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高中物理磁场大题

一．解答题（共30小题）

000如图甲所示，建立Oxy坐标系，两平行极板P、Q垂直于y轴且关于x轴对称，极板长度和板间距均为l，第一四象限有磁场，方向垂直于Oxy平面向里．位于极板左侧的粒子源沿x轴间右连续发射质量为m、电量为+q、速度相同、重力不计的带电粒子在0～3t时间内两板间加上如图乙所示的电压（不考虑极边缘的影响）．已知t=0时刻进入两板间的带电粒子恰好在t时刻经极板边缘射入磁场．上述m、q、l、t、B为已知量．（不考虑粒子间相互影响及返回板间的情况）

0

0

0

求电压U0的大小．

求t0时进入两板间的带电粒子在磁场中做圆周运动的半径．

何时射入两板间的带电粒子在磁场中的运动时间最短？求此最短时间．

如图所示，在xOy平面内，0＜x＜2L的区域内有一方向竖直向上的匀强电场，

2L＜x＜3L的区域内有一方向竖直向下的匀强电场，两电场强度大小相等．x＞3L的区域内有一方向垂直于xOy平面向外的匀强磁场．某时刻，一带正电的粒子从坐标原点以沿x轴正方向的初速度v0进入电场；之后的另一时刻，一带负电粒

子以同样的初速度从坐标原点进入电场．正、负粒子从电场进入磁场时速度方向

与电场和磁场边界的夹角分别为60°和30°，两粒子在磁场中分别运动半周后在某点相遇．已经两粒子的重力以及两粒子之间的相互作用都可忽略不计，两粒子带电量大小相等．求：

正、负粒子的质量之比m1：m2；

两粒子相遇的位置P点的坐标；

两粒子先后进入电场的时间差．

如图所示，相距为R的两块平行金属板M、N正对着放置，s、s分别为M、N板上的小孔，s、s、O三点共线，它们的连线垂直M、N，且sO=R．以O为圆心、R为半径的圆形区域内存在磁感应强度为B、方向垂直纸面向外的匀强磁场．D为收集板，板上各点到O点的距离以及板两端点的距离都为2R，板两端点的连线垂直M、N板．质量为m、带电量为+q的粒子，经s进入M、N间的电场后，通过 进入磁场．粒子在 处的速度和粒子所受的重力均不计．

11 2s s

1

1 2

s s

1 2 2

当M、N间的电压为U时，求粒子进入磁场时速度的大小υ；

0若粒子恰好打在收集板D的中点上，求M、N间的电压值U；

0

1当M、N间的电压不同时，粒子从s到打在D上经历的时间t会不同，求

1

t的最小值．

如图所示，直角坐标系xoy位于竖直平面内，在?m≤x≤0的区域内有磁感应强度大小B=4.0×10﹣4T、方向垂直于纸面向里的条形匀强磁场，其左边界与x轴交于P点；在x＞0的区域内有电场强度大小E=4N/C、方向沿y轴正方向的条形匀强电场，其宽度d=2m．一质量m=6.4×10﹣27kg、电荷量q=﹣3.2×10?19C的带电粒子从P点以速度v=4×104m/s，沿与x轴正方向成α=60°角射入磁场，经电场偏转最终通过x轴上的Q点（图中未标出），不计粒子重力．求：

带电粒子在磁场中运动时间；

当电场左边界与y轴重合时Q点的横坐标；

若只改变上述电场强度的大小，要求带电粒子仍能通过Q点，讨论此电场左边界的横坐标x′与电场强度的大小E′的函数关系．

如图所示，两平行金属板AB中间有互相垂直的匀强电场和匀强磁场．A板带正电荷，B板带等量负电荷，电场强度为E；磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度为B．平行金属板右侧有一挡板M，中间有小孔O′，OO′是平行于两金属板的中心线．挡板右侧有垂直纸面向外的匀强磁场，磁场应强度为B．CD为磁场B边界上的一绝缘板，它与M板的夹角θ=45°，O′C=a，现有大量质量均为m，含有各种不同电荷量、不同速度的带电粒子（不计重力），自O点沿OO′方向进入电磁场区域，其中有些粒子沿直线OO′方向运动，并进入匀强磁场B中，求：

1222 2进入匀强磁场B

1

2

2

2 2

能击中绝缘板CD的粒子中，所带电荷量的最大值；

绝缘板CD上被带电粒子击中区域的长度．

在平面直角坐标系xoy中，第I象限存在沿y轴负方向的匀强电场，第IV象限存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场，磁感应强度为B．一质量为m，电荷量为q的带正电的粒子从y轴正半轴上的M点以速度v0垂直于y轴射入电场，经x轴上的N点与x轴正方向成45°角射入磁场，最后从y轴负半轴上的P点垂直于y轴射出磁场，如图所示．不计粒子重力，求：

MNM、N两点间的电势差U ；

MN

粒子在磁场中运动的轨道半径r；