高中物理磁場大題一、答題（共30題） 1、如圖A所示，設立Oxy坐標系，兩塊平行板P、Q垂直于y軸并關于x軸對稱，板長與板間距離均為l，第一象限有磁場，趨勢是垂直于Oxy平面并向內。位于板左側的粒子源沿x軸間右側隔斷發射質量m、電荷+q，速度相同。在0至3t時刻如圖B所示在兩板之間加入引力可忽略的帶電粒子（不考慮板邊緣的影響）。已知在t=0時刻進入兩板之間的帶電粒子，在t時刻通過板邊緣射入磁場中，上面的m、q、l、t均為已知量。 （不考慮粒子間相互影響和返回極板的情況） （1）當電壓為U時，求進入兩極板之間并在磁場中做圓周運動的帶電粒子的半徑。 （3）進入兩極板之間的帶電粒子在磁場中運動的時間何時最短？求這個最短時間。 2、如圖所示，在xOy平面內，在0＜x＜2L的區域內有一個垂直向上的均勻電場，在2L＜x＜3L的區域內有一個垂直向下的均勻電場，兩個電場強度相等。在x＞3L的區域內，有一個垂直于xOy平面的垂直向外的均勻磁場。在某一時刻，一個帶正電的粒子沿x軸正方向以初速度v從原點進入電場；在另一時刻，一個帶負電的粒子以同樣的初速度從原點進入電場。 正、負粒子分別以60、30的速度方向從電場進入磁場，兩粒子在磁場中水平運動半圈后在某一點相遇，兩粒子的引力和兩粒子間的相互作用可以忽略不計，兩粒子所帶電荷相等。（2）兩粒子相遇點P的坐標；（3）兩粒子第一次和第二次進入電場的時間差。
3、如圖所示，兩塊平行金屬板M、N相對放置，兩板間距離為R。M、N板上的小孔圓心為s，半徑為R。消失時的磁感應強度為B。均勻磁場垂直于紙面向外。D為集電板。板上各點到O點的距離和到板兩端的距離均為2R，板兩端連線垂直于M、N板。質量為m。一個帶電荷為+q的粒子經s點進入M、N間的電場中，在s點的速度和粒子所受的重力均忽略。（1）當M、N間電壓為U時，求粒子進入磁場時的速度。 （2）若粒子打到收集板D的中點，求M、N之間的電壓值U。（3）當M、N之間的電壓不同時，粒子從s時刻到打到D所花的時間t會有所不同，求t的最小值。4、如圖所示，直角坐標系xoy位于垂直平面內，區域內磁感應強度為B=4.010T。條狀均勻磁場垂直于紙張并向內，其左邊界與x軸相交于P點的區域內的電場強度為E=4N/C。條狀均勻電場沿y軸正方向，寬度d=2m。 質量為m=6。一個帶有電荷q=3.210-19的帶電粒子以速度v=410、角度α=60從P點射入磁場中，受電場作用而偏轉，最后通過x點（圖中未標出）。忽略粒子的重力。求：（1）帶電粒子在磁場中運動的時間；（2）電場左邊界與y軸重合時，Q點的橫坐標；（3）如果只改變電場強度的大小，要求帶電粒子仍通過Q點，討論電場左邊界橫坐標x′與電??場強度E′大小之間的函數關系。
5、如圖所示，兩塊平行金屬板AB的中心有相互垂直的均勻電場和磁場。板A帶正電荷，B。平行金屬板的右側有擋板M磁感應強度 高中物理，中央有一小孔O'，OO'與兩塊金屬板的中線平行。擋板右側有垂直于紙面向外的均勻磁場，磁場應較強。CD為磁場B邊界上的絕緣板，它與板M的夾角為θ=45，O'C=a，現有質量為m，含有各種不同的電荷。帶電粒子以不同的速度（忽略重力）從O點沿OO'進入電磁場區域，其中一部分粒子沿直線OO'運動，進入均勻磁場B。（2）能擊中絕緣板CD的粒子所帶電荷的最大值；（3）帶電粒子擊中絕緣板CD上的區域的長度。 6.在平面直角坐標系中，沿y軸具有負傾斜的均勻電場在xoy象限消失，垂直于坐標平面向外的均勻磁場在IV象限消失，其磁感應強度為B。一質量為m，電荷為q的帶正電粒子從y點射入垂直于y軸的電場中，經x點射出垂直于y軸的磁場，如圖所示。忽略粒子的重力，計算：（1）M、N點間的電位差UMN；（2）粒子在磁場中的軌道半徑r； （3）粒子從M點移動到P點的總時間t。7、如圖所示的平行板裝置中，互相垂直的均勻磁場與均勻電場消失，磁場的磁感應強度為B=0.40T，傾斜度垂直于紙面并向內，電場強度為E=2。
010V/m，PQ為極板間中心線。在xOy坐標系第一象限，靠近平行板右邊緣處，有一個垂直于紙面向外的均勻磁場，磁感應強度B軸與AOy的夾角=45°。一束帶電荷為q=8.01019的正離子從P點注入平行板內，沿中心線PQ作直線運動，穿過平行板后，從y軸上坐標為（0，0.2m）的Q點注入垂直于y軸的磁場區域。離子通過x軸時的速度傾角與x軸正傾角的夾角在45°至90°之間。那么：（1）離子的速度是多少？（2）離子的質量應該在什么范圍內？ （3）現在只改變AOy區域磁場的磁感應強度，使離子不能撞擊x軸。磁感應強度B應滿足什么條件？ 8、如圖所示，一個垂直于紙面向內的均勻磁場消失在空間中，它的垂直邊界AB。CD的寬度為d，在邊界AB的左側垂直向下有一個場強為E的均勻電場。電流質量為m。一個帶電荷+q（忽略重力）的粒子以初速度從P度射入電場中，再與邊界AB成45°角射入磁場。如果粒子能飛出垂直于CD邊界的磁場，穿過小孔并進入如圖所示的兩塊垂直平行金屬板之間的均勻電場中，它就會減速到零，不會碰到正極板。 （1）請畫出上述過程中粒子的運動軌跡，并計算粒子進入磁場時的速度v；（2）計算均勻磁場的磁感應強度B；（3）計算金屬板間電壓U的最小值。9.如圖A所示，兩塊平行金屬板P垂直放置在真空中，兩板間距為d。
Q，兩板間施加最大值為U的電壓，在Q板右側的某一區域內，磁感應強度為B消失。形成有界均勻磁場，其趨勢垂直于紙面，向內。粒子在靠近P的小孔O處注入磁場，然后從磁場中噴射出來。噴射時，所有粒子的速度趨勢都是垂直向上的。已知電場變化周期T=，粒子的質量為m，電荷為+q磁感應強度 高中物理，忽略粒子的引力和相互影響。計算：（1）某一時刻釋放的粒子在P和Q之間活動的時間；（2）粒子注入磁場時的最大和最小速度；（3）有界磁場區域的最小面積。10、“空間粒子探測器”由加速、偏轉和收集三部分組成。 其原理可簡化為：如圖1所示，徑向加速電場區域邊界為兩個同心平行的半圓弧面，以O為圓心，外弧面AB的半徑為L，電勢為φ，內弧面CD的半徑為，電勢為φ。一足夠長的收集極板MN與邊界ACDB平行，O到MN極板的距離OP=L。設空間中沉沒著質量為m、電荷為q的帶正電粒子，它們能均勻地吸附在弧面AB上，并被加速電場從靜止狀態加速，忽略粒子間的相互作用以及其他行星引力對粒子的影響。（1）求粒子到達O點時的速度大小； （2）如圖2所示，在邊界ACDB與收集板MN之間添加一個半圓形均勻磁場，其圓心為O，半徑為L，傾角垂直于紙平面。發現從圓弧面AB收集到的粒子經點O進入磁場后，能撞擊到MN上。
考慮越過邊界ACDB的粒子又返回），計算所增加的磁感應強度的大小； (3)同上，從圓弧面AB收集的粒子經點O進入磁場后，不能到達收集板MN，這是計算磁感應強度的前提。試寫出定量反映收集板MN上的收集效率η與磁感應強度B之間關系的有關公式11。如圖所示，在A處靜止的離子被電壓為U的加速電場加速后沿圖中圓弧虛線穿過垂直于CN的靜電分析點，進入矩形區域內有界均勻電場，電場趨于左移，靜電分析器通道內有一個平均徑向分布的電場，已知圓弧點處的場強為E，其趨勢如圖所示；離子質量為m。所帶電荷為q；=2d。 =3d，忽略離子引力。（1）求虛線圓弧線對應的半徑R；（2）如果離子能打到NQ的中點，求矩形區域QNCD內的均勻電場強度E。（3）如果去掉矩形區域QNCD內的均勻電場，換成垂直于紙面的均勻磁場，則要求離子最終能打到QN。求磁場強度B的取值范圍。12.如圖A所示，有一對平行金屬板M，N為中心軸，當在兩板之間加上電壓UMN時，粒子打到上面板M的中點，忽略粒子引力。（1）求帶電粒子所帶的比電荷。（2）如果如圖B所示在MN之間加上一個交變電壓，周期為MN=2U，然后中斷電場，則所有粒子最終都能脫離電場，不會打到金屬板上。 尋找 U (3) 在靠近板右側的地方建立 xOy 坐標系，在 xOy 坐標 I 處。
在IV象限的某一區域出現一個圓形的均勻磁場區域，該磁場垂直于xOy坐標平面。為使在情形（2）下所有粒子經磁場偏轉后均會聚于坐標為（2d，2d）的點P，求磁感應強度B的大小。 13.如圖所示，在第一、第二象限出現場強為E的均勻電場。第一象限的均勻電場沿x軸方向為正方向，第二象限的電場沿x軸方向為負方向。在第三、第四象限，在矩形區域ABCD內出現垂直于紙面、向外的均勻磁場。矩形區域AB的質量為m。 一個帶電荷為e的質子以初速度v和負傾角開始運動，從N點進入磁場。設OM=2ON，忽略質子的引力，求： (1) M點的橫坐標d； (2) 如果質子能通過磁場無限接近M點，則矩形區域的最小面積是多少； （3）在（2）的前提下，質子從M點返回到無限接近M點所需的時間。14.如圖所示，在xOy平面的直角坐標系中，直線MN與軸線成30°角，點P的坐標為（ 。在軸線與直線MN之間的區域，它垂直于xOy平面消失，指向外。磁感應強度為B的均勻磁場沿y軸消失在直角坐標系xOy的象限區域，具有正的傾斜度。在x=3a處垂直于x軸放置一個幅值均勻的電場，與x軸的交點為Q。電子束以相同的速度v間隔垂直于y軸和磁場方向射入磁場。已知從磁場中y=2a點射出的電子的軌跡剛好經過點O。忽略電子間的相互作用，忽略電子的引力。求：（1）電子的比電荷（2）電子離開垂直于y軸的磁場，進入電場的位置的尺度；電子擊中熒光屏時，離Q點最遠的位置在電場的哪個位置？最遠的距離是多少？ 15.如圖（a）所示，平行金屬板A水平放置。
在C、B點間加直流電壓U，在板A的正上方有一塊足夠長度的V型絕緣彈性擋板，擋板間加垂直于紙張的交變磁場，磁感應強度隨時間的變化如圖（b）所示，垂直于紙張方向，磁場向內呈正傾斜，B未知，有特定電荷。忽略重力，一個帶正電的粒子從C點釋放出來，粒子剛好通過小孔O進入上方磁場，在t時刻，粒子撞上右邊的擋板，隨后粒子從O點垂直向下返回到平行金屬板。粒子與擋板碰撞前后所帶電荷不變，沿板材的分速度不變，垂直于板材的分速度不變。碰撞過程中時間和磁場的變化引起的感應效應相反。計算：（1）粒子剛到達O點時的速度；（2）圖中B的大小； （3）金屬板A之間的距離d。16.如圖A所示，建立Oxy坐標系，兩塊平行板P，Q垂直于y軸，關于x軸對稱。板的長度和板之間的距離