2022年届黑龙江大庆喇中高考物理二轮复习知识点突破磁场对运动电荷的作用.docx

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1、名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -磁场对运动电荷的作用练习1、如图 A-6 所示,足够长的光滑绝缘斜面与水平面间的夹角为 （sin =0.6）,放在水平方向的匀强电场和匀强磁场中,电场强度E=50V/m,方向向左,磁场方向垂直于纸面对外 . 一个电荷量为 q=4.0 10-2C、质量 m=0.40kg的光滑小球从斜面顶点由静止开头滚下,经过 3s 后飞离斜面,求磁感应强度 B. （g 取 10m/s 2）2、在如下列图的空间区域里,y 轴左方有一匀强电场,场强方向跟 y 轴正方向成60 ,大小为；y 轴右方有一垂直纸面对里的匀强磁场,磁感应强

2、度 B=0.20T有一质子以速度 v=2.0 m/s,由 x 轴上的 A 点（10cm,0）沿与 x轴正方向成 30 斜向上射入磁场,在磁场中运动一段时间后射入电场,后又回到磁场,经磁场作用后又射入电场已知质子质量近似为m=1.6kg,电荷q=1.6C,质子重力不计求：（运算结果保留3 位有效数字）（1）质子在磁场中做圆周运动的半径（2）质子从开头运动到其次次到达y 轴所经受的时间（3）质子第三次到达 y 轴的位置坐标- 1 - 细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 1 页,共 20 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精

3、品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -3、如下列图,重为3N的导体棒,放在间距为d=1m的水平放置的导轨上,其中电源电动势 E=6V,内阻 r=0.5,定值电阻 R0=11.5,其它电阻不计；试求：（ 1）如磁场方向垂直导轨平面对上,大小为B=2T（图未画出）,要使导体棒静止不动,导轨与导体棒间的摩擦力至少为多大？（2）如磁场大小不变,方向与导轨平面成 的摩擦力多大？角；如下列图,此时导体棒所受4、如图 3 所示,一倾角为 的足够长的绝缘光滑斜面置于磁感应强度为 B的匀强磁场中,一质量为 m、电荷量为 q 的小物块自斜面顶端由静止释放,就当小物块在斜面上滑行经多

4、长时间、多长距离时离开斜面？5、如图 A-8 所示,套在长绝缘直棒上的小环质量为m,电荷量为 +q,小环可在棒上滑动 . 将棒放置在方向水平且正交的匀强电场和匀强磁场中,电场强度为 E,磁感应强度为 B,小环与棒间的动摩擦因数为 中的最大加速度和最大速度 . - 2 - ,求小环由静止开头沿棒下滑过程细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 2 页,共 20 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -6、如下列图,在y0 的空间中,存在沿y 轴正方向的匀强电场E

5、；在 y0 的空间中,存在沿 y 轴负方向的匀强电场,场强大小也为E,一电子（电量为 e,质量为 m）在 y 轴上的 P（0,d）点以沿 x 轴正方向的初速度 v0开头运动,不计电子重力,求：（ 1）电子第一次经过x 轴的坐标值（ 2）电子在 y 方向上运动的周期（3）电子运动的轨迹与x 轴的各个交点中,任意两个相邻交点间的距离. 7、如图（ a）所示, A、B 为两块平行金属板,极板间电压为,板中心有小孔O和 O；现有足够多的电子源源不断地从小孔O由静止进入 A、B之间；在 B板右侧,平行金属板M、N长 L1=4 10-2m,板间距离d=4 10-3m,在距离 M、N右侧边缘 L2=0.1m

6、处有一荧光屏 P,当 M、N之间未加电压时电子沿 M板的下边沿穿过,打在荧光屏上的 并发出荧光；现给金属板 M、N之间加一个如图（ b）所示的变化电压u1,在 t=0 时刻, M板电势低于 N板；已知电子质量为 kg,电量为 C；（1）每个电子从 B 板上的小孔 O射出时的速度多大？（ 2）打在荧光屏上的电子范畴是多少 .（3）打在荧光屏上的电子的最大动能是多少？8、某同学设计了一个测定带电粒子比荷的试验,其试验装置如下列图,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,荧光屏上的闪光能显示粒子从e 孔射出,

7、盒子内有一方向垂直- 3 - 细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 3 页,共 20 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -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,粒子的初速度可以忽视,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,如已知 fd=cd=L,不计粒子的重力和粒子之间的相互作用力,请你依据上述条件求出带电粒子的比荷9、如下列图, MN为纸面内竖直放置的

8、挡板,P、D是纸面内水平方向上的两点,两点距离 PD为 L,D点距挡板的距离 DQ为 L/ ,用质量为 m,电荷量为 q 的带正电粒子在纸面内从P点开头以 v0的水平速度向右匀速运动,经过一段时间后在MN左侧空间上加上垂直向里的磁感应强度为B0 的匀强磁场,磁场维护一段时间后撤除,粒子再次通过D点时速度方向竖直向下,已知挡板足够长,MN左侧空间磁场分布范畴足够大,粒子的重力不计1 求粒子在加上磁场前运动的时间 t 2 转变磁感应强度 B的大小,求满意题设条件的磁感应强度 B 的最小值及 B最小时磁场维护的最短时间 t 0值10、如下列图,在 xoy 平面内有垂直坐标平面的范畴足够大的匀强磁场,

9、磁感强度为 B,一带正电荷量 Q的粒子,质量为,从点以某一初速度垂直射入磁场,其轨迹与 x、y 轴的交点 A、B到 O点的距离分别为、,试求：1 初速度方向与轴夹角 2 初速度的大小 . - 4 - 细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 4 页,共 20 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -11、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

10、射出第一象限,不计重力；求: （1） 粒子做圆周运动的半径（2）匀强磁场的磁感应强度 B 12、如下列图,直线 MN下方无磁场,上方空间存在两个匀强磁场,其分界线是半径为 R的半圆,两侧的磁场方向相反且垂直于纸面,磁感应强度大小都为 B；现有一质量为 m、电荷量为 q 的带负电微粒从 P点沿半径方向向左侧射出,最终打到 Q点,不计微粒的重力；求：（1）微粒在磁场中运动的周期；（2）从 P点到 Q点,微粒的运动速度大小及运动时间；（3）如向里磁场是有界的,分布在以 O点为圆心、半径为 R和 2R的两半圆之间的区域,上述微粒仍从 P点沿半径方向向左侧射出,且微粒仍能到达 Q点,求其速度的最大值；1

11、3、下左图中 MN表示真空室中垂直于纸面的平板,它的一侧有匀强磁场,磁场方向垂直于纸面对里, 磁感应强度大小为B；一带电粒子从平板上的狭缝O处以垂直于平板的初速 v 射入磁场区域,最终到达平板上的P 点；已知 B、v 以及 P到 O的距离 l ,不计重力,求此粒子的电荷 q 与质量 m之比；- 5 - 细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 5 页,共 20 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -14、如下列图,在 x 轴上方存在着垂直于纸面对里、磁感应强

12、度为 B的匀强磁场；一个不计重力的带电粒子从坐标原点O处以速度 v 进入磁场,粒子进入磁场时的速度方向垂直于磁场且与 x 轴正方向成 120 角,如粒子穿过 y 轴正半轴后在磁场中到 x 轴的最大距离为 a；求：（1）该带电粒子的电性；（2）该带电粒子的比荷；15、电子从 A点以速度 v 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,如下列图 . 电子的质量为 m,电荷量为 e,电子的重力和空气阻力均忽视不计 , 求: 1 在图中正确画出电子从进入匀强磁场到离开匀强磁场时的轨迹； 用尺和圆规规范作图 2 求匀强磁场的磁感应强度；16、一个负离子,质

13、量为m,电量大小为 q,垂直于屏 S经过小孔 O射入存在着匀强磁场的真空室中,如下列图磁场的方向与离子的运动方向垂直,并垂直于纸面向里,其磁感应强度为B；假如离子进入磁场后经过时间t 到达位置 P,试推导直线 OP与离子入射方向之间的夹角- 6 - 跟时间 t 的关系式；细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 6 页,共 20 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -17、如下列图,在一底边长为2a,的等腰三角形区域（ D在底边中点）,有垂直纸面对外的匀强磁

14、场； 现有一质量为 m,电量为 q 的带正电粒子从静止开头 经过电势差为 U的电场 加速后,从 D 点垂直于 EF进入磁场,不计重力和与 空气阻力的影响；（1）如粒子恰好垂直于EC边射出磁场,求磁场的磁感应强度B为多少？（2）转变磁感应强度的大小,粒子进入磁场偏转后能打到 磁场到第一次打到 ED板的最长时间是多少？ED板,求粒子从进入18、如下列图,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,电荷量为 e）,求：（1）它们从磁场中射出时相距多远？（2）射出的时间差是多少？19、如下列图,一个质量为m、

15、带电荷量为 q 的负粒子（重力不计）,从A点正对绝缘圆筒中心 O以肯定速度射入筒内,圆筒半径为R；筒内有平行轴线方向（垂直- 7 - 细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 7 页,共 20 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -纸面对里）的匀强磁场,磁感应强度大小为B；如粒子与筒壁碰撞2 次后恰从 A点射出,且粒子与筒壁碰撞时无能量和电量缺失,就（1）粒子在筒内磁场中将沿 _（填“ 顺时针” 或“ 逆时针” ）方向做匀速圆 周运动；（2）粒子在筒内做匀速

16、圆周运动的半径为 _；（3）在相邻两次碰撞点之间粒子运动轨迹的圆心角为 _；（4）离子运动的速度大小必需满意 _ 20、一个质量 m0.1 g 的小滑块,带有 q5 104 C 的电荷量,放置在倾角 30 的光滑斜面上 斜面绝缘 ,斜面置于 B0.5 T 的匀强磁场中,磁场方向垂 直纸面对里,如图 8229 所示,小滑块由静止开头沿 斜面滑下,其斜面足够长,小滑块滑至某一位置时,要离 开斜面求：1 小滑块带何种电荷？2 小滑块离开斜面的瞬时速度多大？3 该斜面的长度至少多长？答案 1、小球从斜面顶点由静止开头滚下,球沿斜面对下运动受重力 mg、电场力 qE、斜面支持力 FN和洛伦兹力 F 作用

17、,开头时小球做匀加速直线运动,建立直角坐标 系如图 1 所示 . - 8 - 细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 8 页,共 20 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -沿 x 轴有 mgsin +qEcos =ma故 a= =10m/s 2,方向沿斜面对下 . 3s 时小球的速度 v=at=10 3m/s=30m/s此时沿 y 轴有 qvB+qEsin +FN=mgcos因小球此时飞离斜面,就 FN=0 解得 B= =1.67T 2、（ 1）质子在磁

18、场中受洛伦兹力做匀速圆周运动,依据牛顿其次定律,得质子做匀速圆周运动的半径为；（2）由于质子的初速度方向与 x 轴正方向夹角为 30 ,且 半径恰好等于 OA,因此,质子将在磁场中做半个圆周到达 y 轴上的 C点,如答图所示依据圆周运动的规律,质子做圆周运动周期为,- 9 - 细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 9 页,共 20 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -质子从动身运动到第一次到达y 轴的时间为,质子进入电场时的速度方向与电场的方向相同,在

19、电场中先做匀减速直线运动,速度减为零后反向做匀加速直线运动,设质子在电场中运动的时间,依据牛顿其次定律,得因此,质子从开头运动到其次次到达y 轴的时间 t 为（3）质子再次进入磁场时,速度的方向与电场的方向相同,在洛伦兹力的作用下做匀速圆周运动,到达 y 轴的 D点依据几何关系,可以得出 C点到 D点的距离为；就质子其次次到达 y 轴的位置为即质子第三次到达y 轴的坐标为（ 0,34.6cm）3、（ 1）以金属棒为讨论对象,受力分析如图甲棒静止不动水平方向 Ff=F 安 依据闭合电路欧姆定律得：棒所受安培力 F 安=Bid F f=F 安=- 10 - 细心整理归纳 精选学习资料 - - -

20、- - - - - - - - - - - - 第 10 页,共 20 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -（2）棒受力分析如图乙安培力的大小没变而此时棒对轨道的正压力数值是比原先增大；所以棒与轨道间的最大静摩擦力增大,棒仍静止；4、由于重力的下滑分力的作用,小物块将沿斜面加速下滑,随着速度 v 从零开头增加,洛伦兹力 F 洛也不断增大,但其方向垂直于斜面对上,与物块的运动方向垂直,因此,虽然洛伦兹力为变力,但由于有斜面支持力FN的约束,直至离开斜面之前,物块在垂直于斜面方向所受合外力始终为零,而沿斜面方

21、向的合外力等于mgsin ,故物块做初速度为零的匀加速直线运动,其加速度为 a=gsin .当 qvB=mgcos 时,物块将离开斜面,即v= cos- 11 - 细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 11 页,共 20 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -又 v=at= gsin . t ,v 2=2as=2gsin . t 解得 t= s=5、小环沿棒开头下滑的一段时间内竖直方向上 mg-F =ma 水平方向上 Bqv+FN=Eq F = F N明

22、显, a 不断增大,而 故当 FN=0 时, amax=g 的增大使 FN和 F 都减小 . 之后, FN将反向增大,方程变为Bqv=Eq+FN这时 v 增大使 FN和 F 增大, a 减小,直到 a=0 时, v 达到最大值,之后小环沿棒匀速运动 . 令式中 a=0,将式代入式解方程得vmax= x= 6、1 由 dat2 a x=v 0t 得： t=v02 在 y 方向上运动具有对称性 , 得:T=4t=4 3SX=2x=2 v07、解：（ 1）电子经 A、B两块金属板加速,有：- 12 - 细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 12

23、页,共 20 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -得（2）电子通过极板的时间为t=L 1/v 0=2 10-9s,远小于电压变化的周期,故电子通过极板时可认为板间电压不变；当 时,电子经过 MN极板向下的偏移量最大,为Y1d,说明全部的电子都可以飞出 M、N. 此时电子在竖直方向的速度大小为电子射出极板 MN后到达荧光屏 P的时间为：电子射出极板 MN后到达荧光屏 P的偏移量为：电子打在荧光屏 P上的总偏移量为：,方向竖直向下；（3）当 u=22.5V 时,电子飞出电场的动能最大,EK= =1.82 10

24、-16J 8、带电粒子进入电场,经电场加速,依据动能定理有粒子进入磁场后做匀速圆周运动,轨迹如下列图,- 13 - 细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 13 页,共 20 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -设圆周半径的 R,在三角形中,有,得又解得9、解：由以上各式得,B的最小值为10、解：带电粒子运动的轨迹经过O、A、B 三点,由几何关系可知,粒子做圆周运动轨迹的圆心坐标为（a/2 ,b/2 ）,初速度方向与轴夹角 arctg （a/b ）由几何

25、关系可知,轨道半径：R又由： QVBmV 2/R, 解得： V- 14 - 细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 14 页,共 20 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -11、解：由射入、射出点的半径可找到圆心 O /,（1）据几何关系有-6 分（2）据洛仑兹力供应向心力-6 分12、解：（ 1）由得（2）粒子的运动轨迹将磁场边界分成由几何学问可得：；又得（n=2,3,4 ）当 n 为偶数时,由对称性可得n 等分（ n=2,3,4 ）（n=2,4,6

26、）当 n 为奇数时, t 为周期的整数倍加上第一段的运动时间,即（n=3,5,7 ）- 15 - 细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 15 页,共 20 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -（3）由几何学问得；且不超出边界须有：得当 n=2时 不成立,如图比较当 n=3、n=4 时的运动半径,知 当 n=3 时,运动半径最大,粒子的速度最大得：- 16 - 细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 1

27、6 页,共 20 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -13、设半径为 R,就由洛伦兹力公式和牛顿其次定律,有因粒子从平板上的狭缝 O处垂直射入磁场,故 OP是圆周直径得14、（ 1）据题意,粒子的运动轨迹如下列图；据左手定就知粒子带负电荷（3 分）（2）由几何关系：（4 分）洛伦兹力供应向心力：（3 分）就粒子的比荷为：（2 分）15、解 : （1）轨迹图,如下图所示 （ 3 分）（2）电子进入磁场后做匀速圆周运动,设其半径为r ,就：- 17 - 细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - -

28、- - - - - - - - 第 17 页,共 20 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - （3 分）由几何关系得：联立求解式得： B= （ 2 分） （ 2 分）16、当离子到位置 P时,圆心角如下列图,就由于v 评分说明：各5 分17、（ 1）依题意,粒子经电场加速射入磁场时的速度为由（2 分）得1 分 粒子在磁场中做匀速圆周运动其圆心在 2 分 由洛仑兹力供应向心力：E点,如下列图,半径得：（1 分）由式（2 分）（2）粒子速率恒定,从进入磁场到第一次打到 ED板的圆周轨迹到 EC- 18 - 边

29、相切时,路程最长,运动时间最长；如图,设 圆周半径为 r2由图中几何关系：细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 18 页,共 20 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -（4 分）得：（2 分）最长时间（4 分）由式得：（2分）18、解析：正负电子的半径和周 偏转方向相反 . 先确定圆心, 画出 知：射入、射出点和圆心恰好组期是相同的,只是 半径,由对称性 成正三角形 . 所以两个射出点相距 2r ,由题图仍看出经受时间相差 2T/3. 答案：（ 1）射

30、出点相距 s=（2）时间差为 t=19、【解析】粒子从 A点进入磁场后,由左手定就可知沿顺时针方向做匀速圆周运动；轨迹示意图如下列图,由几何关系可知在相邻两次碰撞点之间轨迹圆弧所对的圆心角为；由,轨迹半径为；,得【答案】（1）顺时针（2）（3） （4）20、解析1 小滑块沿斜面下滑过程中,受重力mg、斜面支持力 FN和洛伦兹力F. 如要小滑块离开斜面,洛伦兹力 小滑块应带负电荷F 方向应垂直斜面对上,依据左手定就可知,2 小滑块沿斜面下滑时,垂直斜面方向的加速度为零,有 qvBFNmgcos 0. - 19 - 细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 19 页,共 20 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -当 FN0 时,小滑块开头脱离斜面,此时,qvBmgcos ,得v m/s 2 m/s. 3 下滑过程中,只有重力做功,由动能定理得mgxsin mv 2,x m1.2 m. 斜面的长度至少应是答案1 负电荷22 m/s 31.2 m - 20 - 细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 20 页,共 20 页 - - - - - - - - -