磁场、电场和重力场复合 知识点题库

如图所示,一个带电小球穿在一根绝缘的粗糙直杆上,杆与水平方向成角,整个空间存在着竖直向上的匀强电场和垂直于杆方向斜向上的匀强磁场.小球从a点由静止开始沿杆向下运动,在c点时速度为4 m/s,b是a、c的中点,在这个运动过程中(     )

A . 小球通过b点时的速度小于2 m/s B . 小球在ab段克服摩擦力做的功与在bc段克服摩擦力做的功相等 C . 小球的电势能一定增加 D . 小球从b到c重力与电场力做的功可能等于克服阻力做的功
在竖直放置的光滑绝缘圆环中,套有一个带电-q、质量m的小环,整个装置放在如图所示的正交电磁场中,电场.当小环从大环顶无初速度下滑时,在滑过什么弧度时所受洛仑兹力最大 (     )

A . π/4 B . π/2 C . 3π/4 D . π
如图所示,有一带电小球,从两竖直的带电平行板上方某高度处自由落下,两板间匀强磁场方向垂直纸面向外,则小球通过电场、磁场空间时(   )

A . 可能做匀加速直线运动 B . 一定做曲线运动 C . 只有重力做功 D . 电场力对小球一定做正功
如图所示,匀强电场E的方向竖直向下,匀强磁场B的方向垂直纸面向里,让三个带有等量同种电荷的油滴M、N、P进入该区域中,M进入后能向左做匀速运动,N进入后能在竖直平面内做匀速圆周运动,P进入后能向右做匀速运动,不计空气阻力,则三个油滴的质量关系是(          )

A . mmm   B . mmm C . mmm   D . mmm
如图所示,空间存在水平向左的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场,电场和磁场相互垂直.在电磁场区域中,有一个竖直放置的光滑绝缘圆环,环上套有一个带正电的小球.O点为圆环的圆心,a、b、c为圆环上的三个点,a点为最高点,c点为最低点,Ob沿水平方向.已知小球所受电场力与重力大小相等.现将小球从环的顶端a点由静止释放.下列判断正确的是( )

A . 当小球运动的弧长为圆周长的1/4时,洛伦兹力最大 B . 当小球运动的弧长为圆周长的1/2时,洛伦兹力最大 C . 小球从a点到b点,重力势能减小,电势能增大 D . 小球从b点运动到c点,电势能增大,动能先增大后减小

如图所示,在正交的匀强电场和匀强磁场中,一带电粒子在竖直平面内做匀速圆周运动,则微粒带电性质和环绕方向分别是(     )

A . 带正电,逆时针 B . 带正电,顺时针 C . 带负电,逆时针 D . 带负电,顺时针
如图所示,一质量为m,电荷量为q的带正电绝缘体物块位于高度略大于物块高的水平宽敞绝缘隧道中,隧道足够长,物块上、下表面与隧道上下表面的动摩擦因数均为μ,整个空间存在垂直纸面向里,磁感应强度为B的匀强磁场,现给物块水平向右的初速度v0 , 空气阻力忽略不计,物块电荷量不变,则整个运动过程中,物块克服阻力做功可能为(  )

A . 0 B . mv C . mv + D . mv
如图所示,某空间存在正交的匀强磁场和匀强电场,电场方向水平向右,磁场方向垂直纸面向里,一带电微粒由a点进入电磁场并刚好能沿ab直线向上运动,下列说法正确的是(   )

A . 微粒一定带正电 B . 微粒动能一定减小 C . 微粒的电势能一定增加 D . 微粒的机械能一定增加
如图,一质量为m,电量+q的小球,以垂直于电场方向的速度v0竖直向上进入一个匀强电场,经过一段时间后,该小球的速度vB恰好与场强方向平行.若在此过程中水平位移是上升高度的2倍,即AC=2BC,则A,C两点间的电压是(   )

A . B . C . D .

在竖直平面直角坐标系xOy内,第Ⅰ象限存在沿y轴正方向的匀强电场E1 , 第Ⅲ、Ⅳ象限存在沿y轴正方向的匀强电场E2(E2= ),第Ⅳ象限内还存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场B1 , 第Ⅲ象限内存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场B2 . 一带正电的小球(可视为质点)从坐标原点O以某一初速度v进入光滑的半圆轨道,半圆轨道在O点与x轴相切且直径与y轴重合,如图所示,小球恰好从轨道最高点A垂直于y轴飞出进入第Ⅰ象限的匀强电场中,偏转后经x轴上x= R处的P点进入第Ⅳ象限磁场中,然后从y轴上Q点(未画出)与y轴正方向成60°角进入第Ⅲ象限磁场,最后从O点又进入第一象限电场.已知小球的质量为m,电荷量为q,圆轨道的半径为R,重力加速度为g.求:

  1. (1) 小球的初速度大小;

  2. (2) 电场强度E1的大小;

  3. (3) B1与B2的比值.

如图所示,LMN是竖直平面内固定的光滑绝缘轨道,MN水平且足够长,LM下端与MN相切.在OP与QR之间的区域内有一竖直向上的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B.C、D是质量为m和4m的绝缘小物块(可视为质点),其中D带有电荷量q,C不带电.现将物块D静止放置在水平轨道的MO段,将物块C从离水平轨道MN距离h高的L处由静止释放,物块C沿轨道下滑进入水平轨道,然后与D相碰,碰后物体C被反弹滑至斜面 处,物体D进入虚线OP右侧的复合场中继续运动,最后从RQ侧飞出复合场区域.求:

  1. (1) 物块D进入磁场时的瞬时速度vD

  2. (2) 若物块D进入磁场后恰好做匀速圆周运动,求所加匀强电场的电场强度E的值及物块D的电性;

  3. (3) 若物块D飞离复合场区域时速度方向与水平夹角为60°,求物块D飞出QR边界时与水平轨道的距离d.

若粒子刚好能在如图所示的竖直面内做匀速圆周运动,则可以判断(  )

A . 粒子运动中机械能守恒 B . 粒子带负电 C . 只能是逆时针运动 D . 只能是顺时针运动
如图所示为质谱仪上的原理图,M为粒子加速器,电压为U1=5000V;N为速度选择器,磁场与电场正交,磁感应强度为B1=0.2T,板间距离为d=0.06m;P为一个边长为l的正方形abcd的磁场区,磁感应强度为B2=0.1T,方向垂直纸面向外,其中dc的中点S开有小孔,外侧紧贴dc放置一块荧光屏.今有一比荷为 =108C/kg的正离子从静止开始经加速后,恰好通过速度选择器,从a孔以平行于ab方向进入abcd磁场区,正离子刚好经过小孔S 打在荧光屏上.求:

  1. (1) 粒子离开加速器时的速度v;
  2. (2) 速度选择器的电压U2
  3. (3) 正方形abcd边长l.
如图所示质量为5.0kg的小车以2.0m/s的速度在光滑的水平面上向左运动,小车上AD部分是表面粗糙的水平轨道,DC部分是四分之一光滑圆弧轨道,整个轨道都是由绝缘材料制成的,小车所在空间内有竖直向上的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场,电场强度大小E为50N/C,磁感应强度大小B为2.0T。现有一质量为2.0kg、带负电且电荷量为0.10C的滑块以10m/s的速度向右滑入小车,当滑块运动到D点时相对地面的速度为向右的5.0m/s(g取10m/s2)

  1. (1) 滑块从A到D的过程中求小车、滑块组成的系统损失的机械能。
  2. (2) 当滑块通过D点时,立即撤去磁场要使滑块不冲出圆孤轨道求此圆弧轨道的最大半径。
如图甲所示,在竖直平面内,以O点为原点建立平面直角坐标系xOy,x轴水平,y轴竖直。在第四象限内有竖直向上的匀强电场,电场强度E=4×102 V/m。整个空间内存在如图乙所示周期性变化的匀强磁场.变化周期TB=4.0 s,取垂直xOy平面向里为磁场正方向。一比荷 =9.5×10-2 C/kg的带正电微粒,在t1=0.4 s时刻,从坐标为(0,0.8 m)的A点以vo=4 m/s的速度沿x轴正向水平射出。取重力加速度g=10 m/s2 , 取π=3。求:

  1. (1) 微粒在t2 =0.8 s时刻坐标;
  2. (2) 从计时开始,微粒第二次通过x轴的时刻t3
  3. (3) 微粒在t4 =4.2 s时刻速度大小。
如图所示,竖直平面内有半径R=0.8m的四分之一光滑圆弧轨道与长CD = 2.0m的绝缘水平面平滑连接。水平面右侧空间存在互相垂直的匀强电场和匀强磁场,电场强度E=40N/C,方向竖直向上,磁场的磁感应强度B=1.0T,方向垂直纸面向外。两个质量均为m=2.0×106kg的小球a和b,a球不带电,b球带q=1.0×106C的正电,并静止于水平面右边缘处。将a球从圆弧轨道顶端由静止释放,运动到D点与b球发生正碰,碰撞时间极短,碰后两球粘合成一体飞入复合场中,最后落在地面上的P点。已知小球a在水平面上运动时所受的摩擦阻力f=0.1mg,DP =2DN,取g=10m/s2. a、b均可作为质点。(结果保留三位有效数字)求:

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  1. (1) 小球在C点对轨道的压力大小;
  2. (2) 小球a与b相碰后瞬间速度的大小v;
  3. (3) 水平面离地面的高度h.
如图所示,在地球附近上方的空间,存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场,电场方向竖直向下,磁场方向水平且垂直于纸面向里,一带电油滴P在竖直面内恰好做匀速圆周运动,则下列说法中正确的是(   )

A . 若撤去电场,油滴P可能做匀变速曲线运动,且机械能不断增加 B . 若撤去磁场,油滴P可能做匀速直线运动,且机械能不变 C . 若改变油滴P的初速度,P也可能做匀速直线运动,且机械能保持不变 D . 油滴P带负电且做匀速圆周运动时,在最高点电势能最大
如图所示,倾角α=45°的斜面固定在水平地面上,在斜面顶端A点以初速度ν0水平抛出质量为m的小球,落在斜面上的B点,所用时间为t,末速度与水平方向夹角为θ.若让小球带正电q,在两种不同电场中将小球以同样的速度ν0水平抛出,第一次整个装置放在竖直向下的匀强电场中,小球在空中运动的时间为t1 , 末速度与水平方向夹角为θ1 . 第二次放在水平向左的匀强电场中,小球在空中运动的时间为t2 , 末速度与水平方向夹角为θ2 , 电场强度大小都为E= ,g为重力加速度,不计空气阻力。则下列说法正确的是(   )

A . t2>t>t1 B . θ=θ1>θ2 C . θ>θ1=θ2 D . 若斜面足够长,小球都能落在斜面上
水平地面上方竖直边界MN右侧离地面h=3m处有长为L=0.91m的光滑水平绝缘平台,平台的左边缘与MN重合,此时平台上方存在 N/C的匀强电场,电场方向与水平方向成θ角,指向左下方。平台右边缘有一质量m=0.1kg、电量q=0.1C的带正电小球,以初速度v0=0.6m/s向左运动。小球在平台上运动的过程中,θ为45°至90°的某一确定值,小球离开平台左侧后恰好做匀速圆周运动。MN边界左侧存在垂直纸面向里的匀强磁场B和沿竖直方向的匀强电场E2(图中未画出),磁感应强度B=1.0T。小球可视为质点,g=10m/s2。求:

  1. (1) 电场强度E2的大小和方向;
  2. (2) 小球离开平台左侧后在磁场中运动的最短时间;
  3. (3) 小球离开平台左侧后,小球落地点的范围(计算结果可以用根号表示)。
如图,两个定值电阻的阻值分别为 ,直流电源的内阻不计,平行板电容器两极板水平放置,板间距离为 ,板长为 ,极板间存在方向水平向里的匀强磁场。质量为 、带电量为 的小球以初速度 沿水平方向从电容器下板左侧边缘 点进入电容器,做匀速圆周运动,恰从电容器上板右侧边缘离开电容器。此过程中,小球未与极板发生碰撞,重力加速度大小为 ,忽略空气阻力。

  1. (1) 求直流电源的电动势
  2. (2) 求两极板间磁场的磁感应强度
  3. (3) 在图中虚线的右侧设计一匀强电场,使小球离开电容器后沿直线运动,求电场强度的最小值
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