磁场和电场的复合 知识点题库

如图所示,在xoy平面内,MN与y轴平行,间距为d,其间有沿x轴负方向的匀强电场.y轴左侧有垂直纸面向外的匀强磁场,磁感应强度大小为B1;MN右侧空间有垂直纸面的匀强磁场(磁场方向未标出).质量为m、电荷量为q的粒子以v0的速度从坐标原点o沿x轴负方向射入磁场,经过一段时间后再次回到坐标原点,此过程中粒子两次通过电场,在电场中运动的总时间t= .粒子重力不计,求:

  1. (1) 左侧磁场区域的最小宽度;

  2. (2) 判断粒子带电的正负并求出电场区域电场强度的大小;

  3. (3) 右侧磁场区域宽度及磁感应强度应满足的条件.

在方向如图所示的匀强电场(场强为E)和匀强磁场(磁感应强度为B)共存的场区,一电子沿垂直电场线和磁感线方向以速度v0射入场区,则(   )

A . 若v0 ,电子沿轨迹Ⅰ运动,射出场区时,速度v>v0 B . 若v0 ,电子沿轨迹Ⅱ运动,射出场区时,速度v<v0 C . 若v0 ,电子沿轨迹Ⅰ运动,射出场区时,速度v>v0 D . 若v0 ,电子沿轨迹Ⅱ运动,射出场区时,速度v<v0

如图所示,在xoy坐标平面的第一象限内有一沿y轴负方向的匀强电场,在第四象限内有一垂直于平面向里的匀强磁场.现有一粒子源处在坐标为(0,L)M点能以垂直与电场方向不断发射质量为m、电量为+q、速度为v0的粒子(重力不计),粒子进入磁场后最后又从x轴上坐标为(3L,0)处的P点射入电场,其入射方向与x轴成45°角.求:

  1. (1) 粒子到达P点时的速度v;

  2. (2) 匀强电场的电场强度E和匀强磁场的磁感应强度B;

  3. (3) 粒子从M点运动到P点所用的时间t.

如图所示,在y>0的区域内有沿y轴正方向的匀强电场,在y<0的区域内有垂直坐标平面向里的匀强磁场.一电子(质量为m、电量为e)从y轴上A点以沿x轴正方向的初速度v0开始运动.当电子第一次穿越x轴时,恰好到达C点;当电子第二次穿越x轴时,恰好到达坐标原点;当电子第三次穿越x轴时,恰好到达D点.C、D两点均未在图中标出.已知A、C点到坐标原点的距离分别为d、2d.不计电子的重力.求:

  1. (1) 电场强度E的大小;
  2. (2) 磁感应强度B的大小;
一个带电粒子(不计重力)从容器A下方的小孔S1射入电势差为U的加速电场,其初速度几乎为0,然后经过S2沿着与磁场垂直的方向进入匀强磁场,最后打到照片底片D上,虚线为某粒子的运动轨迹,由图可知(   )

A . 此粒子带负电 B . 下极板比上极板电势高 C . 若只增大加速电压U,则半径r变大 D . 若只增大入射粒子的质量,则半径r变大
关于电和磁现象,以下说法中正确的是(   )
A . 日光灯正常工作时,镇流器起着降压限流作用 B . 自感电动势的方向总是与原电流方向相反 C . 回旋加速器中的电场不仅使带电粒子加速还使带电粒子偏转 D . 变压器可以改变交流流电压也可以同时改变交流电的频率
如图,足够长的水平虚线MN上方有一匀强电场,方向竖直向下(与纸面平行);下方有一匀强磁场,方向垂直纸面向里。一个带电粒子从电场中的A点以水平初速度v0向右运动,第一次穿过MN时的位置记为P点,第二次穿过MN时的位置记为Q点,PQ两点间的距离记为d,从P点运动到Q点的时间记为t。不计粒子的重力,若增大v0 , 则(   )

 

A . t 不变,d 不变 B . t 不变,d 变小 C . t 变小,d 变小 D . t 变小,d 不变
如图所示,平面直角坐标系的第二象限内存在与水平方向成45 、大小为E1的匀强电场,一质量为m、带电荷量为+q的小球从 点静止释放,穿过y轴后,在y轴和竖直线PQ之间的第一象限内有垂直纸面向外的匀强磁场B1 , 整个第一象限内都有竖直向上的匀强电场E2 , 且 ,小球在里面恰好能做匀速圆周运动在y轴与PQ之间的第四象限内有一竖直向上,大小为 的匀强电场;而在一、四象限PQ的右侧是一大小为 ,方向垂直纸面向内的匀强磁场。已知PQ与x轴的交点坐标为 。求:

  1. (1) 小球第一次进入第一象限时的速度大小;
  2. (2) 小球第二次通过PQ的坐标;
  3. (3) 从开始释放到第二次通过PQ一共经历的时间。
如图,在平面直角坐标系xOy内,第Ⅰ象限存在沿y轴负方向的匀强电场,第Ⅳ象限以ON为直径的半圆形区域内,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y=h处的M点,以速度v0垂直于y轴射入电场,经x轴上x=2h处的P点进入磁场,最后以垂直于y轴的方向射出磁场。不计粒子重力,求:

  1. (1) 电场强度大小E
  2. (2) 粒子在磁场中运动的轨道半径r
  3. (3) 粒子从进入电场到离开磁场经历的总时间t
如图甲所示,在xOy平面内有足够大的匀强电场,电场方向竖直向上,电场强度E=40 N/C,在y轴左侧平面内有足够大的瞬时磁场,磁感应强度B1随时间t变化的规律如图乙所示,15πs后磁场消失,选定磁场垂直纸面向里为正方向.在y轴右侧平面内还有方向垂直纸面向外的恒定的匀强磁场,分布在一个半径为r=0.3 m的圆形区域(图中未画出),且圆的左侧与y轴相切,磁感应强度B2=0.8 T.t=0时刻,一质量m=8×104 kg、电荷量q=2×104 C的微粒从x轴上xP=-0.8 m处的P点以速度v=0.12 m/s向x轴正方向入射.(g取10 m/s2 , 计算结果保留两位有效数字)

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  1. (1) 求微粒在第二象限运动过程中离x轴的最大距离和离y轴的最大距离;
  2. (2) 若微粒穿过y轴右侧圆形磁场时,速度方向的偏转角度最大,求此圆形磁场的圆心坐标(x,y).
如图所示,在真空中,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轴正向、场强为E=100V/m的匀强电场和方向垂直xoy平面向外、磁感应强度为B=100T的匀强磁场;原点O处的离子源连续不断地发射速度大小和方向一定、质量为m=0.1kg、电荷量为-q=-0.01C的粒子束,粒子恰能在xoy平面内做直线运动,粒子的重力不能忽略,不计粒子间的相互作用,

  1. (1) 求粒子运动到距离x轴为h=0.2m所用的时间;
  2. (2) 若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 ,求从原点O射出的所有粒子第一次打在x轴上的坐标范围。(不考虑电场变化产生的影响)
如图所示,在长度足够长、宽度d=5cm的区域MNPQ内,有垂直纸面向里的水平匀强磁场,磁感应强度B=0.33T.水平边界MN上方存在范围足够大的竖直向上的匀强电场,电场强度E=200N/C.现有大量质量m=6.6×1027kg、电荷量q=3.2×1019C的带负电的粒子,同时从边界PQ上的O点沿纸面向各个方向射入磁场,射入时的速度大小均为V=1.6×106m/s,不计粒子的重力和粒子间的相互作用.求:

  1. (1) 求带电粒子在磁场中运动的半径r;
  2. (2) 求与x轴负方向成60°角射入的粒子在电场中运动的时间t;
  3. (3) 当从MN边界上最左边射出的粒子离开磁场时,求仍在磁场中的粒子的初速度方向与x轴正方向的夹角范围,并写出此时这些粒子所在位置构成的图形的曲线方程.
如图所示,在空间坐标系x<0区域中有竖直向上的匀强电场E1 , 在一、四象限的正方形区域CDEF内有方向如图所示的正交的匀强电场E2和匀强磁场B,已知CD=2L,OC=L,E2 =4E1。在负x轴上有一质量为m、电量为+q的金属a球以速度v0沿x轴向右匀速运动,并与静止在坐标原点O处用绝缘细支柱支撑的(支柱与b球不粘连、无摩擦)质量为2m、不带电金属b球发生弹性碰撞。已知a、b 球体积大小、材料相同且都可视为点电荷,碰后电荷总量均分,重力加速度为g,不计a、b球间的静电力,不计a、b球产生的场对电场、磁场的影响,求:

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  1. (1) 碰撞后,a、b球的速度大小;
  2. (2) a、b碰后,经 时a球到某位置P点,求P点的位置坐标;
  3. (3) a、b碰后,要使 b球不从CD边界射出,求磁感应强度B的取值。
如图所示,两水平放置的平行金属板A、B长l=12cm,两板间距离d=10cm,A板比B板电势高200V,界面MN、PQ相距为L=6cm,PQ右侧有方向垂直纸面向里的匀强磁场,在磁场中沿平行金属板中心线放置一荧光屏EF,E点为荧光屏与界面PQ的交点。一个电量q=+10-10C,质量m=2×10-15kg的带电粒子,以水平初速度v0=4×103m/s从中心线O点射入电场,最后打在荧光屏EF上的S点,E、S点间距离为63cm。粒子重力不计,求:

  1. (1) 粒子穿过界面MN时偏离中心线的距离h;
  2. (2) 磁场的磁感应强度B的大小。
如图所示,坐标系平面内轴上方存在匀强磁场,磁感应强度大小为、方向垂直于纸面向里.轴下方存在匀强电场,电场方向与平面平行,与轴的夹角。一质量为、电荷量为的粒子以初速度轴上的点沿轴正方向射出,一段时间后从轴正半轴上的点(图中未画出)进入电场,进入电场时的速度方向与电场方向相同,磁场和电场均足够大,取 , 不计粒子受到的重力。

  1. (1) 求的长度
  2. (2) 求粒子从点出发至第一次到达点所需的时间;
  3. (3) 若粒子第三次经过轴时与轴的交点为 , 求的长度
如图所示,在 x 轴的上方整个区域存在非匀强电场,PO 之间的电压为 U,在 x 轴的下方、半径为 a 的圆 O1 的区域内有垂直于 xOy 平面向外的匀强磁场,磁感应强度大小为 B,其他区域无电磁场。现有带电粒子从P 点由静止释放,沿 y 轴运动从 O 点进入磁场,经过一段时间后从 N 点离开磁场。已知∠OO1N=120°,不计带电粒子的重力与空气阻力。

  1. (1) 判断粒子的带电性质
  2. (2) 求带电粒子的比荷(电量与质量之比)
  3. (3) 若在粒子从 O 点运动到 N 点的过程中,某时刻磁感应强度大小突然变化为 B ,粒子不再离开磁场,求 B

    的最小值

如图所示,圆心为O、半径为R的圆形区域I内有磁感应强度大小为B1、方向垂直纸面向外的匀强磁场,磁场区域I右侧有一宽度也为R、足够长区域Ⅱ,区域Ⅱ内有方向向右的匀强电场,区域Ⅱ左右边界CD、FG与电场垂直,区域I边界上过A点的切线与电场线平行且与FG交于G点,FG右侧为方向向外、磁感应强度大小为B2的匀强磁场区域Ⅲ。在FG延长线上距G点为R处的M点放置一长为3R的荧光屏MN,荧光屏与FG成θ=53°角。在A点处有一个粒子源,能沿纸面向区域I内各个方向均匀地发射大量质量为m、带电荷量为+q且速率相同的粒子,其中沿AO方向射入磁场的粒子,恰能平行于电场方向进入区域Ⅱ并垂直打在荧光屏上(不计粒子重力及其相互作用)

  1. (1) 求粒子的初速度大小v0和电场的电场强度大小E;
  2. (2) 求荧光屏上的发光区域长度△x;
  3. (3) 若改变区域Ⅲ中磁场的磁感应强度大小,要让所有粒子全部打中荧光屏,求区域Ⅲ中磁场的磁感应强度大小应满足的条件。
如图在直角坐标系xOy平面内,在第Ⅱ象限中存在沿x轴负方向、场强为E的匀强电场,在第Ⅰ、Ⅳ象限存在垂直坐标平面向里的匀强磁场。一质量为m、电荷量为q的负粒子,从的M点以一定的初速度沿y轴正方向进入电场,经的N点离开电场,经过磁场后恰好通过坐标原点O处再次进入电场,不计粒子重力。

  1. (1) 求粒子的初速度大小;
  2. (2) 求匀强磁场的磁感应强度B的大小;
  3. (3) 若该粒子以相同的初速度从处沿y轴正方向进入电场,求粒子第二次经过y轴时的纵坐标;
  4. (4) 满足(3)的条件下,求粒子第n次经过y轴时的纵坐标。
如图甲所示,在Oxyz坐标系内,一个长方体空间被竖直平面MNPQ划分成两个区域,左侧区域存在着平行于x轴、周期性变化的电场,取电场方向沿z轴正方向为正,其场强随时间的变化规律如图乙所示(T0为未知量):右侧区域存在着方向沿z轴正方向的匀强磁场。一质量为m、电荷量为q的带正电粒子(重力不计)由静止开始经过粒子加速器加速后,t=0时刻从坐标轴 处沿x轴正方向以速度v0进人电场,该粒子进入电场区域后恰好经过N(N为整数)个周期后到达平面MNPQ,并穿过磁场区域。

  1. (1) 求粒子加速器的加速电压为多少;
  2. (2) 求该粒子经过平面MNPQ时的位置;
  3. (3) 若粒子经过磁场区域后,从QGHM平面内射出,求该磁场的磁感应强度的范围。
如图所示,在x轴的上方有方向向下的匀强电场,在x轴的下方有方向垂直于纸面向里的匀强磁场,一带正电的粒子(不计重力)在电场中P点以v0的初速度平行于x轴正方向射出,一段时间后进入磁场,然后又从磁场中射出。若粒子第一次从进入磁场到离开磁场的距离为d,在磁场中运动的时间为t。则以下判定正确的是(   )

A . v0越大,粒子在磁场中运动的时间t越短 B . v0越大,粒子在磁场中运动的时间t越长 C . v0越大,粒子在磁场中运动的距离d越长 D . 粒子在磁场中运动的距离d与v0大小无关
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