压轴题08 电磁场综合专题

《压轴题08 电磁场综合专题》由会员分享，可在线阅读，更多相关《压轴题08 电磁场综合专题（13页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、压轴题 08 电磁场综合专题1.如图所示，真空区域中存在匀强电场与匀强磁场；每个磁场区域的宽度均为h = 0.20m，边界水 平，相邻两个区域的距离也为，磁感应强度大小B = 1.0T、方向水平且垂直竖直坐标系xoy平 面向里；电场在x轴下方的整个空间区域中，电场强度的大小E = 2.5N/C、方向竖直向上。质 量m = 1.0x10-4kg、电荷量q = 4.0x 10-4C的带正电小球，从尹轴上的P点静止释放，P点与x轴的距离也为力；重力加速度g取10m/s2， sin37 = 0.6， cos37 = 0.8，不计小球运动时的电磁辐射。求小球：(1) 射出第1区域时的速度大小v(2) 射

2、出第2区域时的速度方向与竖直方向之间的夹角0(3) 从开始运动到最低点的时间 t。2板间距离d=0.20m。在竖直平面内建J3如图甲所示，平行金属板M、N水平放置，板长L=m、5立xOy直角坐标系，使x轴与金属板M、N的中线OO重合，y轴紧靠两金属板右端。在y轴右 侧空间存在方向垂直纸面向里、磁感应强度大小E=5.0x10rT的匀强磁场，M、N板间加随时间 t按正弦规律变化的电压，如图乙所示，图中T0未知，两板间电场可看作匀强电场，板外电q场可忽略。比荷一=1.0x107C/kg、带正电的大量粒子以v0=1.Ox1O5m/s的水平速度，从金属板左 m0端沿中线OO连续射入电场，进入磁场的带电粒

3、子从y轴上的P、Q (图中未画岀，P为最高点、Q 为最低点)间离开磁场。在每个粒子通过电场区域的极短时间内，电场可视作恒定不变，忽略 粒子重力，求：(1) 进入磁场的带电粒子在电场中运动的时间t0及在磁场中做圆周运动的最小半径r0；(2) P、Q两点的纵坐标yp、yQ；(3) 若粒子到达Q点的同时有粒子到达P点，满足此条件的电压变化周期T0的最大值。3. (2020银川唐徕回民中学高三三模)如图甲所示，有一磁感应强度大小为B、垂直纸面向外的匀强磁场，磁场边界OP与水平方向夹角为0=45，紧靠磁场右上边界放置长为L、间距为d的平行 金属板M、N,磁场边界上的O点与N板在同一水平面上，O、O2为电

4、场左右边界中点在两 板间存在如图乙所示的交变电场(取竖直向下为正方向).某时刻从O点竖直向上以不同初速度 同时发射两个相同的质量为m、电量为+q的粒子a和b.结果粒子a恰从O点水平进入板间电 场运动，由电场中的O2点射出；粒子b恰好从M板左端边缘水平进入电场不计粒子重力和粒 子间相互作用，电场周期T未知.求：乙(1) 粒子a、b从磁场边界射出时的速度va、vb；(2) 粒子a从O点进入磁场到O2点射出电场运动的总时间t；4m(3) 如果金属板间交变电场的周期卩 b，粒子b从图乙中t=0时刻进入电场，求要使粒子b能够穿出板间电场时E0满足的条件.4. 某科研小组设计了一个粒子探测装置。如图1所示

5、，一个截面半径为R的圆筒(筒长大于20水平 固定放置，筒内分布着垂直于轴线的水平方向匀强磁场，磁感应强度大小为B。图2为圆筒的入 射截面，图3为竖直方向过筒轴的切面。质量为加、电荷量为q的正离子以不同的初速度垂直于 入射截面射入筒内。圆筒内壁布满探测器，可记录粒子到达筒壁的位置，筒壁上的P点和Q点与 入射面的距离分别为R和2R。(离子碰到探测器即被吸收，忽略离子间的相互作用与离子的重力(1) 离子从。点垂直射入，偏转后到达P点，求该入射离子的速度v0；(2) 离子从OC线上垂直射入，求位于0点处的探测器接收到的离子的入射速度范围；并在图3中 画出规范的轨迹图；(3) 若离子以第(2)问求得最大

6、的速度垂直入射，从入射截面入射的离子偏转后仍能到达距入射面为2人的筒壁位置，画出入射面上符合条件的所有入射点的位置。5. 如图甲所示，正方形导线框abed用导线与水平放置的平行板电容器相连，线框边长与电容器两7L极板间的距离均为L. O点为电容器间靠近上极板的一点，与电容器右端的距离为亍，与水平2兀L1线MN的距离为等丁（1+）.线框abed内和电容器两极板间都存在周期性变化的磁场，导线框4 兀内匀强磁场的磁感应强度随时间的变化规律如图乙所示，电容器间匀强磁场的磁感应强度随时间 的变化规律如图丙所示，选垂直纸面向里为正方向.现有一带正电微粒在0时刻自O点由静止释 放，在时间去1 g :g内恰好

7、做匀速圆周运动.已知重力加速度为g,求：此带电微粒的比荷-；m3 L（2） 自0时刻起经时间时微粒距O点的距离；2丫 g（3）自0时刻起经多长时间微粒经过水平线MN.6. （2020重庆一中高三月考）一种太空飞船磁聚焦式霍尔推进器，其原理如下：由栅极（金属网）MN、PQ构成磁感应强度为B的区域I如图，宇宙中大量存在的等离子体从其下方以恒定速率儿射 入，在栅极间形成稳定的电场后，系统自动关闭粒子进入的通道并立即撤去磁场B。区域II内 有磁感应强度为B2 （方向如图）的匀强磁场，其右边界是直径为D、与上下极板RC、HK相切的 半圆（与下板相切于A）。当区域I中粒子进入的通道关闭后，在A处的放射源向

8、各个方向发射速 率相等的氙原子核，氙原子核在区域II中的运动半径与磁场的半圆形边界半径相等，形成宽度为D 的平行于 RC 的氙原子核束，通过栅极网孔进入电场，加速后从 PQ 喷出，让飞船获得反向推力。不计粒子之间相互作用与相对论效应。已知栅极MN和PQ间距为d氙原子核的质量为m、 电荷量为q。求：(1) 在栅极 MN、 PQ 间形成的稳定电场的电场强度 E 的大小；(2) 氙原子核从 PQ 喷出时速度 v2 的大小；UCfi07. 如图所示，在坐标系兀內中，第一和第四象限存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁场宽度OG,第 三象限内存在尹轴负方向的匀强电场，电场强度大小可调，并有一平行x轴的金属挡板在

9、尹轴正半轴上有一接收屏CD,现有一比荷为-=108C/kg带正电的粒子(不计重力)以速度mv二5x 104m/s从A点沿x轴正方向入射，若电场强度为零，则粒子经磁场偏转后从F点穿出磁 0场，已知 AO=BE=OG=L=40cm, OE=OD=2CD=2CF=d=20cm，求：(1) 磁场的磁感应强度；(2) 若要保证粒子被接收屏接收，第三象限匀强电场的电场强度E的大小范围。8控制带电粒子的运动在现代科学技术、生产生活、仪器电器等方面有广泛的应用。如图，以竖直向上为y轴正方向建立直角坐标系,该真空中存在方向沿x轴正方向、电场强度大小E = 5、；3N/C的匀强电场和方向垂直xOy平面向外、磁感应

10、强度大小B=0.5T的匀强磁场。原点O处的粒子源 连续不断地发射速度大小和方向一定、质量m = lx 10-6kg、电荷量q=-2xlO-6C的粒子束，粒子恰 能在xOy平面内做直线运动，重力加速度为g=10m/s2，不计粒子间的相互作用。(1) 求粒子发射速度的大小；(2) 若保持E初始状态和粒子束的初速度不变，在粒子从O点射出时立即取消磁场，求粒子从O 点射出运动到距离y轴最远(粒子在x0区域内)的过程中重力所做的功(不考虑磁场变化产生 的影响)；(3) 若保持E、B初始状态和粒子束的初速度不变，在粒子束运动过程中，突然将电场变为竖直向 下、场强大小变为E = 5N/C,求从O点射出的所有

11、粒子第一次打在x轴上的坐标范围(不考虑9.在平面坐标系第1、11象限内有垂直坐标平面向里的匀强磁场，在第III象限内有M、N两个竖直平行金属板，板间的电压为U,在第W象限内有沿y轴正方向的匀强电场。一质量为加、电荷量 为q的带正电的粒子(不计粒子重力)从靠近M板的S点由静止开始做加速运动，从y轴上y=-l 处的A点垂直于y轴射入电场，从x=2l的C点离开电场，经磁场后再次到达x轴时刚好从坐标原 点 O 处经过。求：(1) 粒子运动到A点的速度大小；(2) 电场强度E和磁感应强度B的大小;带正电粒子从A运动到O经历的时间。10. (2020重庆市育才中学高三开学考试)如图所示，直角坐标系兀內的第

12、一象限内存在沿尹轴负 方向的匀强电场，电场强度大小为在第四象限内有一半径为R的圆形有界匀强磁场，磁场方 向垂直纸面向外，磁场的边界刚好与x轴相切于A点，A点的坐标为(:3RO )，个质量为m、 电荷量为q的带负电粒子在A点正上方的P点由静止释放，粒子经电场加速后从A点进入磁场， 经磁场偏转射出磁场后刚好经过与O点对称的O点(OA=A O)，匀强磁场的磁感应强度大小为 5不计粒子的重力，求：(1) P点的坐标；(2) 粒子从P运动到O的时间？ w -、I p * *:n *11. 如图所示，在竖直分界线MN的左侧有垂直纸面的匀强磁场，竖直屏与MN之间有方向向上的 匀强电场。在0处有两个带正电的小

13、球A和B，两小球间不发生电荷转移。若在两小球间放置 一个被压缩且锁定的小型弹簧(不计弹簧长度)，解锁弹簧后，两小球均获得沿水平方向的速度。已知小球B的质量是小球A的=倍，电荷量是小球A的n2倍。若测得小球A在磁场中运动的半 径为r，小球B击中屏的位置的竖直偏转位移也等于r。两小球重力均不计。(1) 将两球位置互换，解锁弹簧后，小球B在磁场中运动，求两球在磁场中运动半径之比、时间之 比；(2) 若A小球向左运动求A、B两小球打在屏上的位置之间的距离。XB* iE屏XXXXKXK jN：12. 如图，在纸面内有一圆心为O、半径为R的圆，圆形区域内存在斜向上的电场，电场强度大小 未知，区域外存在垂直

14、于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B， 一质量为m、电荷量为q 的正粒子从圆外P点在纸面内垂直于OP射出，已知粒子从Q点(未画出)进入圆形区域时速度 垂直Q点的圆弧切线，随后在圆形区域内运动，并从N点(ON连线的方向与电场方向一致，ON 与PO的延长线夹角9 = 37。)射出圆形区域，不计粒子重力，已知OP=3R(1) 求粒子第一次在磁场中运动的速度大小；(2) 求电场强度和粒子射出电场时的速度大小。13. (2020重庆一中高三月考)如图所示，两块平行极板AB、CD正对放置，极板CD的正中央有 一小孔，两极板间距离AD为2力，板长AB为4力，两极板间电势差为U,在ABCD构成的矩形区 域

15、内存在匀强电场，电场方向水平向右。在ABCD矩形区域外有垂直于纸面向里的范围足够大的 匀强磁场。极板厚度不计，电场、磁场的交界处为理想边界。将一个质量知、电荷量为+g的带 电粒子在极板AB的正中央O点由静止释放，带电粒子能够垂直电场方向再次进入匀强电场，带 电粒子的重力不计。(1) 求磁场的磁感应强度B的大小；(2) 求出带电粒子从O点开始运动到第二次离开电场区域所经历的总时间；(3) 通过分析说明带电粒子最后能否返回最初的出发点O,若能，请画出粒子运动轨迹的示意图并出带电粒子从O点开始运动到最终返回O点所经历的总时间。若不能，请说明理由。14. 如图所示，光滑水平轨道与半径为R的光滑竖直半圆轨道在B点平滑连接。在过圆心O的水平 界面MN的下方分布有水平向右的匀强电场。现有一质量为m,电荷量为+q的小球从水平轨道 上A点由静止释放，小球运动到C点离开圆轨道后，经界面MN上的P点进入电场(P点恰好在A点的正上方，如图所示。小球可视为质点，小球运动到C点之前电何量保持不变，经过C点后电 荷量立即变为零)。已知A、B间距离为2R,重力加速度为g。在上述运动过程中，求