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1、高中物理大题集练磁场1、水平面上有电阻不计的U形导轨NMPQ，它们之间的宽度为L，M和P之间接入电动势为E的电源(不计内阻)现垂直于导轨搁一根质量为m，电阻为R的金属棒ab，并加一个范围较大的匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向与水平面夹角为且指向右斜上方，如图所示，问： (1)当ab棒静止时，受到的支持力和摩擦力各为多少？ (2)若B的大小和方向均能改变，则要使ab棒所受支持力为零，B的大小至少为多少？此时B的方向如何？2、如图所示，有一对平行金属板，两板相距为0.05m，电压为10V。两板之间有匀强磁场，磁感应强度大小为，方向与金属板面平行并垂直于纸面向里。图中右边有一半径R为0.1m、圆心
2、为O的圆形区域内也存在匀强磁场，磁感应强度大小为，方向垂直于纸面向里。一正离子沿平行于金属板面，从A点垂直于磁场的方向射入平行金属板之间，沿直线射出平行金属板之间的区域，并沿直径CD方向射入圆形磁场区域，最后从圆形区域边界上的F点射出。已知速度的偏向角，不计离子重力。求： （1）离子速度v的大小； （2）离子的比荷q/m； （3）离子在圆形磁场区域中运动时间t。（保留1位有效数字）3、如图所示，一个质量为m，电荷量+q的带电微粒（重力忽略不计），从静止开始经U1电压加速后，水平进入两平行金属板间的偏转电场中，金属板长L，两板间距d，微粒射出偏转电场时的偏转角=30，又接着进入一个方向垂直于纸面
3、向里的匀强磁场区，求： （1）微粒进入偏转电场时的速度v0是多大？ （2）两金属板间的电压U2是多大？ （3）若该匀强磁场的磁感应强度B，微粒在磁场中运动后能从左边界射出，则微粒在磁场中的运动时间为多少？ （4）若该匀强磁场的宽度为D，为使微粒不会从磁场右边射出，该匀强磁场的磁感应强度B至少多大？4、如图所示，相距为D.板间电压为的平行金属板间有方向垂直纸面向里、磁感应强度大小为的匀强磁场：Op和x轴的夹角，在POy区域内有垂直纸面向外的匀强磁场，Pox区域内有沿着x轴正方向的匀强电场，场强大小为E：一质量为m、电荷量为q的正离子沿平行与金属板、垂直磁场方向射入板间并做匀速直线运动，从坐标为（
4、0，L）的a点垂直y轴进入磁场区域，从OP上某点沿y轴负方向离开磁场进入电场，不计离子的重力，求： （1）离子在平行金属板间的运动速度 （2）Poy区域内匀强磁场的磁感应强度B （3）离子打在x轴上对应点的坐标5、如图所示，在x轴下方的区域内存在+y方向的匀强电场，电场强度为E在x轴上方以原点O为圆心、半径为R的半圆形区域内存在匀强磁场，磁场的方向垂直于xoy平面向外，磁感应强度为By轴上的A点与O点的距离为d，一个质量为m、电荷量为q的带正电粒子从A点由静止释放，经电场加速后从O点射入磁场，不计粒子的重力 （1）求粒子在磁场中运动的轨道半径r； （2）要使粒子进人磁场之后不再经过x轴，求电场
5、强度的取值范围； （3）改变电场强度，使得粒子经过x轴时与x轴成=30的夹角，求此时粒子在磁场中的运动时间t及经过x轴的位置坐标值x06、如图（a）所示，平行金属板A和B间的距离为d，现在A、B板上加上如图（b）所示的方波形电压，t=0时A板比B板的电势高，电压的正向值为U0，反向值也为U0，现有由质量为m的带正电且电荷量为q的粒子组成的粒子束，从AB的中点O以平行于金属板方向OO的速度v0=不断射入，所有粒子在AB间的飞行时间均为T，不计重力影响试求： （1）粒子打出电场时位置离O点的距离范围； （2）若要使打出电场的粒子经某一垂直纸面的圆形区域匀强磁场偏转后，都能通过圆形磁场边界的一个点处
6、，而便于再收集，则磁场区域的最小半径和相应的磁感强度是多大？7、如图所示，在水平面上放置的相距为0.2m的平行金属导轨与电源、电键、导体棒AB、滑动变阻器可构成闭合电路，磁感应强度为B=0.5T的匀强磁场竖直向下，导体棒AB的质量m=05kg，它与轨道之间的动摩擦因数=0.05。当电键S闭合时，电路中电流为5A(g取10ms2)求： (1)此时导体棒AB受到的安培力大小及方向 (2)此时导体棒AB的加速度大小8、“太空粒子探测器”是由加速、偏转和收集三部分组成，其原理可简化如下：如图1所示，辐射状的加速电场区域边界为两个同心平行半圆弧面，圆心为O，外圆弧面AB的半径为L，电势为1，内圆弧面CD
7、的半径为，电势为2。足够长的收集板MN平行边界ACDB，O到MN板的距离OP=L。假设太空中漂浮着质量为m，电量为q的带正电粒子，它们能均匀地吸附到AB圆弧面上，并被加速电场从静止开始加速，不计粒子间的相互作用和其它星球对粒子引力的影响。 （1）求粒子到达O点时速度的大小； （2）如图2所示，在边界ACDB和收集板MN之间加一个半圆形匀强磁场，圆心为O，半径为L，方向垂直纸面向内，则发现从AB圆弧面收集到的粒子经O点进入磁场后有2/3能打到MN板上（不考虑过边界ACDB的粒子再次返回），求所加磁感应强度的大小； （3）同上问，从AB圆弧面收集到的粒子经O点进入磁场后均不能到达收集板MN，求磁感
8、应强度所满足的条件。试写出定量反映收集板MN上的收集效率与磁感应强度B的关系的相关式子。9、如图所示，A点距坐标原点的距离为l，坐标平面内有边界过A点和坐标原点O的圆形匀强磁场区域，磁场方向于垂直坐标平面向里。有一电子（质量为m、电荷量为e）从A点以初速度v0平行x轴正方向射入磁场区域，在磁场中运行，从x轴上的B 点射出磁场区域，此时速度方向与x轴的正方向之间的夹角为60，求： 磁场的磁感应强度大小； 磁场区域的圆心O1的坐标； 电子在磁场中运动的时间。10、如图所示，电源电动势为3 V，内阻不计，导体棒质量60 g，长1 m，电阻1.5 ，匀强磁场竖直向上，B0.4 T当开关S闭合后，棒从固
9、定的光滑绝缘环的底端上滑到某一位置静止，试求在此位置上棒对每只环的压力为多少？若已知绝缘环半径0.5 m，求此位置与环底高度差为多少？11、如图所示，两平行金属导轨间的距离L=0.40m，金属导轨所在的平面与水平面夹角=37，在导轨所在平面内，分布着磁感应强度B=0.50T、方向垂直于导轨所在平面的匀强磁场。金属导轨的一端接有电动势E=4.5V、内阻r=0.50的直流电源。现把一个质量m=0.040kg的导体棒ab放在金属导轨上，导体棒恰好静止。导体棒与金属导轨垂直且接触良好，导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻R0 =2.5，金属导轨电阻不计，g取10m/s 2。已知sin37=0.60，co
10、s37=0.80，求： （1）通过导体棒的电流； （2）导体棒受到的安培力的大小； （3）导体棒受到的摩擦力。12、如图，在xOy平面第一象限整个区域分布一匀 强电场，电场方向平行y轴向下在第四象限内存在一有界匀强磁场，左边界为y轴，右边界为x=5l的直线， 磁场方向垂直纸面向外一质量为m、带电荷量为+q的粒子从y轴上P点以初速度v0垂直y轴射人匀强电场，在电场力作用下从x轴上Q点以与x轴正方向成450角进入匀强磁场已知OQ=l，不计粒子重力求： （1）P点的纵坐标； （2）要使粒子能再次进入电场，磁感应强度B的取值范围13、如图所示，在y0的区域内有沿y轴正方向的匀强电场，在y0的区域内有垂
11、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t14、如图所示，在直角坐标系中，x轴水平，y轴竖直，x轴上方空间只存在重力场，第III象限存在沿y轴正方向的匀强电场和垂直xy平面向里的匀强磁场，在第象限由沿x轴负方向的匀强电场，场强大小与第III象限存在的电
12、场的场强大小相等一质量为m，带电荷量大小为q的质点a，从y轴上y=h处的P1点以一定的水平速度沿x轴负方向抛出，它经过x=2h处的P2点进入第象限，恰好做匀速圆周运动，又经过y轴上方y=2h的P3点进入第象限，试求： (1)质点a到达P2点时速度的大小和方向； (2)第III象限中匀强电场的电场强度和匀强磁场的磁感应强度的大小； (3)质点a进入第象限且速度减为零时的位置坐标15、如图所示，直径分别为D和2D的同心圆处于同一竖直面内，O为圆心，GH为大圆的水平直径两圆之间的环形区域(I区)和小圆内部(II区)均存在垂直圆面向里的匀强磁场间距为d的两平行金属极板间有一匀强电场，上极板开有一小孔一
13、质量为m，电量为+q的粒子由小孔下方d/2处静止释放，加速后粒子以竖直向上的速度v射出电场，由H点紧靠大圆内侧射入磁场不计粒子的重力 (1)求极板间电场强度的大小； (2)若粒子运动轨迹与小圆P点相切，求I区磁感应强度的大小； (3)若I区，II区磁感应强度的大小分别为2mv/qD，4mv/qD，粒子运动一段时间后再次经过H点，求这段时间粒子运动的路程16、如图所示，虚线OC与y轴的夹角=60，在此角范围内有一方向垂直于xOy平面向外、磁感应强度大小为B的匀强磁场。虚线OC与x轴所夹范围内有一沿x轴正方向、电场强度大小为E的匀强电场。一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子a(不计重力)从y轴的点
14、M（0，L）沿x轴的正方向射入磁场中。求： （1）要使粒子a从OC边界离开磁场后竖直向下垂直进入匀强电场，经过匀强电场后从x轴上的P点（图中未画出）离开，则该粒子射入磁场的初速度v1和OP的距离分别为多大？ （2）若大量粒子a同时以从M点沿xOy平面的各个方向射入磁场中，则从OC边界最先射出的粒子与最后射出的粒子的时间差。17、质量为m、电量为q的带电离子从P（0，h）点沿x轴正方向射入第一象限的匀强磁场中，磁感应强度为B，并沿着y轴负方向垂直进入匀强电场（电场方向沿x轴负方向），然后离子经过y轴上的M（0，-2h）点，进入宽度为h的无场区域，如图所示，再进入另一个范围足够大的匀强磁场，最后回
15、到P点，不计重力，试求： （1）初速度 （2）电场强度E （3）从P点出发到再次回到P点所用的时间18、如图所示的天平可用来测定磁感应强度，天平的右臂下面挂有一个矩形线圈，宽为L，共N匝，线圈下部悬在匀强磁场中，磁场方向垂直纸面，当线圈中通有电流I时，方向如图，在天平左右两盘各加质量分别为m1、m2的砝码，天平平衡，当电流反向时（大小不变)，右盘再加上质量为m的砝码后，天平重新平衡,试求（g=10m/s2）： （1)判定磁场的方向并推导磁感应强度的表达式 （2)当L=0.1m； N=10； I=0.1A；m=910-3kg时磁感应强度是多少？19、如图所示， x轴上方以原点O为圆心、半径为R的半圆形区域内存在匀强磁场，磁场的方向垂直于xy平面并指向纸面外，磁感应强度为B。在x轴（-R，R）下方的区域内存在方向与y轴相同的匀强电场。y轴下方的A点与O点的距离为d，一质量为m、电荷量为q的带正电粒子从A点由静止释放，经电场加速后从O点射入磁场，不计粒子的重力作用 （1）要使粒子进入磁场之后不再经过x轴，电场强度需大于或等于某个值E，求E； （2）
