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1、高中物理磁场大题一解答题（共30小题）1如图甲所示，建立Ox坐标系,两平行极板P、Q垂直于y轴且有关轴对称,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轴间右持续发射质量为m、电量为+、速度相似、重力不计的带电粒子在03t0时间内两板间加上如图乙所示的电压(不考虑极边沿的影响).已知t=0时刻进入两板间的带电粒子正好在t0时刻经极板边沿射入磁场上述m、t0、B为已知量（不考虑粒子间互相影响及返回板间的状况）（1）求电压U0的大小(2)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(3)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
2、间.2.如图所示,在Oy平面内,0x2的区域内有一方向竖直向上的匀强电场,2xL的区域内有一方向垂直于xO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v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互相作用都可忽视不计，两粒子带电量大小相等求:（1)正、负粒子的质量之比m1：m2;（）两粒子相遇的位置点的坐标;(3)两粒子先后进入电场的时间差.3如图所示，相距为R的两块平行金属板M、正对着放置，s1
3、、s2分别为M、板上的小孔，1、s2、O三点共线,它们的连线垂直M、N,且s2O=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2,板两端点的连线垂直、板.质量为、带电量为+q的粒子，经s1进入M、间的电场后,通过2进入磁场.粒子在s1处的速度和粒子所受的重力均不计.（1)当M、N间的电压为U时,求粒子进入磁场时速度的大小;()若粒子正好打在收集板D的中点上，求M、N间的电压值0;(3)当M、N间的电压不同步，粒子从s到打在D上经历的时间t会不同,求的最小值4.如图所示，直角坐标系xy位于竖直平面内，在m0的
4、区域内有磁感应强度大小B.014T、方向垂直于纸面向里的条形匀强磁场,其左边界与x轴交于点；在x0的区域内有电场强度大小E=4NC、方向沿轴正方向的条形匀强电场,其宽度d=2m一质量m=6.027g、电荷量q3.2101C的带电粒子从P点以速度=4104m/s，沿与x轴正方向成0角射入磁场，经电场偏转最后通过轴上的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；（2)当电场左边界与轴重叠时Q点的横坐标；(）若只变化上述电场强度的大小，规定带电粒子仍能通过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.
5、A板带正电荷,B板带等量负电荷,电场强度为;磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度为.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B2D为磁场2边界上的一绝缘板，它与M板的夹角45，C=a,既有大量质量均为m,具有多种不同电荷量、不同速度的带电粒子(不计重力)，自O点沿O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：()进入匀强磁场B的带电粒子的速度；(2）能击中绝缘板C的粒子中，所带电荷量的最大值;（3）绝缘板D上被带电粒子击中区域的长度6.在平面直角坐标系x中,第I象限存在沿y轴负方向的匀强电场
6、,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垂直于y轴射入电场，经x轴上的N点与x轴正方向成5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UMN；（2)粒子在磁场中运动的轨道半径r;（3）粒子从点运动到P点的总时间t.如图所示的平行板器件中，存在互相垂直的匀强磁场和匀强电场,磁场的磁感应强度B=0.0,方向垂直纸面向里,电场强度E=.015V/m,PQ为板间中线紧靠平行板右侧边沿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2=.25T，磁场
7、边界AO和轴的夹角Oy=4.一束带电量q=8.01019C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轴上坐标为（0,2）的Q点垂直y轴射入磁场区,离子通过轴时的速度方向与轴正方向夹角在450之间.则:（1)离子运动的速度为多大？(2）离子的质量应在什么范畴内？（3）现只变化AOy区域内磁场的磁感应强度大小，使离子都不能打到x轴上,磁感应强度大小B应满足什么条件?8.如图所示，在空间中存在垂直纸面向里的匀强磁场，其竖直边界A、D的宽度为d,在边界B左侧是竖直向下、场强为E的匀强电场既有质量为、带电量为+的粒子（不计重力）从P点以大小为v0的水平初速度射入电场，随后与边界成
8、5射入磁场.若粒子能垂直CD边界飞出磁场，穿过小孔进入如图所示两竖直平行金属板间的匀强电场中减速至零且不遇到正极板(1)请画出粒子上述过程中的运动轨迹，并求出粒子进入磁场时的速度大小;（)求匀强磁场的磁感应强度B;(3)求金属板间的电压U的最小值.9.如图甲，真空中竖直放置两块相距为d的平行金属板、Q,两板间加上如图乙最大值为U0的周期性变化的电压，在Q板右侧某个区域内存在磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向里的有界匀强磁场在紧靠P板处有一粒子源A,自=开始持续释放初速不计的粒子,经一段时间从Q板小孔O射入磁场,然后射出磁场，射出时所有粒子的速度方向均竖直向上已知电场变化周期T,粒子质量为m，
9、电荷量为q，不计粒子重力及互相间的作用力.求：(）t=0时刻释放的粒子在P、间运动的时间;（2)粒子射入磁场时的最大速率和最小速率;(3)有界磁场区域的最小面积.10“太空粒子探测器”是由加速、偏转和收集三部分构成,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B的半径为L,电势为1,内圆弧面CD的半径为，电势为2.足够长的收集板MN平行边界ACDB,O到M板的距离O=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，不计粒子间的互相作用和其他星球对粒子引力的影响.（1）求粒子达到O点
10、时速度的大小;(2）如图2所示,在边界B和收集板N之间加一种半圆形匀强磁场,圆心为,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点进入磁场后有能打到MN板上(不考虑过边界ADB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达到收集板MN，求磁感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的关系的有关式子11.如图，静止于处的离子,经电压为U的加速电场加速后沿图中圆弧虚线通过静电分析器，从P点垂直CN进入矩形区域的有界匀强电场，电场方向水平向左静电分析器通道内有均匀辐向分布的电场，已知圆弧所在处场强
11、为0，方向如图所示；离子质量为m、电荷量为；=2d、=3d,离子重力不计.(1)求圆弧虚线相应的半径R的大小；（2)若离子正好能打在NQ的中点上,求矩形区域QCD内匀强电场场强E的值；(）若撤去矩形区域Q内的匀强电场,换为垂直纸面向里的匀强磁场，规定离子能最后打在QN上，求磁场磁感应强度B的取值范畴.12如图甲所示,一对平行金属板、长为L，相距为，O1O为中轴线当两板间加电压UM=0时,两板间为匀强电场，忽视两极板外的电场某种带负电的粒子从1点以速度v0沿O1方向射入电场,粒子正好打在上极板的中点,粒子重力忽视不计（）求带电粒子的比荷;（2）若M间加如图乙所示的交变电压，其周期，从t=0开始，
12、前内U=2U，后内UMN=U，大量的上述粒子仍然以速度v0沿方向持续射入电场,最后所有粒子刚好能所有离开电场而不打在极板上，求的值;(）紧贴板右侧建立xO坐标系,在xy坐标第I、V象限某区域内存在一种圆形的匀强磁场区域，磁场方向垂直于xOy坐标平面,要使在(2)问情景下所有粒子通过磁场偏转后都会聚于坐标为（2d,2d)的P点，求磁感应强度的大小范畴13.如图所示，在第一、二象限存在场强均为E的匀强电场,其中第一象限的匀强电场的方向沿x轴正方向,第二象限的电场方向沿x轴负方向.在第三、四象限矩形区域ABCD内存在垂直于纸面向外的匀强磁场，矩形区域的B边与轴重叠.M点是第一象限中无限接近轴的一点,
13、在M点有一质量为m、电荷量为e的质子，以初速度v0沿y轴负方向开始运动,正好从点进入磁场,若O=2O，不计质子的重力，试求：()点横坐标d；（)若质子通过磁场最后能无限接近M点，则矩形区域的最小面积是多少；（3）在(）的前提下,该质子由M点出发返回到无限接近M点所需的时间如图所示,在xy平面直角坐标系中，直线N与轴成30角，点的坐标为（，0），在y轴与直线M之间的区域内,存在垂直于xOy平面向外、磁感应强度为B的匀强磁场在直角坐标系Oy的第象限区域内存在沿y轴,正方向、大小为的匀强电场,在x=3a处垂直于x轴放置一平面荧光屏,与x轴交点为,电子束以相似的速度v0从y轴上0a的区间垂直于y轴和磁
14、场方向射入磁场.已知从y=a点射入的电子在磁场中轨迹正好通过O点,忽视电子间的互相作用，不计电子的重力求：(1)电子的比荷;（2）电子离开磁场垂直y轴进入电场的位置的范畴;(3)从y轴哪个位置进入电场的电子打到荧光屏上距Q点的距离最远?最远距离为多少？5如图(）所示,水平放置的平行金属板A、B间加直流电压U，A板正上方有“V”字型足够长的绝缘弹性挡板.在挡板间加垂直纸面的交变磁场，磁感应强度随时间变化如图（b),垂直纸面向里为磁场正方向，其中B1=B,B2未知.既有一比荷为、不计重力的带正电粒子从点静止释放，t=时刻，粒子刚好从小孔O进入上方磁场中，在1时刻粒子第一次撞到左挡板,紧接着在t+2
15、时刻粒子撞到右挡板，然后粒子又从O点竖直向下返回平行金属板间粒子与挡板碰撞前后电量不变，沿板的分速度不变，垂直板的分速度大小不变、方向相反,不计碰撞的时间及磁场变化产生的感应影响.求:（1)粒子第一次达到点时的速率；(2）图中B2的大小；（3)金属板和间的距离d16.如图甲所示，建立Ox坐标系，两平行极板P、垂直于轴且有关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轴间右连接发射质量为、电量为、速度相似、重力不计的带电粒子在03t0时间内两板间加上如图乙所示的电压（不考虑极边沿的影响）.已知t=时刻进入两板间的带电粒子正好在t0时,刻经极板边沿射入磁场.上述、t、B为已知量（不考虑粒子
