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带电粒子在磁场中运动综合计算题

带电粒子在磁场中运动综合计算题
带电粒子在磁场中运动综合计算题

如图所示,跟水平面成370

角且连接电源的光滑金属框架宽为20cm ,一根重为G 的金属棒ab 水

平放在金属框架,磁感应强度B =0.6T ,方向垂直斜面向上,当通过金属棒的电流为5A 时,它刚好处于静止状态,

试求:(1)金属棒的重力G 的大小

(2)电流方向?

如图所示,两平行光滑导轨相距为0.2m ,处于一匀强磁场中.金属棒MN 的质量为m =10—2

㎏,电阻R =8Ω,水平放置在导轨上并与导轨接触良好.匀强磁场的磁感应强度B 大小为0.8T ,方向竖直向下.电源电动势E 为10V ,内阻r =1Ω.当开关S 闭合时,MN 处于静止状态.(设

θ=45°,g = 10m/s 2

) 求:(1)金属棒MN 受到的安培力多大? (2)变阻器R 1此时的电阻值为多少?

将倾角为θ的光滑绝缘斜面放在一个足够大的匀强磁场中,磁场方向垂直纸面向里,磁感应强度为B,一个质量为m,带电量为q的小物体在斜面上静止开始下滑(设斜面足够长)如图所示,滑到某一位置离开斜面则:

(1)、物块带何种电荷?

(2)、物块离开斜面时的速度是多少?

如图所示,在光滑的水平地面上,有一质量为m A=2.0 kg的长木板,以v0=14 m/s的速度向右运动.若再在A板右端轻放一个带正电荷电荷量为0.20 C、质量为0.10 kg的物块B,A、B处在B=0.50 T的匀强磁场中,A、B间动摩擦因数为μ,相互绝缘,A板足够长,g取10 m/s2.

试求:(1)B物块的最大速度;

(2)A板的最小速度;

××××

(3)此过程中A、B系统增加的总内能.

如图所示,矩形区域宽度为l,其内有磁感应强度为B、垂直纸面向外的匀强磁场.一带电粒子以初速度v0垂直左边界射入,飞出磁场时偏离原方向300.若撤去原来的磁场,在此区域内加一个电场强度为E、方向竖直向下的匀强电场(图中未画出),带电粒子仍以原来的初速度入射.不计粒子的重力,求:

(1)带电粒子在磁场中的运动半径;

(2)带电粒子在磁场中运动的时间;

(3)带电粒子飞出电场后的偏转角.

一个质量为m电荷量为q的带电粒子从x轴上的P(a,0)点以速度v,沿与x正方向成60°的方向射入第一象限内的匀强磁场中,并恰好垂直于y轴射出第一象限。

求匀强磁场的磁感应强度B和射出点的坐标。

电子自静止开始经M、N板间(两板间的电压为u)的电场加速后从A点垂直于磁场边界射入宽度为d的匀强磁场中,电子离开磁场时的位置P偏离入射方向的距离为L,如图所示.求匀强磁场的磁感应强度.(已知电子的质量为m,电量为e)

如图,一电荷量为q的粒子从容器A下方小孔S1飘入电势差为U的加速电场。然后让粒子垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场中做匀速圆周运动,最后打到照相底片D上。

试求:(1)粒子进入磁场时的动能

(2)从谱线位置可知圆周运动的半径为r,算出粒子的质量m

如图所示,某区域有正交的匀强电场和匀强磁场,电场方向水平向右,磁场方向垂直纸面

向里.场强E=10N/C.磁感应强度B=1T.现有一个质量m=2×10-6kg,带电量q=+2×10-6C的液滴以某一速度进入该区域恰能作匀速直线运动,求这个速度的大小和方向.(g取10m/s2)

如图所示,某空间内存在着正交的匀强电场和匀强磁场,电场方向水平向右,磁场方向垂直于纸面向里。一段光滑绝缘的圆弧轨道AC固定在场中,圆弧所在平面与电场平行,圆弧的圆心为O,半径R=1.8m,连线OA在竖直方向上,圆弧所对应的圆心角θ=37°。现有一质量m=3.6×10-4kg、电荷量q=9.0×10-4C的带正电的小球(视为质点),以v0=4.0m/s的速度沿水平方向由A点射入圆弧轨道,一段时间后小球从C点离开圆弧轨道恰能在场中做匀速直线运动。不计空气阻力,取g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8。

求:

(1)匀强电场场强E的大小;

(2)小球刚射入圆弧轨道瞬间对轨道压力的大小。

在平面直角坐标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v 0垂直于y 轴射入电场,经x 轴上的N 点与x 轴正方向成θ=60°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 (1)M 、N 两点间的电势差U MN . (2)粒子在磁场中运动的轨道半径r. (3)粒子从M 点运动到P 点的总时间t.

如图所示,在y >0的区域内有沿y 轴正方向的匀强电场,在y <0的区域内有垂直坐标平面 向里的匀强磁场。一电子(质量为m 、电量为e )从y 轴上A 点以沿x 轴正方向的初速度 v 0开始运动。当电子第一次穿越x 轴时,恰好到达C 点;当电子第二次穿越x 轴时,恰好到达坐标原点;当电子第三次穿越x 轴时,恰好到达D 点。C 、D 两点均未在图中标出。已知A 、C 点到坐标原点的距离分别为d 、2d 。不计电子的重力。求 (1)电场强度E 的大小; (2)磁感应强度B 的大小;

(3)电子从A 运动到D 经历的时间t .

如图所示,在x 轴上方有垂直于xy 平面向里的匀强磁场,磁感强度为B ;在x 轴下方有沿y 轴负方向的匀强电场,场强为E ;一质量为m ,电量为-q 的粒子从坐标原点O 沿着y 轴正方向射出。射出之后,第三次到达x 轴时,它与点O 的距离为L 。求此粒子射出时的速度v 和运动的总路程s (重力不计)。

如图所示的平面直角坐标系xOy ,在第Ⅰ象限内有平行于y 轴的匀强电场,方向沿y 正方向;在第Ⅳ象限的正方形abcd 区域内有匀强磁场,方向垂直于xOy 平面向里,正方形边长为L 且ad 边与x 轴重合,ab 边与y 轴平行.一质量为m 、电荷量为q 的粒子,从y 轴上的P (0,h )点,以大小为v 0的速度沿x 轴正方向射入电场,通过电场后从x 轴上的a (2h ,0)点进入第Ⅳ象限的磁场区域,不计粒子所受的重力.求:

(1)电场强度E 的大小;

(2)粒子到达a 点时速度的大小和方向; (3)磁感应强度B 满足什么条件,粒子经过磁场后能到达y 轴上,且速度与y 轴负方向成450角?

(4)磁感应强度B 满足什么条件,粒子经过磁场后不能到达y 轴上?

如图所示,是一可测定比荷的某装置的简化示意图,在第一象限区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小B =2.0×10-3

T,在X 轴上距坐标原点L =0.50m 的P 处为离子的入射口,在Y 上安放接收器,现将一带正电荷的粒子以v =3.5×104

m/s 的速率从P 处射入磁场,若粒子在 y 轴上距坐标原点L =0.50m 的M 处被观测到,且运动轨迹半径恰好最小,设带电粒子的质量为m ,电量为q ,不记其重力。

试求:(1)求上述粒子的比荷

q

m

(保留一位有效数字) (2)如果在上述粒子运动过程中的某个时刻,在第一象限内再加一个匀强电场,就可以使其沿y 轴正方向做匀速直线运动,求该匀强电场的场强大小和方向,并求出从粒子射入磁场开始计时经过多长时间加这个匀强电场;

(3)为了在M 处观测到按题设条件运动的上述粒子,在第一象限内的磁场可以局限在一个矩形区域内,求此矩形磁场区域的最小面积,并在图中画出该矩形。

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B 1=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B 2=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,=0.2m OQ ,离子通过x 轴时的速度方向与x 轴正方向夹角在45°~90°之间。求:

(1)离子运动的速度v ; (2)离子的质量m 。

如图所示,空间分布着有理想边界的匀强电场和匀强磁场。左侧匀强电场的场强大小为E 、 方向水平向右,电场宽度为L ;中间区域和右侧匀强磁场的磁感应强度大小均为B ,方向 分别垂直纸面向外和向里。一个质量为m 、电量为q 、不计重力的带正电的粒子从电场的 左边缘的O 点由静止开始运动,穿过中间磁场区域进入右侧磁场区域后,又回到O 点,然 后重复上述运动过程。求: (1)中间磁场区域的宽度d ;

(2)带电粒子从O 点开始运动到第一次回到O 点所用时间t 。

B B

d

如图所示,在一个圆形区域内,两个方向相反且都垂直于纸面的匀强磁场分布在以直径A2A4为边界的两个半圆形区域Ⅰ、Ⅱ中,A2A4与A1A3的夹角为60°。一质量为m,带电量为+q 的粒子以某一速度从Ⅰ区的边缘点A1处沿与A1A3成30°角的方向射入磁场,随后该粒子以垂直于A2A4的方向经过圆心O进入Ⅱ区,最后再从A4处射出磁场。已知该粒子从射入到射出磁场所用的时间为t,(1)画出粒子运动的轨迹。(2)求Ⅰ区和Ⅱ区中的磁感应强度的大小。(忽略粒子重力)。(提示:设入射速度为V,圆形区域半径r)

空间存在垂直于纸面方向的均匀磁场其方向随时间作周期性变化,磁感应强度B 随时间t 变

化的图线如图(甲)所示。规定B>0时,磁场方向垂直纸面向外。现在磁场区域中建立

一与磁场方向垂直的平面直角坐标系xoy ,如图(乙)所示。一电量7105-?=πq C 质量10

10

5-?=m kg 的带正电粒子,位于原点O 处,在0=t 时刻以初速度πυ=0m/s 沿

x 轴正方向开始运动,不计重力作用,不计磁场变化可能产生的一切其他影响。

试求:(1)带电粒子的运动半径;

(2)带电粒子从O 点运动到)4,4(P 点的最短时间;

(3)要使带电粒子过图中的P 点,则磁场的变化周期T 为多少?

带电粒子在圆形磁场中运动的规律.

带电粒子在磁场中的运动 例 1. 如图所示,在宽度为 d 磁感应强度为 B 、水平向外的匀强磁场矩形区域内,一带电粒子以初速度 v 入射, 粒子飞出时偏离原方向60°,利用以上数据可求出下列物理量中的哪几个 A. 带电粒子的比荷 B. 带电粒子在磁场中运动的周期 C. 带电粒子的质量 D. 带电粒子在磁场中运动的半径变式 . 若带电粒子以初速度 v 从 A 点沿直径入射至磁感应强度为 B , 半径为 R 的圆形磁场, 粒子飞出时偏离原方向 60°,利用以上数据可求出下列物理量中的哪几个 应用 1、如图所示,长方形 abcd 长 ad = 0.6m ,宽 ab = 0.3m , O 、 e 分别是 ad 、bc 的中点,以 ad 为直径的半圆内有垂直纸面向里的匀强磁场(边界上无磁场 ,磁感应强度 B =0.25T 。一群不计重力、质

量 m =3 ×10-7 kg 、电荷量 q =+2×10- 3C 的带电粒子以速度 v =5×l02m/s 沿垂直 ad 方向且垂直于磁场射入磁场区域( A . 从 Od 边射入的粒子, 出射点全部分布在 Oa 边 B . 从 aO 边射入的粒子, 出射点全部分布在 ab 边 C .从 Od 边射入的粒子,出射点分布在 Oa 边和 ab 边 D .从 aO 边射入的粒子,出射点分布在 ab 边和 bc 边 应用 2. 在以坐标原点 O 为圆心、半径为 r 的圆形区域内,存在磁感应强度大小为 B 、方向垂直于纸面向里的匀强磁场,如图 10所示。一个不计重力的带电粒子从磁场边界与 x 轴的交点 A 处以速度 v 沿 -x 方向射入磁场,恰好从磁场边界与 y 轴的交点 C 处沿 +y方向飞出。 (1请判断该粒子带何种电荷,并求出其比荷 q/m; (2若磁场的方向和所在空间范围不变,而磁感应强度的大小变为B ′,该粒子仍从A 处以相同的速度射入磁场,但飞出磁场时的速度方向相对于入射方向改变了 60°角,求磁感应强度B ′多大?此次粒子在磁场中运动所用时间 t 是多少? 例 2. 如图所示, 一束电子流以不同速率, 由边界为圆形的匀强磁场的边界上一点 A , 沿直径方向射入磁场,已知磁感应强度方向垂直圆平面,则电子在磁场中运动时:( A 轨迹长的运动时间长 B 速率大的运动时间长 C 偏转角大的运动时间长 D 速率为某一值时不能穿出该磁场

磁场练习题 (3)

稳恒磁场 一.选择题: 1.边长为L 的一个导体方框上通有电流I,则此框中心的磁感应强度[ ]. (1)与L 有关 (2)正比于L 2 (3)正比于L (4)反比于L (5)与I 2有关 2.一载有电流I 的细导线分别均匀密绕成半径为R 和r (R=2r)的螺线管,两螺线管单位长度上的匝数相等,?两螺线管中的磁感应强度的大小B R 和B r 应满足:[ ] (1)B R =2B r (2)B R =B r (3)2B R =2B r (4)B R =4B r 3.均匀磁场的磁感应强度B 垂直于半径为r 的圆面.今以该圆周为边线作一半球面s,则通过s 面的磁通量的大小为:[ ] (1) 2B r 2π (2)B r 2 π. (3) 0 . (4) 无法确定. 4.如图,在一圆形电流I 所在的平面内,选取一个同心圆形闭和回路L,则由安培环路定理可知:[ ] (1) 0=??L l B d 且环路上任意一点B=0, (2) 0=??L l B d 且环路上任意一点B ≠0, (3) 0≠??L l B d 且环路上任意一点B ≠0, (4) 0≠??L l B d 且环路上任意一点B=常数。 5.一半导体样品通过的电流为I, 放在磁场中,如图,实验测的霍耳电压U ba <0, 此半导体是[ ] (1) N 型 (2)P 型 6. 反,这两圆柱面之间距轴线为r 处的磁感应强度大小为[ ] (1) 0 (2)r I πμ20 (3)r I πμ0 (4)πμ20Ir 7.可以用安培环路定理求磁场的是 [ ] (1)通电螺绕环 (2)圆电流 (3)半圆电流 (4)一段直电流

带电体在磁场中的运动

带电在匀强磁场中的运动 (大庆实验中学2015-2016学年高二上学期期中)7.如图所示,一个带正电q 的小带电体处于一匀强磁场中,磁场垂直纸面向里,磁感应强度为B .带电体质量为m ,为了使它对水平绝缘面正好无压力,应( ) A .使 B 数值增大 B .使磁场以速率v=向上移动 C .使磁场以速率v=向右移动 D .使磁场以速率v= 向左移动 【考点】共点力平衡的条件及其应用;洛仑兹力. 【分析】小球能飘离平面的条件:竖直向上的洛伦兹力与重力平衡,由左手定则可知,当洛伦兹力竖直向上时,电荷向右运动,根据相对运动小球不动时,磁场相对小球向左运动. 【解答】解:小球能飘离平面的条件,竖直向上的洛伦兹力与重力平衡即:qvB=mg ,得: ,根据相对运动当小球不动 时,磁场相对小球向左运动.故选项D 正确,ABC 错误. 故选:D 【点评】考查了运动电荷在磁场中的运动,用左手定则判断洛伦兹力的方向,注意小球飘离地面的条件. (哈尔滨师大附属中2014-2015学年高二上学期期末)12.【多选】如图所示,两根长直导线竖直插入光滑绝缘水平桌面上的M 、N 两小孔中,O 为M 、N 连线中点,连线上a 、b 两点关于O 点对称。两导线通有大小相等、方向相反的电流。已知长直导线周围产生的磁场的磁感应强度B =k I r ,式中k 是常数,I 是导线中的电流、r 为点到导线的距离。一带负电的小球以初速度v 0从a 点出发沿连线运动到b 点。关于上述过程,下列说法正确的是 BC A .小球先做加速运动后做减速运动 B .小球一直做匀速直线运动 C .小球对桌面的压力先减小后增大 D .小球对桌面的压力先增大后减小 (大庆实验中学2015-2016学年高二上学期期末) 【多选】12. 如图所示,在垂直纸面向里的水平匀强磁场中,水平放置一根粗糙绝缘细直杆,有一个重力不能忽略、中间带有小孔的带正电小球套在细杆上。现在给小球一个水平向右的初速度v0,假设细杆足够长,小球在运动过程中电荷量保持不变,杆上各处的动摩擦因数相同,则小球运动的速度v 与时间t 的关系图像可能是 BD (牡丹江一中2013-2014学年高二上学期期末)8.如图所示,空间存在垂直于纸面向里的磁感应强度为B 的匀强磁场,场内有一绝缘的足够长的直杆,它与水平面的倾角为θ,一带电量为-q 、质量为m 的带负电的小球套在直杆上,从A 点由静止沿杆下滑,小球与杆之间的动摩擦因数为μ,在小球以后运动的过程中,下列说法正确的是( B ) A .小球下滑的最大速度为v =mgsin θ μBq B .小球下滑的最大加速度为am =gsin θ C .小球的加速度一直在减小 D .小球的速度先增大后减小 (黑龙江某重点中学2014-2015届高二上学期期末) 【多选】 7. 如图所示,一带正电的滑环套在水平放置且足够长的粗糙绝缘杆上,整个装置处于方向如图所示的匀强磁场中.现给环施以一个水平向右的速度,使其运动,则滑环在杆上的运动情况可能是( ABD ) A.先做减速运动,后做匀速运动 B.一直做减速运动,直到静止 C.先做加速运动,后做匀速运动 D.一直做匀速运动 (大庆实验中学2012-2013学年高二11月月考) (安达市高级中学2013-2014学年高二下学期开学检测) 【多选】4. 如图所示,一个质量为m 、电荷量为+q 的圆环,可在水平放置的足够长的粗糙细杆上滑动,细杆处于磁感应强度为B 的匀强磁场中,不计空气阻力,现给圆环向右的初速度v 0,在以后的运动过程中,圆环运动的速度图象可能是下图中的( AD )

带电粒子在磁场中运动之多解周期运动问题

考点4.7 周期性与多解问题 1.带电粒子电性不确定形成多解:受洛伦兹力作用的带电粒子,由于电性不同,当速度相同时,正、负粒子在磁场中运动轨迹不同,形成多解. 如图6甲所示,带电粒子以速度v垂直进入匀强磁场,如带正电,其轨迹为a,如带负电,其轨迹为b. 2.磁场方向不确定形成多解:有些题目只已知磁感应强度的大小,而不知其方向,此时必须要考虑磁感应强度方向不确定而形成的多解. 如图乙所示,带正电粒子以速度v垂直进入匀强磁场,如B垂直纸面向里,其轨迹为a,如B 垂直纸面向外,其轨迹为b. 3.临界状态不唯一形成多解:带电粒子在洛伦兹力作 用下飞越有界磁场时,由于粒子运动轨迹是圆弧状, 因此,它可能穿过去,也可能转过180°从入射界面这 边反向飞出,从而形成多解,如图丙所示. 4.运动的周期性形成多解:带电粒子在部分是电场、部分是磁场的空间运动时,运动往往具有往复性,从而形成多解,如图丁所示. 一圆筒的横截面如图所示,其圆心为O.筒有垂直于纸面向里的匀 强磁场,磁感应强度为B.圆筒下面有相距为d的平行金属板M、N,其中 M板带正电荷,N板带等量负电荷.质量为m、电荷量为q的带正电粒子 自M板边缘的P处由静止释放,经N板的小孔S以速度v沿半径SO方 向射入磁场中.粒子与圆筒发生两次碰撞后仍从S孔射出.设粒子与圆筒碰 撞过程中没有动能损失,且电荷量保持不变,在不计重力的情况下,求: (1)M、N间电场强度E的大小; (2)圆筒的半径R.

(3)保持M、N间电场强度E不变,仅将M板向上平移,粒子仍从M板边缘的P处 由静止释放粒子自进入圆筒至从S孔射出期间,与圆筒的碰撞次数n。 1.如图所示,在纸面有磁感应强度大小均为B,方向相反的匀强磁场,虚线等边三角形ABC 为两磁场的理想边界。已知三角形ABC边长为L,虚线三角形为方向垂直纸面向外的匀强磁场,三角形外部的足够大空间为方向垂直纸面向里的匀强磁 场。一电量为+q、质量为m的带正电粒子从AB边中点P垂直AB 边射入三角形外部磁场,不计粒子的重力和一切阻力,试求: (1)要使粒子从P点射出后在最快时间通过B点,则从P点射出 时的速度v0为多大? (2)满足(1)问的粒子通过B后第三次通过磁场边界时到B的 距离是多少? (3)满足(1)问的粒子从P点射入外部磁场到再次返回到P点的最短时间为多少?画出 粒子的轨迹并计算。

2015高中物理磁场经典计算题 (一)含详解

磁场综合训练(一) 1.弹性挡板围成边长为L = 100cm 的正方形abcd ,固定在光滑的水平面上,匀强磁场竖直向 下,磁感应强度为B = 0.5T ,如图所示. 质量为m =2×10-4kg 、带电量为q =4×10-3C 的小 球,从cd 边中点的小孔P 处以某一速度v 垂直于cd 边和磁场方向射入,以后小球与挡板 的碰撞过程中没有能量损失. (1)为使小球在最短的时间内从P 点垂直于dc 射出来,小球入射的速度v 1是多少? (2)若小球以v 2 = 1 m/s 的速度入射,则需经过多少时间才能由P 点出来? 2. 如图所示, 在区域足够大空间中充满磁感应强度大小为B 的匀强磁场,其方向垂直于纸面 向里.在纸面内固定放置一绝缘材料制成的边长为L 的等边三角形框架DEF , DE 中点S 处 有一粒子发射源,发射粒子的方向皆在图中截面内且垂直于DE 边向下,如图(a )所示. 发射粒子的电量为+q ,质量为m ,但速度v 有各种不同的数值.若这些粒子与三角形框架碰撞 时均无能量损失,并要求每一次碰撞时速度方向垂直于被碰的边.试求: (1)带电粒子的速度v 为多大时,能够打到E 点? (2)为使S 点发出的粒子最终又回到S 点,且运动时间最短,v 应为多大?最短时间为多少? (3)若磁场是半径为a 的圆柱形区域,如图(b )所示(图中圆为其横截面),圆柱的轴线 通过等边三角形的中心O ,且a = L .要使S 点发出的粒子最终又回到S 点, 带电粒子速度v 的大小应取哪些数值? a b c d B P v L B v E S F D (a ) a O E S F D L v (b

带电粒子在圆形磁场中运动的规律

带电粒子在磁场中的运动 例1.如图所示,在宽度为d 磁感应强度为B 、水平向外的匀强磁场矩形区域内,一带电粒子以初速度v 入射,粒子飞出时偏离原方向60°,利用以上数据可求出下列物理量中的哪几个 A.带电粒子的比荷 B.带电粒子在磁场中运动的周期 C.带电粒子的质量 D.带电粒子在磁场中运动的半径 变式.若带电粒子以初速度v 从A 点沿直径入射至磁感应强度为B ,半径为R 的圆形磁场,粒子飞出时偏离原方向60°,利用以上数据可求出下列物理量中的哪几个 应用1、如图所示,长方形 abcd 长 ad = 0.6m ,宽 ab = 0.3m , O 、e 分别是 ad 、bc 的中点,以 ad 为直径的半圆内有垂直纸面向里的匀强磁场(边界上无磁场),磁感应强度 B =0.25T 。一群不计重力、质 量 m =3 ×10-7 kg 、电荷量 q =+2×10- 3C 的带电粒子以速度v =5×l02m/s 沿垂直 ad 方向且垂直于磁场射入磁场区域 ( ) A .从 Od 边射入的粒子,出射点全部分布在 Oa 边 B .从 aO 边射入的粒子,出射点全部分布在 ab 边 C .从Od 边射入的粒子,出射点分布在Oa 边和 ab 边 D .从aO 边射入的粒子,出射点分布在ab 边和bc 边 应用2.在以坐标原点O 为圆心、半径为r 的圆形区域内,存在磁感应强度大小为B 、方向垂直于纸面向里的匀强磁场,如图10所示。一个不计重力的带电粒子从磁场边界与x 轴的交点A 处以速度v 沿-x 方向射入磁场,恰好从磁场边界与y 轴的交点C 处沿+y 方向飞出。 (1)请判断该粒子带何种电荷,并求出其比荷q/m ; (2)若磁场的方向和所在空间范围不变,而磁感应强度的大小变为B ′,该粒子仍从A 处以相同的速度射入磁场,但飞出磁场时的速度方向相对于入射方向改变了60°角,求磁感应强度B ′多大?此次粒子在磁场中运动所用时间t 是多少? 例2.如图所示,一束电子流以不同速率,由边界为圆形的匀强磁场的边界上一点A ,沿直径方向射入磁场,已知磁感应强度方向垂直圆平面,则电子在磁场中运动时:( ) A 轨迹长的运动时间长 B 速率大的运动时间长 C 偏转角大的运动时间长 D 速率为某一值时不能穿出该磁场 变式.如右图所示,直角三角形ABC 中存在一匀强磁场,比荷相同的两个粒子沿AB 方向射入磁场,分别从AC 边上的P 、Q 两点射出,则 A.从P 射出的粒子速度大 B.从Q 射出的粒子速度大 C.从P 射出的粒子,在磁场中运动的时间长 D.两粒子在磁场中运动的时间一样长 例3.如右图所示,在半径为R 的圆形区域内充满磁感应强度为B 的匀强磁场,MN 是一竖直放置的感光板.从圆形磁场最高点P 垂直磁场射入大量的带正电、电荷量为q 、质量为m 、速度为v 的粒子,不考虑粒子间的相互作用力,关于这些粒子的运动以下说法正确的是 A.只要对着圆心入射,出射后均可垂直打在MN 上 B.对着圆心入射的粒子,其出射方向的反向延长线不一定过圆心 C.对着圆心入射的粒子,速度越大在磁场中通过的弧长越长,时间也越长 D.只要速度满足m qBR v / ,沿不同方向入射的粒子出射后均可垂直打在MN 上(出射速度有什么关系?)若相同速率平行经过p 点的直径进入磁场,出射点又有什么规律?

2015高中物理磁场经典计算题-(一)含详解

磁场综合训练(一) 1.弹性挡板围成边长为L = 100cm 的正方形abcd ,固定在光滑的水平面上,匀强磁场竖直向 下,磁感应强度为B = 0.5T ,如图所示. 质量为m =2×10-4kg 、带电量为q =4×10-3C 的小 球,从cd 边中点的小孔P 处以某一速度v 垂直于cd 边和磁场方向射入,以后小球和挡板 的碰撞过程中没有能量损失. (1)为使小球在最短的时间内从P 点垂直于dc 射出来,小球入射的速度v 1是多少? (2)若小球以v 2 = 1 m/s 的速度入射,则需经过多少时间才能由P 点出来? 2. 如图所示, 在区域足够大空间中充满磁感应强度大小为B 的匀强磁场,其方向垂直于纸面 向里.在纸面内固定放置一绝缘材料制成的边长为L 的等边三角形框架DEF , DE 中点S 处 有一粒子发射源,发射粒子的方向皆在图中截面内且垂直于DE 边向下,如图(a )所示. 发射粒子的电量为+q ,质量为m ,但速度v 有各种不同的数值.若这些粒子和三角形框架碰撞 时均无能量损失,并要求每一次碰撞时速度方向垂直于被碰的边.试求: (1)带电粒子的速度v 为多大时,能够打到E 点? (2)为使S 点发出的粒子最终又回到S 点,且运动时间最短,v 应为多大?最短时间为多少? (3)若磁场是半径为a 的圆柱形区域,如图(b )所示(图中圆为其横截面),圆柱的轴线 通过等边三角形的中心O ,且a =)10 1 33( L .要使S 点发出的粒子最终又回到S 点, 带电粒子速度v 的大小应取哪些数值? 3.在直径为d 的圆形区域内存在 匀强磁场,磁场方向垂直于圆面 指向纸外.一电荷量为q ,质量 为m 的粒子,从磁场区域的一条直径AC 上的A 点射入磁场,其速度大小为v 0,方向和AC 成α.若 此粒子恰好能打在磁场区域圆 周上D 点,AD 和AC 的夹角为β,如图所示.求该匀强磁场的磁感强度B 的大小. 4.如图所示,真空中有一半径为R 的圆形磁场区域,圆心为O ,磁场的方向垂直纸面向内, 磁感强度为B ,距离O 为2R 处有一光屏MN ,MN 垂直于纸面放置,AO 过半径垂直于屏,延 长线交于C .一个带负电粒子以初速度v 0沿AC 方向进入圆形磁场区域,最后打在屏上D 点,DC 相距23R ,不计粒子的重力.若该粒子仍以初速v 0从A 点进入圆形磁场区域, 但方向和AC 成600 角向右上方,粒子最后打在屏上E 5.如图所示,3条足够长的平行虚线a 、b 、c ,ab 间和bc 间相距分别为2L 和L ,ab bc 间都有垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感应强度分别为B 2B 。质量为m ,带电量为q 的粒子沿垂直于界面a 的方向射入磁场区域,不计重力,为使粒子能从界面c 射出磁场, 粒子的初速度大小应满足什么条件? a b c d B P v C D α β v 0 L B v E S F D (a ) a O E S F D L v (b )

带电粒子在均匀电磁场中的运动

目 录 一、引言 ........................................................................................ 1 二、认识等离子体 ........................................................................ 1 三、单粒子轨道运动 .................................................................... 5 3.1带电粒子在均匀电场中的运动学特性 .. (5) 3.1.10v 与E 垂直或平行时带电粒子的运动轨迹 (5) 3.1.20v 与E 成任一夹角时带电粒子的运动轨迹 (5) 3.2带电粒子在均匀磁场中的运动学特性 .......................... 6 3.2.1洛伦兹力 .. (6) 3.2.2粒子的初速度0v 垂直于B ...................................... 7 3.2.3粒子的初速度0v 与B 成任一夹角时 (8) 3.3带电粒子在均匀电磁场中的运动学特性 (10) 3.3.10v 、E 和B 两两相互垂直 (10) 3.3.20v 与E 成任一夹角,B 垂直它们构成的平面 (12) 四、小结 ...................................................................................... 16 参考文献 .. (16)

带电粒子在磁场中运动的多解问题

带电粒子在磁场中运动的多解问题 1.带电粒子电性不确定形成多解:受洛伦兹力作用的带电粒子,由于电性不同,当速度相同时,正、负粒子在磁场中运动轨迹不同,形成多解. 如图1甲所示,带电粒子以速度v垂直进入匀强磁场,如带正电,其轨迹为a,如带负电,其轨迹为b. 图1 2.磁场方向不确定形成多解:有些题目只已知磁感应强度的大小,而不知其方向,此时必须要考虑磁感应强度方向不确定而形成的多解. 如图乙所示,带正电粒子以速度v垂直进入匀强磁场,如B垂直纸面向里,其轨迹为a,如B垂直纸面向外,其轨迹为b. 3.临界状态不唯一形成多解:带电粒子在洛伦兹力作用下飞越有界磁场时,由于粒子运动轨迹是圆弧状,因此,它可能穿过磁场飞出,也可能转过180°从入射界面这边反向飞出,从而形成多解,如图2甲所示. 图2 4.运动的周期性形成多解:带电粒子在部分是电场、部分是磁场的空间运动时,运动往往具有往复性,从而形成多解,如图乙所示. 典例1(多选)如图17所示,垂直于纸面向里的匀强磁场分布在正方形abcd区域内,O点是cd边的中点.一个带正电的粒子仅在磁场力的作用下,从O点沿纸面以垂直于cd边的速度射入正方形内,经过时间t0后刚好从c点射出磁场.现设法使该带电粒子从O点沿纸面以与Od成30°角的方向,以大小不同的速率射入正方形内,那么下列说法中正确的是()

图17 A .若该带电粒子在磁场中经历的时间是53t 0,则它一定从cd 边射出磁场 B .若该带电粒子在磁场中经历的时间是23 t 0,则它一定从ad 边射出磁场 C .若该带电粒子在磁场中经历的时间是54 t 0,则它一定从bc 边射出磁场 D .若该带电粒子在磁场中经历的时间是t 0,则它一定从ab 边射出磁场 答案 AC 解析 如图所示,作出刚好从ab 边射出的轨迹①、刚好从bc 边射出的轨 迹②、从cd 边射出的轨迹③和刚好从ad 边射出的轨迹④.由从O 点沿纸面 以垂直于cd 边的速度射入正方形内,经过时间t 0后刚好从c 点射出磁场可 知,带电粒子在磁场中做圆周运动的周期是2t 0.可知,从ad 边射出磁场经历的时间一定小于13t 0;从ab 边射出磁场经历的时间一定大于等于13t 0,小于56 t 0;从bc 边射出磁场经历的时间一定大于等于56t 0,小于43t 0;从cd 边射出磁场经历的时间一定是53 t 0. 典例2 如图18所示,在坐标系xOy 中,第一象限内充满着两个匀强磁场a 和b ,OP 为分界线,在磁场a 中,磁感应强度为2B ,方向垂直于纸面向里,在磁场b 中,磁感应强度为B ,方向垂直于纸面向外,P 点坐标为(4l,3l ).一质量为m 、电荷量为q 的带正电粒子从P 点沿y 轴负方向射入磁场b ,经过一段时间后,粒子恰能经过原点O ,不计粒子重力.求: 图18 (1)粒子从P 点运动到O 点的最短时间是多少? (2)粒子运动的速度可能是多少? 答案 (1)53πm 60qB (2)25qBl 12nm (n =1,2,3,…)

电磁场综合计算题

电磁场综合计算题 1、(磁场与运动学综合)如图18所示,质量m=0.1g的小物块,带有 5×10-4C的电荷,放在倾角为30°的光滑绝缘斜面上,整个斜面置于 B=0.5T的匀强磁场中,磁场方向垂直纸面指向纸里,物块由静止开始下滑,滑到某一位置时,开始离开斜面,求:(中等) 图18 (1)物块带什么电? (2)物块离开斜面时速度多大? (3)斜面至少有多长? 2.(电磁场与运动学综合)一个质量为m,电量为+q的金属球套在绝缘长杆上,球与杆间的动摩擦因数为μ,整个装置放在匀强电场与匀强磁场互相垂直的复合场中,如图19所示。若已知电场强度为E,磁感应强度为B,由静止开始释放小球,求:(中等) (1)小球最大加速度是多少? (2)小球最大速度是多少? 图19 3、(电磁场与运动学综合)电磁炮是一种理想的兵 器,它的主要原理如图所示。1982年澳大利亚国立大 学制成了能把m=2.2g的弹体(包括金属杆EF的质 量)加速到v=10km/s的电磁炮(常规炮弹的速度约为 2km/s),若轨道宽L=2m,长为x=100m,通过的电流为I=10A,试问轨道间所加匀强磁场的磁感应强度和磁场的最大功率P m有多大(轨道摩擦不计)?(中等) 4、(电磁场与运动学综合)如图所示,某区域有正交的匀强电场和匀强磁场,电场方向水平向右,磁场方向垂直纸面向里.场强E=10N/C.磁

感应强度B=1T.现有一个质量m=2×10-6kg,带电量q=+2×10-6C的液滴以某一速度进入该区域恰能作匀速直线运动,求这个速度的大小和方向.(g取10m/s2) (简单) 5.(回旋加速器)有一回旋加速器,加在D形盒内两极的 交变电压的频率为1.5×107Hz,D形盒的半径为0.56m,求:(中等)(1)加速α粒子所需的磁感应强度B。 (2)α粒子所达到的最大速率。(α粒子质量为质子质量的4倍,质子质量为1.67×10-27Kg) 6.(磁场与运动学综合)有一匀强磁场,磁感应强度为1.0T,放一根与磁场方向垂直、长度为0.6m的通电直导线,导线中的电流为1.2A。这根导线在与磁场方向垂直的平面内沿安培力的方向移动了0.3m,求安培力对导线所做的功。(简单) 7.(磁场与运动学综合)在竖直向下的匀强磁场中,两根相距L的平行金属导轨与水平方向的夹角为θ,如图所示,电池、滑线可变电阻、电流表按图示方法与两导轨相连,当质量为m的直导线ab横跨于两根导轨之上时,电路闭合,有电流由a到b通过直导线,在导轨光滑的情况下,调节可变电阻,当电流表示数为I0时,ab恰好沿水平方向静止在导轨上,求匀强磁场的磁感强度B多大?(中等) )θ A )θ B a b

带电粒子在有界磁场中运动(超经典)

带电粒子在有界磁场中运动的临界问题 “临界问题”大量存在于高中物理的许多章节中, 如“圆周运动中小球能过最高点的速度条 件” “动量中的避免碰撞问题”等等, 这类题目中往往含有“最大”、 “最高”、“至少”、 “恰好”等词语,其最终的求解一般涉及极值,但关键是找准临界状态。带电粒子在有界磁 场中运动的临界问题,在解答上除了有求解临界问题的共性外,又有它自身的一些特点。 、解题方法 画图T 动态分析T 找临界轨迹。 (这类题目关键是作图,图画准了,问题就解决了一大 半,余下的就只有计算了——这一般都不难。 ) 、常见题型 (B 为磁场的磁感应强度,V 。为粒子进入磁场的初速度) r ①旳方向一定,大小不确定一第一类 I 』确宦 < ②V 。犬小 一亦方向不确定——第二类 ■③旳大小、方向都不确定一第三类 分述如下: 第一类问题: 例1如图1所示,匀强磁场的磁感应强度为 B,宽度为d ,边界为CD 和EF 。一电子从 CD 边界 外侧以速率 V 。垂直匀强磁场射入,入射方向与CD 边界夹角为0。已知电子的质量为 m 电荷量为e ,为使电子能从磁场的另一侧 EF 射出,求电子的速率 v o 至少多大? 2.行不确宦 -①巾确定 ——第四类 {——五类

例2如图3所示,水平线 MN 下方存在垂直纸面向里的磁感应强度为 B 的匀强磁场,在 MN 线上某点O 正下方与之相距 L 的质子源S,可在纸面内360°范围内发射质量为 m 电量 为e 、速度为 V o =BeL / m 的质子,不计质子重力,打在 MN 上的质子在 O 点右侧最远距离 OP ,打在O 点左侧最 远距离 OO 。 分析:首先求出半径得r =L ,然后作出临界轨迹如图 4所示(所有从 S 发射出去的质子 做圆周运动的轨道圆心是在以 S 为圆心、以r =L 为半径的圆上,这类问题可以先作出这一圆 ——就是圆心的集合,然后以圆上各点为圆心,作出一系列动态圆) ,O 諒L , OQL 。 【练习】如图5所示,在屏MN 勺上方有磁感应强度为 B 的匀强磁场,磁场方向垂直纸面 向里。P 为屏上的一小孔,PC 与MN 垂直。一群质量为 m 带电荷量为一q 的粒子(不计重力), 分析:如图2,通过作图可以看到:随着 界EF 相切,然后就不难解答了。 第二类问题: V o 的增大,圆半径增大,临界状态就是圆与边

磁场,感应计算题有详细(答案)(快考试了,希望对同学们有所帮助)

稳恒磁场计算题 144.稳恒磁学计算题144、如下图所示,AB 、CD 为长直导线BC 为圆心在O 点的一段圆弧形导线,其半径为R .若通以电流 I ,求O 点的磁感应强度. 解:如图所示,O 点磁场由DC 、CB 、BA 三部分电流产生,其中: DC 产生 )21(4)2sin 4(sin 45cos 400 01-=-= R I R I B πμπ π πμ 方向向里 CB 产生 R I R I B 16224002 μμππ == 方向向里 BA 产生 03=B R I R I B B B B O 16)12(400321μπμ+-=++= 方向向里 145、如图所示,一载流导线中间部分被弯成半圆弧状,其圆心点为O ,圆弧半径为R 。若导线的流过电流I ,求圆心O 处的磁感应强度。 解:两段直电流部分在O 点产生的磁场 01=B 弧线电流在O 点产生的磁场 R I B 2202μπα= R I R I B B B O πα μπαμ42220 021== +=∴ 146、载流体如图所示,求两半圆的圆心点P 处的磁感应强度。

解:水平直电流产生 01=B 大半圆 产生 1 024R I B μ= 方向向里 小半圆 产生 2 034R I B μ= 方向向里 竖直直电流产生 2 044R I B πμ= 方向向外 4321B B B B B O +++=∴ )1 11(44442 210202 01 0R R R I R I R I R I B O πμπμμμ-+=- + = 方向向里 147、在真空中,有两根互相平行的无限长直导线相距0.1m ,通有方向相反的电流,I 1=20A,I 2=10A ,如图所示.试求空 、解:取垂直纸面向里为正,如图设X 轴。 ) 1.0(102102)(2272010x x x x d I x I B --?=-+= -πμπμ 在电流1I 左侧,B 方向垂直纸面向外 在电流1I 、2I 之间,B 方向垂直纸面向里 在电流2I 右侧,当m x 2.0<时,B 方向垂直纸面向外

带电粒子在磁场中的运动解题技巧

带电粒子在磁场中的运动 带电粒子在匀强磁场中作圆周运动的问题是近几年高考的热点,这些考题不但涉及到洛伦兹力作用下的动力学问题,而且往往与平面图形的几何关系相联系,成为考查学生综合分析问题、运用数字知识解决物理问题的难度较大的考题。但无论这类问题情景多么新颖、设问多么巧妙,其关键一点在于规范、准确地画出带电粒子的运动轨迹。只要确定了带电粒子的运动轨迹,问题便迎刃而解。下面举几种确定带电粒子运动轨迹的方法。 一、对称法 带电粒子如果从匀强磁场的直线边界射入又从该边界射出,则其轨迹关于入射点和出射点线段的中垂线对称,且入射速度方向与出射速度方向与边界的夹角相等(如图1);带电粒子如果沿半径方向射入具有圆形边界的匀强磁场,则其射出磁场时速度延长线必过圆心(如图2)。利用这两个结论可以轻松画出带电粒子的运动轨迹,找出相应的几何关系。 例1.如图3所示,直线MN上方有磁感应强度为B的匀强磁场。正、负电子同时从同一点O以与MN成30°角的同样速度v射入磁场(电子质量为m,电荷为e),它们从磁场中射出时相距多远?射出的时间差是多少? 解析:正、负电子的半径和周期是相同的。只是偏转方向相反。先确定圆心,画出半径和轨迹(如图4),由对称性知:射入、射出点和圆心恰好组成正三角形。所以两个射出点 相距s=2r=,由图还看出经历时间相差,所以解此题的关键是找圆心、找半径和用对称。

例2.如图5所示,在半径为r的圆形区域内,有一个匀强磁场。一带电粒子以速度v0从M点沿半径方向射入磁场区,并由N点射出,O点为圆心。当∠MON=120°时,求:带电粒子在磁场区的偏转半径R及在磁场区中的运动时间。 解析:分别过M、N点作半径OM、ON的垂线,此两垂线的交点O'即为带电粒子作圆周运动时圆弧轨道的圆心,如图6所示。 由图中的几何关系可知,圆弧MN所对的轨道圆心角为60°,O、O'的边线为该圆心角的角平分线,由此可得带电粒子圆轨道半径为R=r/tan30°= 又带电粒子的轨道半径可表示为:故带电粒子运动周期: 带电粒子在磁场区域中运动的时间 二、旋转圆法 在磁场中向垂直于磁场的各个方向发射速度大小相同的带电粒子时,带电粒子的运动轨迹是围绕发射点旋转的半径相同的动态圆(如图7),用这一规律可快速确定粒子的运动轨迹。

带电粒子在有界磁场中运动(超经典)..

带电粒子在有界磁场中运动的临界问题 “临界问题”大量存在于高中物理的许多章节中,如“圆周运动中小球能过最高点的速度条件”“动量中的避免碰撞问题”等等,这类题目中往往含有“最大”、“最高”、“至少”、“恰好”等词语,其最终的求解一般涉及极值,但关键是找准临界状态。带电粒子在有界磁场中运动的临界问题,在解答上除了有求解临界问题的共性外,又有它自身的一些特点。 一、解题方法 画图→动态分析→找临界轨迹。(这类题目关键是作图,图画准了,问题就解决了一大半,余下的就只有计算了──这一般都不难。) 二、常见题型(B为磁场的磁感应强度,v0为粒子进入磁场的初速度) 分述如下: 第一类问题: 例1 如图1所示,匀强磁场的磁感应强度为B,宽度为d,边界为CD和EF。一电子从CD边界外侧以速率v0垂直匀强磁场射入,入射方向与CD边界夹角为θ。已知电子的质量为m,电荷量为e,为使电子能从磁场的另一侧EF射出,求电子的速率v0至少多大?

分析:如图2,通过作图可以看到:随着v0的增大,圆半径增大,临界状态就是圆与边界EF相切,然后就不难解答了。 第二类问题: 例2如图3所示,水平线MN下方存在垂直纸面向里的磁感应强度为B的匀强磁场,在MN线上某点O正下方与之相距L的质子源S,可在纸面内360°范围内发射质量为m、电量为e、速度为v0=BeL/m的质子,不计质子重力,打在MN上的质子在O点右侧最远距离OP=________,打在O点左侧最远距离OQ=__________。 分析:首先求出半径得r=L,然后作出临界轨迹如图4所示(所有从S发射出去的质子做圆周运动的轨道圆心是在以S为圆心、以r=L为半径的圆上,这类问题可以先作出这一圆 ──就是圆心的集合,然后以圆上各点为圆心,作出一系列动态圆),OP=,OQ=L。 【练习】如图5所示,在屏MN的上方有磁感应强度为B的匀强磁场,磁场方向垂直纸面向里。P为屏上的一小孔,PC与MN垂直。一群质量为m、带电荷量为-q的粒子(不计重力),

高中物理磁场12个基础计算题专练

磁场12个计算题 参考答案与试题解析 一.解答题(共12小题) 1.图中虚线MN是一垂直纸面的平面与纸面的交线,在平面右侧的半空间存在一磁感强度为B的匀强磁场,方向垂直纸面向外.O是MN上的一点,从O点可以向磁场区域发射电量为+q、质量为m、速率为v的粒子,粒子射入磁场时的速度可在纸面内各个方向.已知先后射入的两个粒子恰好在磁场中给定的P点相遇,P到O的距离为L,不计重力及粒子间的相互作用. (1)求所考察的粒子在磁场中的轨道半径. (2)求这两个粒子从O点射入磁场的时间间隔. 【分析】(1)粒子射入磁场后做匀速圆周运动,洛伦兹力充当向心力,根据牛顿第二定律列式即可求得半径; (2)根据时间与转过的角度之间的关系求得两个粒子从O点射入磁场的时间间隔之差值. 【解答】解:(1)设粒子在磁场中做圆周运动的轨道半径为R,由牛顿第二定律,有: 得: (2)如图所示,以OP为弦可画两个半径半径相同的圆,分别表示在P点相遇的 两个粒子的轨道,圆心和直径分别为O 1、O 2 和OO 1 Q 1 、OO 2 Q 2 ,在O处两个圆的切 线分别表示两个粒子的射入方向,用θ表示它们之间的夹角.由几何关系可知: ∠PO 1Q 1 =∠PO 2 Q 2 =θ 从O点射入到相遇,粒子1的路程为半个圆周加弧长Q 1 P Q 1 P=Rθ 粒子2的路程为半个圆周减弧长PQ 2 PQ 2 =Rθ 粒子1运动的时间: 粒子2运动的时间: 两粒子射入的时间间隔:

因 得 解得: 答:(1)所考察的粒子在磁场中的轨道半径是. (2)这两个粒子从O点射入磁场的时间间隔是. 【点评】本题考查带电粒子在磁场中的运动,关键是明确洛伦兹力提供向心力,根据牛顿第二定律求解出半径,然后结合几何关系列式求解,属于带电粒子在磁场中运动的基础题型. 2.如图所示,两根光滑平行的金属导轨相距5m,固定在水平面上,导轨之间接有电源盒开关,整个装置处于磁感应强度为2T,方向与导轨平行的匀强磁场中.当开关闭合时,一根垂直放在导轨上的导体棒MN恰好对金属导轨没有压力.若导体棒MN的质量为4kg,电阻为2Ω,电源的内阻为Ω,其余部分电阻忽略不计,g=10m/s2.求: (1)通过导体棒MN的电流大小; (2)电源的电动势. 【分析】根据平衡条件求出安培力大小,进而电流大小; 闭合电路欧姆定律求电动势的大小; 【解答】解:(1)根据竖直方向受力平衡:mg=BIL 得:I===4A (2)根据闭合电路欧姆定律:E=I(R+r) 得:E=4×=10V 答:(1)通过导体棒MN的电流大小为4A; (2)电源的电动势为10V. 【点评】本题是电路知识、力学知识的综合,掌握闭合电路欧姆定律、安培力公式是解题的关键,常规题,不容有失.

带电粒子在磁场中的运动习题含答案

带电粒子在磁场中的运动 练习题 1. 如图所示,一个带正电荷的物块m 由静止开始从斜面上A 点下滑,滑到水平面BC 上的D 点停下来.已知物块与斜面及水平面间的动摩擦因数相同,且不计物块经过B 处时的机械能损失.先在ABC 所在空间加竖直向下的匀强电场,第二次让物块m 从A 点由静止开始下滑,结果物块在水平面上的D′点停下来.后又撤去电场,在ABC 所在空间加水平向里的匀强磁场,再次让物块m 从A 点由静止开始下滑,结果物块沿斜面滑下并在水平面上的D″点停下来.则以下说法中正确的是( ) A .D′点一定在D 点左侧 B .D′点一定与D 点重合 C .D″点一定在 D 点右侧 D .D″点一定与D 点重合 2. 一个质量为m 、带电荷量为+q 的圆环,可在水平放置的足够长的粗 糙细杆上滑动,细杆处于磁感应强度为B 的匀强磁场中.现给圆环向右初速度v 0,A . B . C . D . 子从ad 的中点垂直于电场和磁场方向射入,恰沿直线从bc 边的中点P 射出,若撤去磁场,则粒子从c 点射出;若撤去电场,则粒子将(重力不计)( ) A .从b 点射出 B .从b 、P 间某点射出 C .从a 点射出 D .从a 、b 间某点射出 4. 如图所示,在真空中匀强电场的方向竖直向下,匀强磁场的方向垂直纸面向里,三个油滴a 、b 、c 带有等量同种电荷,其中a 静止,b 向右做匀速运动,c 向左匀速运动,比较它们的重力Ga 、Gb 、Gc 的大小关系,正确的是( ) A .Ga 最大 B .Gb 最大 C .Gc 最大 D .Gb 最小 5. 如图所示,圆形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场,一个带电粒子以速度v 从A 点沿直径AOB 方向射入磁场,经过Δt 时间从C 点射出磁场,OC 与OB 成60°角。现将带电粒子的速度变为v /3,仍从A 点射入磁场,不计重力,则粒子在磁场中的运动时间变为 ( ) A.t ?2 1 B. t ?2 C. t ?3 1 D. t ?3 6. 如图所示,在xOy 平面内存在着磁感应强度大小为B 的匀强磁场,第一、二、四象限内的磁场方向垂直纸面向里,第三象 限内的磁场方向垂直纸面向外.P (-L 2,0)、Q (0,-L 2)为坐标轴上的两个

高中物理计算题提升含答案-磁场综合

高考压轴题突破策略 大题小做,妙用“得分三步曲” 实践和理论以及大量事实均表明,综合大题的解题能力和得分能力都可以通过“大题小做”的解题策略有效提高.“大题小做”的策略应体现在整个解题过程的规范化中,具体来讲可以分三步来完成:审题规范化,思维规范化,答题规范化. 第一步:审题规范化 审题流程:通读→细读→选读. 技法1 第一遍读题——通读 读后头脑中要出现物理图景的轮廓.由头脑中的图景(物理现象、物理过程)与某些物理模型找关系,初步确定研究对象,猜想所对应的物理模型. 技法2 第二遍读题——细读 读后头脑中要出现较清晰的物理图景.由题设条件,进行分析、判断、确定物理图景(物理现象、物理过程)的变化趋势.基本确定研究对象所对应的物理模型. 技法3 第三遍读题——选读 通过对关键词语的理解、隐含条件的挖掘、干扰因素的排除之后,对题目要有清楚的认识.最终确定本题的研究对象、物理模型及要解决的核心问题. 同时,还要注意常见的审题错误: (1)没有明确研究对象; (2)没注意物理量是矢量还是标量; (3)没搞清哪些量是已知量,哪些量是未知量; (4)没注意括号里的文字; (5)没抓住图象上的关键点; (6)没看清物体是在哪个面内运动,是竖直面还是水平面; (7)没注意是否需要考虑重力,有些题目明确说明不需要考虑重力,有些题目需要自己分析判断; (8)读错或没看清文字,如位移(或位置)、时间(或时刻)、直径(或半径)、轻绳(或轻杆)、物体在圆环的内侧(或外侧或圆管内或套在圆环上)等; (9)没看清关键词,如”缓慢”、”匀速”、”足够长”、”至少”、”至多”、”刚好”、”最大”、”最小”、接触面”粗糙(或光滑)”、”物体与弹簧”连接(或接触)等; (10)没有挖掘出题目中关键词汇的隐含条件,如:”刚好不相撞”表示物体最终速度相等或者接触时速度相等;”刚好不分离”表示两物体仍然接触,弹力为零,且速度和加速度相等;”刚好不滑动”表示静摩擦力达到最大静摩擦力;”绳端物体刚好通过最高点”表示绳子拉力为零,仅由重力提供向心力. 特别提醒: 读题的同时应将题目关键信息(所有已知物理量,尤其注意哪些地方光滑、哪些地方有质量、哪些地方计电阻等)标示在图示中相应位置,同时将细节在题干中圈出。没有图示的一般要自己做出草图。 第二步:思维规范化

最新高中物理磁场经典计算题专题

1、弹性挡板围成边长为L= 100cm的正方形abcd,固定在光滑的水平面上,匀强磁场竖直向下,磁感应强度为B = 0.5T,如图所示. 质量为m=2×10-4kg、带电量为q=4×10-3C的小球,从cd边中点的小孔P处以某一速度v垂直于cd边和磁场方向射入,以后小球与挡板的碰撞过程中没有能量损失. (1)为使小球在最短的时间内从P点垂直于dc射出来,小球入射的速度v1是多少? (2)若小球以v2 = 1 m/s的速度入射,则需经过多少时间才能由P点出来? 2、如图所示, 在区域足够大空间中充满磁感应强度大小为B的匀强磁场,其方向垂直于纸面向里.在纸面内固定放置一绝缘材料制成的边长为L的等边三角形框架DEF, DE中点S处有一粒子发射源,发射粒子的方向皆在图中截面内且垂直于DE边向下,如图(a)所示.发射粒子的电量为+q,质量为m,但速度v有各种不同的数值.若这些粒子与三角形框架碰撞时均无能量损失,并要求每一次碰撞时速度方向垂直于被碰的边.试求: (1)带电粒子的速度v为多大时,能够打到E点? (2)为使S点发出的粒子最终又回到S点,且运动时间最短,v应为多大?最短时间为多少? (3)若磁场是半径为a的圆柱形区域,如图(b)所示(图中圆为其横截面),圆柱的轴线通过等边三角形的中心O,且 a= ) 10 1 3 3 ( L.要使S点发出的粒子最终又回到S点,带电粒子速度v的大小应取哪些数值? 3、在直径为d的圆形区域内存在匀强磁场,磁场方向垂直于圆面指向纸外.一电荷量为q,质量为m的粒子,从磁场区域的一条直径AC上的A点射入磁场,其速度大小为v0,方向与AC成α.若此粒子恰好能打在磁场区域圆周上D点,AD与AC的夹角为β,如图所示.求该匀强磁场的磁感强度B的大小? 4、如图所示,真空中有一半径为R的圆形磁场区域,圆心为O,磁场的方向垂直纸面向内,磁感强度为B,距离O为2R处有一光屏MN,MN垂直于纸面放置,AO过半径垂直于屏,延长线交于C.一个带负电粒子以初速度v0沿AC方向进入圆形磁场 区域,最后打在屏上D点,DC相距23R,不计粒子的重力.若该粒子仍以初速v 0从A点进入圆形磁场区域,但方向与AC 成600角向右上方,粒子最后打在屏上E点,求粒子从A到E所用时间? a b c d A F D (a) (b)

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