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19.如图所示,在矩形ABCD区域内,对角线BD以上的区域存在有平行于AD向下的匀强电场,对角线BD以下的区域存在有垂直于纸面的匀强磁场(图中未标出),矩形的AD边长为L,AB边长为2L.一个质量为m、电荷量为+q的带电粒子(重力不计)以初速度v0从A点沿AB方向进入电场,在对角线BD的中点P处进入磁场,并从DC边上以垂直于DC边的速度离开磁场(图中未画出),求:
(1)电场强度E的大小和带电粒子经过P点时速度v的大小和方向; (2)磁场的磁感应强度B的大小和方向.
20. 如图所示,第一象限的某个矩形区域内,有方向垂直于纸面向里的匀强磁场B1,磁场的左边界与y轴重合,第二象限内有互相垂直正交的匀强电场与匀强磁场,其磁感应强度B2=0.5T。一质量m=l×10-14kg,电荷量q=1×10-10C的带正电的粒子以速度v=l×103m/s从x轴上的N点沿与x轴负方向成60°角方向射入第一象限,经P点进入第二象限内沿直线运动,一段时间后,粒子经x轴上的M点并与x轴负方向成60°角的方向飞出,M点坐标为(-0.1,0),N点坐标(0.3,0),不计粒子重力。求:
(1)匀强电场的电场强度E的大小与方向; (2)匀强磁场的磁感应强度B1的大小; (3)匀强磁场B1矩形区城的最小面积。
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q21.如图甲所示,水平直线MN下方有竖直向上的匀强电场,现将一重力不计、比荷=1×106 C/kg的正
m
π-
电荷置于电场中的O点由静止释放,经过×105 s 后,电荷以v0=1.5×104 m/s的速度通过MN进入其上方
15
的匀强磁场,磁场与纸面垂直,磁感应强度B按图乙所示规律周期性变化(图乙中磁场以垂直纸面向外为正,以电荷第一次通过MN时为t=0时刻).
(1)求匀强电场的电场强度E;
4π-
(2)求图乙中t=×105 s时刻电荷与O点的水平距离;
5
(3)如果在O点右方d=68 cm处有一垂直于MN的足够大的挡板,求电荷从O点出发运动到挡板所需的时间.(sin 37°=0.60,cos37°=0.80)
22.如图甲所示,在光滑绝缘的水平桌面上平放着相互平行的、间距为0.1 m的金属板A、B,板间存在匀强电场,在B板右侧平面内存在如图乙所示的交替变化的电磁场.以B板小孔处为坐标原点,建立xOy坐标系,且规定沿+y方向为电场的正方向,竖直向下为磁场的正方向.在M点一质量为10 g、电荷量为0.1 C的带正电的金属小球由静止释放,设t=0时刻金属小球恰好以v0=2 m/s的速度经小孔进入B板右侧.已知E0=0.2 N/C、B0=0.2π T.求:
(1)A、B两板间的电场强度E的大小; (2)t=1 s末时金属小球速度的大小和方向;
(3)1 s~2 s内,金属小球在磁场中做圆周运动的半径和周期;
(4)(2n-1) s~2n s(n=1,2,3…)内金属小球运动至离x轴最远点的位置坐标.
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23.为了使粒子经过一系列的运动后,又以原来的速率沿相反方向回到原位,可设计如下的一个电磁场区域(如图所示):水平线QC以下是水平向左的匀强电场,区域Ⅰ(梯形PQCD)内有垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B;区域Ⅱ(三角形APD)内的磁场方向与Ⅰ内相同,但是大小可以不同,区域Ⅲ(虚线PD之上、三角形APD以外)的磁场与Ⅱ内大小相等、方向相反.已知等边三角形AQC的边长为2l,P、D分别为AQ、AC的中点.带正电的粒子从Q点正下方、距离Q点为l的O点以某一速度射出,在电场力作用下从QC边中点N以速度v0垂直QC射入区域Ⅰ,再从P点垂直AQ射入区域Ⅲ,又经历一系列运动后返回O点.(粒子重力忽略不计)求:
(1)该粒子的比荷.
(2)粒子从O点出发再回到O点的整个运动过程所需时间.
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浙江省台州市孺子牛教育2015年高三物理《磁场》专题复习1、2卷 (第Ⅱ卷)
一、不定项选择题
1. 如图,两根相互平行的长直导线分别通有方向相反的电流I1和I2,且I1>I2;a、b、c、d为导线某一横截面所在平面内的四点,且a、b、c与两导线共面;b点在两导线之间,b、d的连线与导线所在平面垂直.磁感应强度可能为零的点是( )
A.a点 B.b点 C.c点 D.d点
2.一个带电粒子沿垂直于磁场的方向射入一匀强磁场.粒子的一段径迹如图所示.径迹上的每一小段都可近似看成圆弧.由于带电粒子使沿途的空气电离,粒子的能量逐渐减小(带电量不变).从图中情况可以确定( )
A.粒子从a到b,带正电 B.粒子从a到b,带负电 C.粒子从b到a,带正电 D.粒子从b到a,带负电
3.处于匀强磁场中的一个带电粒子,仅在磁场力作用下做匀速圆周运动.将该粒子的运动等效为环形电流,那么此电流值( )
A.与粒子电荷量成正比 B.与粒子速率成正比 C.与粒子质量成正比 D.与磁感应强度成正比
4.如图所示,一段导线abcd位于磁感应强度大小为B的匀强磁场中,且与磁场方向(垂直于纸面向里)垂直.线段ab、bc和cd的长度均为L,且∠abc=∠bcd=135°.流经导线的电流为I,方向如图中箭头所示.导线段abcd所受到的磁场的作用力的合力( )
A.方向沿纸面向上,大小为(2+1)ILB B.方向沿纸面向上,大小为(2-1)ILB C.方向沿纸面向下,大小为(2+1)ILB D.方向沿纸面向下,大小为(2-1)ILB
5. 带电质点在匀强磁场中运动,某时刻速度方向如图所示,所受的重力和洛伦兹力的合力恰好与速度方向相反,不计阻力,则在此后的一小段时间内,带电质点将( )
A.可能做直线运动 B.可能做匀减速运动 C.一定做曲线运动 D.可能做匀速圆周运动
-
-
6.北半球某处,地磁场水平分量B1=0.8×104T,竖直分量B2=0.5×104T,海水向北流动,海洋工作者测量海水的流速时,将两极板插入此海水中,保持两极板正对且垂线沿东西方向,两极板相距d=20 m,如图所示,与两极板相连的电压表(可看做是理想电压表)示数为U=0.2 mV,则( )
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A.西侧极板电势高,东侧极板电势低 B.西侧极板电势低,东侧极板电势高 C.海水的流速大小为0.125 m/s D.海水的流速大小为0.2 m/s
7.如图所示,两虚线之间的空间内存在着正交或平行的匀强电场E和匀强磁场B,有一个带正电的小球(电荷量为+q,质量为m)从电磁复合场上方的某一高度处自由落下,那么,带电小球可能沿直线通过的电磁复合场是( )
8. 如图所示,在匀强电场和匀强磁场共存的区域内,电场的电场强度为E,方向竖直向下,磁场的磁感应强度为B,方向垂直于纸面向里,一质量为m的带电粒子,在场区内的一竖直平面内做匀速圆周运动,则可判断该带电质点( )
mg
A.带有电荷量为的正电荷 B.沿圆周逆时针运动
EBgE
C.运动的角速度为 D.运动的速率为 EB
e
9. 比荷为的电子以速度v0沿AB边射入边长为a的等边三角形的匀强磁场区域中,如图所示,为使电
m
子从BC边穿出磁场,磁感应强度B的取值范围为( )
A.B>
3mv03mv02mv02mv0 B.B< C.B> D.B< eaeaeaea
10.如图所示为一个质量为m、电荷量为+q的圆环,可在水平放置的足够长的粗糙细杆上滑动,细杆处
于磁感应强度为B的匀强磁场中,不计空气阻力,现给圆环向右的初速度v0,在以后的运动过程中,圆环运动的速度图象可能是下图中的( )
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