复合电场磁场及详细答案(共4页).doc

精选优质文档-倾情为你奉上高二物理复合场练习题1、空间中存在方向垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，一带电量为+q、质量为m的粒子，在P点以某一初速开始运动，初速方向在图中纸面内如图中P点箭头所示。该粒子运动到图中Q点时速度方向与P点时速度方向垂直，如图中Q点箭头所示。已知P、Q间的距离为l。若保持粒子在P点时的速度不变，而将匀强磁场换成匀强电场，电场方向与纸面平行且与粒子在P点时速度方向垂直，在此电场作用下粒子也由P点运动到Q点。不计重力。求：（1）电场强度的大小。（2）两种情况中粒子由P点运动到Q点所经历的时间之差。2、如图所示，在x轴上方有垂直于xy平面向里的匀强磁场，磁感应强度为B；在c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y轴正方向射出，射出之后，第三次到达x轴时，它与O点的距离为L，求此粒子射出时的速度和运动的总路程s(不计重力)。3质量为m，带正电为q的小物块放在斜面上，斜面倾角为，物块与斜面间动摩擦因数为，整个斜面处在磁感应强度为B的匀强磁场中，如图11-4-17所示，物块由静止开始沿斜面下滑，设斜面足够长，物块在斜面上滑动的最大加速度和最大速度为多大？若物块带负电量为q，则物块在斜面上滑动能达到的最大速度又为多大？B图11-4-174质量为m，带电量为q的液滴以速度v沿与水平成45°角斜向上进入正交的匀强电场和匀强磁场叠加区域，电场强度方向水平向右，磁场方向垂直纸面向里，如图11-4-20所示液滴带正电荷，在重力、电场力及磁场力共同作用下在场区做匀速直线运动试求：（1）电场强度E和磁感应强度B各多大？（2）当液滴运动到某一点A时，电场方向突然变为竖直向上，大小不改变，不考虑因电场变化而产生的磁场的影响，此时液滴加速度多少？说明此后液滴的运动情况BEAv图11-4-205、如图所示，两块长L=3cm的平行金属板AB相距 d=1cm，并与U=300V直流电源的两极相连接，如果在两板正中间有一电子（ m=9×1031kg，e=1.6×1019C），沿着垂直于电场线方向以2×107m/s的速度飞入，则 （1）电子能否飞离平行金属板正对空间？ （2）如果由A到B分布宽1cm的电子带通过此电场，能飞离电场的电子数占总数的百分之几？6、在研究性学习中，某同学设计了一个测定带电粒子比荷的实验，其实验装置如图所示，abcd是一个长方形盒子，在ad边和cd边上各开有小孔f和e，e是cd边上的中点，荧光屏M贴着cd放置，能显示从e孔射出的粒子落点位置。盒子内有一方向垂直于abcd平面的匀强磁场，磁感应强度大小为B。粒子源不断地发射相同的带电粒子，粒子的初速度可忽略。粒子经过电压为U的电场加速后，从f孔垂直于ad边射入盒内。粒子经磁场偏转后恰好从e孔射出。若已知fd=cd=L，不计粒子的重力和粒子之间的相互作用力。请你根据上述条件求出带电粒子的比荷q/m。7、1932年，劳伦斯和利文斯设计出了回旋加速器。回旋加速器的工作原理如图所示，置于高真空中的D形金属盒半径为R，两盒间的狭缝很小，带电粒子穿过的时间可以忽略不计。磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直。A处粒子源产生的粒子，质量为m、电荷量为+q ，在加速器中被加速，加速电压为U。加速过程中不考虑相对论效应和重力作用。（1）求粒子第2次和第1次经过两D形盒间狭缝后轨道半径之比；（2）求粒子从静止开始加速到出口处所需的时间t；8、如图所示，MN、PQ为平行光滑导轨，其电阻忽略不计，与地面成30°角固定N、Q间接一电阻R=1.0，M、P端与电池组和开关组成回路，电动势E=6V，内阻r=1.0，导轨区域加有与两导轨所在平面垂直的匀强磁场现将一条质量m=40g，电阻R=1.0的金属导线置于导轨上，并保持导线ab水平已知导轨间距L=0.1m，当开关S接通后导线ab恰静止不动试计算磁感应强度大小。1、（1）由于粒子在Q点的速度垂直它在p点时的速度，可知粒子由P点到Q点的轨迹为圆周，故有 粒子在磁场中做匀速圆周运动，以v0表示粒子在P点的初速度，R表示圆周的半径，则有 qv0B=m 由此得 以E表示电场强度的大小，a表示粒子在电场中加速度的大小，tE表示粒子在电场中由p点运动到Q点经过的时间，则有 qE=ma R=v0tE由以上各式，得 （2）因粒子在磁场中由P点运动到Q点的轨迹为圆周，故运动经历的时间tE为圆周运动周期T的，即有 tB=T 而 由和式得 由 两式得 2、粒子运动路线如右图示有:L4R       粒子初速度为v，则有 : qvB=mv2/R  由、式可算得 v=qBL/4m  设粒子进入电场作减速运动的最大路程为x，加速度为a ,有：qE=ma  v2=2ax   粒子运动的总路程 s=2R+2x 由、式，得s 3、1）对小物块受力分析如图所示，y ：FN = qvB+mgcos x ： mgsin F= ma F= FN 由式得 mgsina (qvB+mgcosa) = ma由上式可知，当V0时，am = gsina gcosa当a = 0时， 2)对小物块受力分析如图所示， y ；FN + qvB = mgcos 随着速度的增加，FN 减小，当FN0时， 4、解：1)对液滴受力分析，如图所示，因为液滴做匀速直线运动，所以x ：mgsin45°= qEcos45°y ：qvB = mgcos45°+qEsina45° 2）因为mg = qE ，当电场方向突然变为竖直向上时，重力和电场力平衡了，液滴在洛伦兹力的作用下，做匀速圆周运动。因为， 所以 由 得 所以，液滴做半径为，周期为的匀速圆周运动。5、解：（1）当电子从正中间沿着垂直于电场线方向以2×107m/s的速度飞入时，若能飞出电场，则电子在电场中的运动时间为，在沿AB方向上，电子受电场力的作用，在AB方向上的位移为，其中联立求解，得y=0.6cm，而所以，故粒子不能飞出电场。（2）从（1）的求解可知，与B板相距为y的电子带是不能飞出电场的，而能飞出电场的电子带宽度为，所以能飞出电场的电子数占总电子数的百分 比为6、解：带电粒子进入电场，经电场加速。根据动能定理： 粒子进入磁场后做匀速圆周运动，轨迹如图。设圆周半径为R ，在三角形ode中 ，有 (LR)2+(L/2)2=R2 又由洛伦兹力提供向心力得 q v B 联立 求解，得 7、解析：(1)设粒子第1次经过狭缝后的半径为r1,速度为v1qu=mv12qv1B=m解得 同理，粒子第2次经过狭缝后的半径 则 （2）设粒子到出口处被加速了n圈解得 8、解析：导线ab两端电压V=2V 其中导线ab中的电流A 导线ab受力如图所示，由平衡条件得 解得=1T 专心-专注-专业