磁场和电场的复合 知识点题库

设空间存在竖直向下的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场,如图所示,已知一离子在电场力和洛仑兹力的作用下,从静止开始自A点沿曲线ACB运动,到达B点时速度为零,C点是运动过程中的最低点,忽略重力不计,以下说法正确的是(    )

A . 这离子必带负电荷 B . 离子到达B点后,将沿原曲线返回A点 C . 离子在C点时速度最大 D . A点和B点位于不同高度

如图所示,把电子射线管(阴极射线管)放在蹄形磁铁的两极之间,可以观察到电子束偏转的方向是  (   )

A . 向上 B . 向下 C . 向左 D . 向右

在x轴下方有一个场强为E0的有理想边界的匀强电场区域,场强方向沿+x方向,该区域是边长为2L的正方形,边界和顶点的坐标如图甲所示,某种带正电的粒子从坐标为(0,﹣2L)的P点以速度v0沿+y方向射入电场,粒子恰好从电场右边界的中点A射出电场,整个环境为真空中且粒子重力忽略不计.

  1. (1) 求该带电粒子的比荷

  2. (2) 将原匀强电场区域改为如图乙所示的交变电场,交变电场变化的周期为T= ,从t=0开始,每个周期T内,前 内场强为+4E1 , 后 内场强为﹣E1(场强沿+x方向为正),大量的上述粒子仍然以速度v0从P点沿+y方向持续射和有界电场,最终所有粒子恰好全部能从有界电场的上边界离开电场(即向上穿过x轴),求图乙中E1的值;(忽略粒子间的相互作用力)

  3. (3) 在图甲的x轴上方某区域内存在一个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)问情境下所有从电场上边界离开电场的粒子经过该磁场集团后都能会聚于坐标为(2L,3L)的C点,求符合要求的圆形区域的最小半径r和与之对应的磁感应强度B的大小.

在某空间存在着水平向右的匀强电场E和垂直于纸面向里的匀强磁场B,如图所示,一段光滑且绝缘的圆弧轨道AC固定在纸面内,其圆心为O点,半径R=1.8m,OA连线在竖直方向上,AC弧对应的圆心角θ=37°.今有一质量m=3.6×10﹣4kg、电荷量q=+9.0×10﹣4C的带电小球(可视为质点),以v0=4.0m/s的初速度沿水平方向从A点射入圆弧轨道内,一段时间后从C点离开,小球离开C点后做匀速直线运动.已知重力加速度g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,不计空气阻力,求:

  1. (1) 匀强电场的场强E;

  2. (2) 小球刚离开C点时的速度大小;

  3. (3) 小球刚射入圆弧轨道时,轨道对小球的瞬间支持力.

如图所示,在xOy平面中第一象限内有一点P(4,3),OP所在直线下方有垂直于纸面向里的匀强磁场,OP上方有平行于OP向上的匀强电场,电场强度E=100V/m.一质量m=1×106kg,电荷量q=2×103C带正电的粒子,从坐标原点O以初速度v=1×103m/s垂直于磁场方向射入磁场,经过P点时速度方向与OP垂直并进入电场,在经过电场中的M点(图中未标出)时的动能为P点时动能的2倍,不计粒子重力.求:

  1. (1) 磁感应强度的大小;

  2. (2) O、M两点间的电势差;

  3. (3) M点的坐标及粒子从O运动到M点的时间.

某高中物理课程基地拟采购一批实验器材,增强学生对电偏转和磁偏转研究的动手能力,其核心结构原理可简化为题图所示.AB、CD间的区域有竖直向上的匀强电场,在CD的右侧有一与CD相切于M点的圆形有界匀强磁场,磁场方向垂直于纸面.一带正电粒子自O点以水平初速度v0正对P点进入该电场后,从M点飞离CD边界,再经磁场偏转后又从N点垂直于CD边界回到电场区域,并恰能返回O点.已知OP间距离为d,粒子质量为m,电荷量为q,电场强度大小 ,粒子重力不计.试求:

  1. (1) 粒子从M点飞离CD边界时的速度大小;

  2. (2) P、N两点间的距离;

  3. (3) 磁感应强度的大小和圆形有界匀强磁场的半径.

如图所示,虚线FG、MN、CD为在同一平面内的水平直线边界,在MN、CD间有垂直边界的匀强电场,场强的大小E=1.5×105N/C,方向如图,在FG、MN间有垂直于纸面向外的匀强磁场,磁感应强度大小B=0.2T,已知电场和磁场沿边界方向的长度均足够长,电场在垂直边界方向的宽度d1=0.20m,在CD边界上某点O处有一放射源,沿纸面向电场中各个方向均匀地辐射出速率均为v0=1.0×106m/s的某种带正电粒子,粒子质量m=6.4×10﹣27kg,电荷量q=3.2×10﹣19C,粒子可以无阻碍地通过边界MN进入磁场,不计粒子的重力及相互作用.

  1. (1) 求粒子在磁场中做圆周运动的半径;

  2. (2) 要使所有粒子不从FG边界射出,求磁场垂直边界MN方向上的最小宽度d;

  3. (3) 若磁场垂直边界MN方向上的宽度为0.2m,求边界FG上有粒子射出的长度范围及粒子首次在磁场中运动的最长时间.

如图所示,MN是竖直平面内半径为R=1m的绝缘光滑半圆弧轨道,水平绝缘粗糙轨道NP长为L=2m,轨道NP区域存在水平向左的有界匀强电场E1 , MN、QP为电场的两边界线,平行金属板AC左端靠近QP,轨道NP与半圆弧轨道相切于N点,P点到A板的距离为 d,AC板间电势差UCA=4V,AC板间有垂直纸面向外的匀强磁场,磁感应强度B=0.8T,板间距离d=2m,一个电荷量qa=0.1C、质量ma=20g的金属小球a以某一初速度从A板上的D孔与A板成37°进入电磁场运动后,刚好在水平方向上与静止在P点不带电的质量为mb=60g金属小球b发生正碰,b与a碰后均分电荷量,碰后小球a恰好从C板的右端边缘离开且速度大小为vc= m/s,小球b进入NP直线轨道并冲入圆弧轨道,与轨道NP的动摩擦因数为0.5,已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2 , 求:

  1. (1) 金属小球a刚与金属小球b碰前的速度大小;

  2. (2) 若小球b进入半圆弧轨道后不脱离轨道,则水平匀强电场E1的取值范围.

如图所示,半径r=0.4m的圆形区域内有垂直圆面向外的匀强磁场,磁感应强度B=0.5T,带电粒子的比荷( )为1.0×105C/kg.粒子经一电压U=6×103V的电场加速后,正对圆心O的垂直射入磁场.(不计带电粒子重力)求:

 

  1. (1) 粒子在磁场中做圆周运动的半径
  2. (2) 粒子在磁场中的运动时间.
如图所示,在x轴上方有匀强电场,场强为E,在x轴下方有匀强磁场,磁感应强度为B,方向如图所示。在x轴上有一点M,离O点距离为L,现有一带电荷量为+q、质量为m的粒子,从静止开始释放后能经过M点,如果此粒子放在y轴上,其坐标应满足什么关系?(重力不计)

如图所示,在x轴上方存在匀强磁场,磁感应强度为B,方向垂直纸面向里。在x轴下方存在匀强电场,方向竖直向上。一个质量为m、电荷量为q、重力不计的带正电粒子从y轴上的a(0,h)点沿y轴正方向以某初速度开始运动,一段时间后,粒子与x轴正方向成45°进入电场,经过y轴的b点时速度方向恰好与y轴垂直。求:

  1. (1) 粒子在磁场中运动的轨道半径r和速度大小v1
  2. (2) 匀强电场的电场强度大小E;
  3. (3) 粒子从开始到第三次经过x轴的时间t
如图所示,区域I存在加速电场,半径为r 的圆形区域III内有平行于纸面的匀强偏转电场,电场与水平方向成60°角,同心大圆半径为 r ,两圆间区域II内有垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为 B。质量为m,带电量为+q 的粒子经区域I电场加速后恰好沿区域II磁场边界进入磁场,经磁场偏转恰好从内圆的最高点A 处进入区域III电场,并从最低点C 处离开电场。不计粒子的重力。求:

  1. (1) 该粒子从A 处进入电场时的速率;
  2. (2) 偏转电场的场强大小;
  3. (3) 使该粒子不进入电场并在磁场中做完整的圆周运动,加速电压的取值范围。
在如图所示的坐标系中,x轴水平,y轴垂直,x轴上方空间只存在重力场,第Ⅲ象限存在沿y轴正方向的匀强电场和垂直xy平面向里的匀强磁场,在第Ⅳ象限由沿x轴负方向的匀强电场,场强大小与第Ⅲ象限存在的电场的场强大小相等.一质量为m,带电荷量大小为q的质点a,从y轴上y=h处的P1点以一定的水平速度沿x轴负方向抛出,它经过x=﹣2h处的P2点进入第Ⅲ象限,恰好做匀速圆周运动,又经过y轴上的y=﹣2h的P3点进入第Ⅳ象限,试求:

  1. (1) 质点a到达P2点时速度的大小和方向;
  2. (2) 第Ⅲ象限中匀强电场的电场强度和匀强磁场的磁感应强度的大小;
  3. (3) 说明质点a从P3进入第Ⅳ象限后的运动情况(不需要说明理由)
如图所示,匀强电场区域和匀强磁场区域是紧邻的,且宽度相等均为d,电场方向在纸平面内竖直向下,而磁场方向垂直于纸面向里,一带正电的粒子从O点以速度v0沿垂直电场方向进入电场,从A点出电场进入磁场,离开电场时带电粒子在电场方向的偏转位移为电场宽度的一半,当粒子从磁场右边界上C点穿出磁场时速度方向与进入电场O点时的速度方向一致,已知d、v0(带电粒子重力不计),求:

图片_x0020_775785882

  1. (1) 粒子从C点穿出磁场时的速度大小v;
  2. (2) 电场强度E和磁感应强度B的比值 .
如图所示,空间水平放置一平行板电容器,板内有竖直向下的匀强电场,板长及板间距都为L,平行板下极板右端与直角三角形ACD的A点重合,AC水平,三角形区域内部有垂直纸面向内的强磁场。AC边长为0.58L, ∠A=37°。一带正电粒子以初速度v0从上板左边缘平行射入电场,从右侧射出,又经一段时间垂直AD边进人磁场,恰好不能从AC边射出。(不计粒子重力及空气阻力,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8),求:

  1. (1) 电场强度E的大小与磁感应强度B的大小的比值;
  2. (2) 粒子在磁场中的运动时间。
如图所示,边长为2L的正方形abcd区域(含边界)内存在着方向垂直纸面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场,平行金属板MN、PQ间有匀强电场(图中未画出),MN与ad边的左半部分重合,两板左端M、P在ab边上,金属板长度及板间距均为L。一质量为m、电荷量为q的带负电粒子沿两金属板的中线SO射入,恰好做直线运动,最后恰好不能从ed边射出磁场。不计粒子受到的重力。

  1. (1) 求粒子从S点射人时的速度大小;
  2. (2) 求金属板间匀强电场的电场强度;
  3. (3) 若撤去两金属板间的磁场,其他位置的磁场不变,使两金属板间的电场方向与原来相反,电场强度大小不变,求粒子离开磁场时的位置和射出方向。
CT 扫描机器是医院常用的检测仪器。图(a)是某种 CT 机主要部分的剖面图,其中 X 射线产生部分的示意图如图(b)所示。图(b)中 M、N 之间有恒定电压的加速电场,虚线框内有匀强偏转磁场,经调节后电子束从静止开始沿带箭头的实线所示的方向前进,打到靶上,产生 X 射线(如图中带箭头的虚线所示),将电子束打到靶上的点记为 P 点。则(   )

A . 增大 MN 的距离,电子进入磁场的速度一定增大 B . 增大 M、N 之间的加速电压可使 P 点右移 C . 偏转磁场的方向垂直于纸面向外 D . 增大偏转磁场磁感应强度的大小可使 P 点左移
如图,竖直平面内有两个匀强磁场区域I、II,竖直边界线MN、PQ相距L,磁场I和II的磁感应强度大小之比为3:5,方向均垂直纸面向里,磁场之间有水平向右的匀强电场。自MN上S点水平向左释放一带正电粒子甲,甲在电、磁场中形成轨迹封闭的周期性运动.较长时间后撤去该粒子,又在S点竖直向下往电场内释放另一个相同粒子乙,也可形成轨迹封闭的周期性运动。粒子电荷量为q、质量为m,不计重力,两粒子释放的初速度大小均为v0。(sin53°=0.8,cos53°=0.6)求:

  1. (1) 匀强电场的电场强度E的大小;
  2. (2) 粒子乙的运动周期T乙;
  3. (3) 将两磁场的磁感应强度同时增大为原来的k倍(k>1),两粒子在各自的运动中可通过PQ上同一位置,k为多大。
在平面坐标系第II象限内有沿y轴负方向的匀强电场,在第III象限内有一矩形区域OPQM,OP、OM分别与x轴、y轴重合,在该区域内存在垂直坐标平面向里的匀强磁场(图中未画出)。C、D为两个竖直平行金属板,两板之间的电压为U。一质量为m,电荷量为q的带正电的粒子(不计粒子重力)从靠近D板的S点由静止开始做加速运动,从y轴上处的A点垂直于y轴射入电场,粒子进入磁场时速度方向与x轴负方向夹角为 , 不计粒子的重力。

  1. (1) 求粒子运动到A点的速度大小
  2. (2) 求匀强电场的场强大小E;
  3. (3) 粒子恰好从M点垂直y轴射出磁场,求匀强磁场的磁感应强度B的大小。
如图为一装放射源氡的盒子,静止的氡核经过一次α衰变生成钋核 , 新核的速率约为衰变后的α粒子从小孔进入正交的电磁场区域I,且恰好可沿中心线匀速通过。之后经过A孔进入电场加速区域Ⅱ,加速电压从区域Ⅱ射出的α粒子随后又进入半径为的圆形匀强磁场区域Ⅲ,该区域磁感应强度B , 方向垂直纸面向里。圆形磁场右边有一竖直荧光屏与之相切,荧光屏的中心点和圆形磁场的圆心、电磁区域I的中线在同一条直线上,α粒子的比荷为α粒子重力不计。

  1. (1) 请写出衰变方程,并求出α粒子进入区域I的速率;(保留一位有效数字)
  2. (2) 若α粒子打在荧光屏上的P点,求PM的距离。
最近更新