直纸面向外的匀强磁场。y轴上一点

3、P的坐标为(0.，L)，有一电子以垂直于y轴的初速度v0从P点垂直射入电场中，并从A点射出，A点坐标为(2L，0)。已知电子的电荷量大小为e，质量为m，不计电子的重力。求匀强电场的场强盛小；(2)为使第一次进入第象限的电子都能在感光胶片上曝光，求满足条件的全部磁感觉强度B的值4图中左侧有一对水平搁置的平行金属板，两板相距为d，电压为U0，两板之间有垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感觉强度大小为B0。图中右边有一半径为R的圆形匀强磁场所区，磁感觉强度大小为B1，方向垂直于纸面朝外。一束离子垂直磁场沿如图路径穿出，并沿直径MN方向射入磁场所区，最后从圆形地域界限上的P点射出，已知图中=60，不计重力，

4、求第1页共8页第2页共8页（1）离子到达M点时速度的大小；（2）离子的电性及比荷?。(1)带电微粒第一次进入电场时的地点坐标;(2)带电微粒从P点出发到第三次经过电磁场界限经历的总时间;5以下列图，两平行金属板间距为d，两板间的电势差为U，板间电场可视为匀强电场。金带电微粒第四次经过电磁场界限时的速度大小.(3)属板上方有磁感觉强度为B的匀强磁场。电荷量为+q的微观粒子，由静止开始从正极板出发，U、相距为d，板间有垂直纸面向里、磁感觉强度为7以下列图，速度选择器两板间电压为经电场加快后射出，从M点进入磁场做匀速圆周运动，最后从N点走开磁场。忽视重力的影B0的匀强磁场；在紧靠速度选择器右边的圆形

5、地域内，分布着垂直于纸面向外的匀强磁场，响。磁感觉强度B未知，圆形磁场所区半径为R。一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子在速度选择器中做直线运动，从M点沿圆形磁场半径方向进入磁场，而后从N点射出，O为圆心，MON120，粒子重力可忽视不计。求：1）求匀强电场场强的大小E；2）若测得M、N两点间距离为L，求：a.粒子从电场射出时的动量P；(1)粒子在速度选择器中运动的速度大小；b.粒子的质量m。(2)圆形磁场所区的磁感觉强度B的大小；6以下列图,在xoy平面内,在?0范围内以x轴为电场和磁场的界限,在?0范围内以第(3)粒子在圆形磁场所区的运动时间。象限内的直线OM为电场与磁场的界限,OM与x轴

6、负方向成?=45角,在界限的下方空间存在(初速度重力均8以下列图，OO为正对搁置的水平金属板M、N的中线。热灯丝逸出的电子着垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感觉强度大小为B=1T,在界限的上方有沿y轴正方向的匀强O射入两板间正交的匀强电场、匀强不计)在电压为U的加快电场中由静止开始运动，从小孔电场,场强盛小为E=32N/C;在y轴上的P点有一个不计重力的带电微粒,以沿x轴负方向的初速2U，两板长度与两板间的距离磁场(图中未画出)后沿OO做直线运动。已知两板间的电压为度?=2103?/?射出,已知?=0.8?,微粒所带电荷量?=-510-18?,质量?=0均为L，电子的质量为m、电荷量为e。110-

7、24?,求:第3页共8页第4页共8页求板间匀强磁场的磁感觉强度的大小B和方向；(2)若保留两金属板间的匀强磁场不变，使两金属板均不带电，求从小孔O射入的电子打到N板上的地点到N板左端的距离x。9以下列图，有一对平行金属板，板间加有恒定电压；两板间有匀强磁场，磁感觉强度大小为?，方向垂直于纸面向里。金属板右下方以MN、PQ为上、下界限，MP为左界限的地域0内，存在垂直纸面向外的匀强磁场，磁场宽度为d，MN与下极板等高，MP与金属板右端在同一竖直线上。一电荷量为q、质量为m的正离子，以初速度?沿平行于金属板面、垂直于0板间磁场的方向从A点射入金属板间，不计离子的重力。(1)已知离子恰好做匀速直线运

8、动，求金属板间电场强度的大小；(2)若撤去板间磁场?0，已知离子恰好从下极板的右边边沿射出电场，方向与水平方向成30角，求A点离下极板的高度；以及为了使离子进入磁场运动后从界限MP上射出，磁场的磁感觉强度B应满足什么条件；(3)在(2)的情况中，粒子从A点射入到从MP射出的最长时间是多少？10以下列图，平行板电容器AB两极板间电压U=5V，板间距离d=1cm，板长l1=10cm，荧光屏距极板右边沿l2=10cm，一电子电量为?=1.610-19C，质量为?=910-31kg，以初速度v沿方向从两板中央垂直于电场方向射入电场中，全过程中，不计电子所受的重力，0?电子恰能从下板边沿C点射出，求：电

9、子射入电场时的速度v0；电子打在荧光屏上的P点距O点的距离；(3)此刻平行板电容器的地域内，加一个匀强磁场，可使电子沿直线打到O点，这对磁场方向有什么要求？在可能的磁场方向上，求所对应的最小磁感觉强度B？11以下列图，在座标xoy平面内有一圆形地域，圆心位于坐标原点O，半径为R，P点坐标34（5?，-5?）。若圆形地域内加一方向垂直于xoy平面的匀强磁场，磁感觉强度大小为B，一质量为m、电荷量为q的粒子从P点沿y轴正方向射入圆形磁场所区，从圆上的Q点走开该地域，走开时速度方向垂直于y轴。若将磁场换为平行于xoy平面且垂直于y轴的匀强电场，将同一粒子以同样速度在P点沿y轴正方向射入圆形地域，也从

10、Q点走开该地域。不计粒子重力。求：1）该粒子在磁场中运动的时间；2）电场强度的大小；3）该粒子走开电场时的速度（结果可用三角函数值表示）。第5页共8页第6页共8页12在平面坐标系内，在第象限内有沿y轴负方向的匀强电场，在第、象限内有垂直坐标平面向外的匀强磁场。在y轴上A（0，L）处将一质量为m、电荷量为q的带正电粒子沿平行于x轴正方向以速度v0射出，从x轴上M（2L，0）处走开电场进入磁场，再次到达x轴时恰好经过坐标原点O处。不计重力及其余作用。求：1）匀强电场的电场强度的大小E；2）匀强磁场的磁感觉强度的大小B。第7页共8页第8页共8页本卷由系统自动生成，请认真校正后使用，答案仅供参照。参照

11、答案1(1)1011c/kg(2)103m/smv2222【分析】（1）由向心力公式得evB，evBmr，TrT由得：eB1011c/kgmR（2）由几何关系得：tan30or由得：v3R103m/s2（1）?=2?（2）6002?【分析】【详解】（1）对离子P在电场中的加快运动，由动能定理：?=12?212?在磁场中，洛伦兹力供给向心力：?=11?1由几何关系可得：?1sin?=?所以，匀强磁场的磁感觉强度B的大小为：?=2?2?（2）对离子3在电场中的加快运动，由动能定理：3?=12P?222在磁场中，洛伦兹力供给向心力：3?2?=?2?2由几何关系可得：?2sin?=?所以，P3在磁场中

12、转过的角度：?=602?(2-1)?(2)?3(1)?=2?【分析】【分析】1）电子在匀强电场中做类平抛运动，由类平抛运动知识可以求出匀强电场的场强2）求出电子进入磁场时的速度，电子在匀强磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力供给向心力，由数学知识求出轨道半径，由牛顿第二定律可以求出磁感觉强度【详解】（1）电子在匀强电场中做类平抛运动，答案第1页，总10页本卷由系统自动生成，请认真校正后使用，答案仅供参照。沿x轴方向：2L=v0t，沿y轴方向：?=121?2，22?2解得：?=?0；2?（2）走开电场时，电子沿y轴方向的速度：?=?=?，?=?0走开电场时，设速度与x轴正向夹角为，?则tan=，解得：

13、=45，?0设走开电场时的速度为v，则?=?0，?进入磁场后，电子以速度v做匀速圆周运动，设半径为R，2由牛顿第二定律得：evB=m?，?当电子恰好打在感光胶片刻，由几何关系得：Rcos=R-L，解得：R=（2+2）L，解得：?=?0(2-1)?，为使第一次进入第象限的电子都能在感光胶片上曝光，?0(2-1)；?【点睛】0本题观察了电子在你匀强电场与匀强磁场中的运动，应用类平抛运动、牛顿第二定律、几何知识即可正确解题；由数学知识求出电子的轨道半径是正确解题的要点，要注意运动的合成与分解知识的应用?0（2）3?04（1）?3?001【分析】（1）离子在平行金属板之间做匀速直线运动，由均衡条件得：

14、qvB0=qE0?已知电场强度：?0=?答案第2页，总10页本卷由系统自动生成，请认真校正后使用，答案仅供参照。?联立解得：?=00（2）依据左手定章，离子束带负电离子在圆形磁场所区做匀速圆周运动，轨迹以下列图：2由牛顿第二定律得：?1=?由几何关系得：?=3?3?=0?3?0?1?点睛：在复合场中做匀速直线运动，这是速度选择器的原理，由均衡条件就能获得进入复合场的速度在圆形磁场所区内依据偏转角求出离子做匀速圆周运动的半径，从而求出离子的比荷，要注意的是走开磁场时是背向磁场所区圆心的?22?5（1）（2）28?【分析】（1）由匀强电场中电势差与场强的关系得?=?（2）a.粒子在磁场中运动时2依

15、据牛顿第二定律?=?L=2R解得?=?=?2b.粒子在电场中运动时依据动能定理?=122?22?解得m=8?6(1)(-410-3，-410-3?)(2)3.12810-5s(3)4103?/?【分析】(1)带电微粒从P点开始在磁场中做匀速圆周运动,运动轨迹以下列图,答案第3页，总10页本卷由系统自动生成，请认真校正后使用，答案仅供参照。第一次经过磁场界限上的A点,由半径公式有：?-3?=410?因为，匀速圆周运动的圆心在OP的中点C,由几何关系可以知道以,A点地点的坐标为(-410-3?,-410-3?)；带电微粒在磁场中做匀速圆周运动的周期为2?-5?=?=1.25610?由图可以知道,微

16、粒运动四分之一个圆周后竖直向长进入电场,故?10-5?=142?微粒在电场中先做匀减速直线运动到速度为零,而后反向做匀加快直线运动,微粒运动的加速度为:?=?故在电场中运动的时间为:?=2?2?0=02?代入数据计算得出:?2=2.510-5?微粒再次进入磁场后又做四分之一圆周运动,故有:?3=?1=0.31410-5?所以微粒从P点出发到第三次经过电磁场界限的时间为:?=?1+?2+?3=3.12810-5?；(3)微粒从B点第三次经过电磁场界限水平向左进入电场后做类平抛运动,则加快度为:?=?8?=1.610?2?则第四次到达电磁场界限时有:12?=?24答案第4页，总10页本卷由系统自动

17、生成，请认真校正后使用，答案仅供参照。?=?0?4tan450?=?解得：?4103?7（1）U（2）3mU（3）3RdB0dB03qRdB03U【分析】试题分析：粒子进入平行金属板做匀速直线运动，粒子所受的电场力和洛伦兹力平衡，由均衡条件可求出速度大小v；离子在磁场中做匀速圆周运动，由洛伦兹力供给向心力，画出轨迹，由几何知识求出轨迹半径，依据牛顿第二定律求出圆形磁场所区的磁感觉强度B的大小；依据粒子在磁场中运动周期公式和圆心角即可求出粒子在圆形磁场所区的运动时间。（1）粒子在速度选择器中做直线运动，由力的均衡条件得UqvB0qEqdU解得：vdB0（2）粒子在磁场中做匀速圆周运动，轨迹以下列

18、图：mv2设其半径为r，由向心力公式得：qvBrR由几何关系得：tan30r联立解得：BmU3mU3qRdB03qRdB0（3）粒子在磁场中运动周期为：T2r2mqB依据几何关系可知粒子在磁场中的圆心角为600，；联立以上可得运动时间为：答案第5页，总10页本卷由系统自动生成，请认真校正后使用，答案仅供参照。t60013RdB03600TT63U点睛：本题主要观察了带电粒子在磁场中运动，画出轨迹由运动径迹利用几何关系找到半径的大小，由洛伦兹力供给向心力，利用牛顿第二定律求解即可解题。12?垂直纸面向外；（2）38（1）?=?2?【分析】【分析】1）在电场中加快度，在复合场中直线运动，依据动能定

19、理和力的均衡求解即可；2）洛伦兹力供给向心力同时联合几何关系求解即可；【详解】12（1）电子经过加快电场的过程中，由动能定理有：?=2?因为电子在两板间做匀速运动，则?=?，此中?=2?12?联立解得：?=?依据左手定章可判断磁感觉强度方向垂直纸面向外；（2）洛伦兹力供给电子在磁场中做圆周运动所需要的向心力，有：2?，此中由（1）获得?=2?=?-?设电子打在N板上时的速度方向与N板的夹角为?，由几何关系有：cos?=2?由几何关系有：?=?sin?3联立解得：?=2?。【点睛】本题观察了带电粒子的加快问题，主要利用动能定理进行求解；在磁场中圆周运动，主要找出向心力的供给者，依据牛顿第二定律列

20、出方程联合几何关系求解即可。2?3md9(1)?=?00(2)?0(3)3qB0+3v0【分析】(1)设板间的电场强度为E，离子做匀速直线运动，遇到的电场力和洛伦兹力均衡，有?=?0?0解得?=?00(2)设A点离下极板的高度为h，离子射出电场时的速度为v，依据动能定理，得答案第6页，总10页本卷由系统自动生成，请认真校正后使用，答案仅供参照。1212?=?-?220离子在电场中做类平抛运动，水平方向做匀速运动，有?02?0?=?=?303解得?=?06?0设离子进入磁场后做匀速圆周运动的半径为r，依据牛顿第二定律，得2?=?由几何关系得d2rcos30o2?解得?0?离子在电场中运动?=?=

21、12=3m?t1213qB0离子在磁场中运动时，当磁感觉强度B取最小时，时间最长2?1d?=?t2=3Tmax=3v0?最长时间t=t1+t2=3m+d3qB03v0点睛：本题是粒子速度选择器、电场偏转和磁场偏转的综合，要点要掌握类平抛运动的办理方法：运动的分解法，并能运用动能定理求解。磁场中匀速圆周运动问题，要点要正确画出离子的运动轨迹，运用几何知识求解半径。10(1)?0=0.94107m/s(2)?=1.5cm(3)?min=5.310-5T【分析】【详解】（1）由题意：竖直方向有：?1?22=2?=32-8?=1.0610-8?104水平方向：?1=?0则?0=0.94107?/?（2）由平抛运动的规律有?1+?=22?22可得?=1.5?答案第7页，总10页本卷由系统自动生成，请认真校正后使用，答案仅供参照。（3）磁场方向垂直于电场方向，且在垂直于纸面向外的磁场重量不为零的任何方向上；?=?0min?代入已知条件得?=5.310-5?min【点睛】本题的情况近似于示波器，观察了类平抛运动，掌握要掌握运动