2019-2020年高二物理上學(xué)期 磁場專題練習(xí).doc

2019-2020年高二物理上學(xué)期 磁場專題練習(xí)我們前面復(fù)習(xí)了電場，對場的概念有了一定的了解。現(xiàn)在我們開始學(xué)習(xí)磁場這個東西，其實對于磁場我們好像更了解，磁鐵、地磁場這些名字從小回蕩在你我耳邊。但是不幸的是，這章好像與這些沒有什么關(guān)系。并且我們要強(qiáng)調(diào)，我們這張對于磁場中的力是忽略掉其對鐵、鈷、鎳的作用的，我們所用的導(dǎo)體與磁場是沒有作用的。我們研究的還是帶電物體的在磁場中的作用的。1、 知識結(jié)構(gòu)1、磁場磁場是磁極、電流周圍存在的一種物質(zhì)，對放在磁場中的磁極、電流具有力的作用。磁場的方向：規(guī)定在磁場中任一點(diǎn)小磁針N極受力的方向（或小磁針靜止時N極的指向）就是那一點(diǎn)的磁場方向。2、磁感線磁場中人為地畫出一系列曲線，曲線的切線方向表示該位置的磁場方向，曲線的疏密能定性地表示磁場的強(qiáng)弱，這一系列曲線稱為磁感線。要掌握條形磁鐵、蹄形磁鐵形成磁場及地磁場中的磁感線分布情況。磁感線是閉合曲線，在磁體外部由N極到S極，在磁體內(nèi)部由S極到N極。圖A-11-50-1磁感線的方向（磁場方向）可用安培定則判斷。幾種特殊磁場特點(diǎn)及其磁感線分布。直線電流的磁場特點(diǎn)：無磁極、非勻強(qiáng)、且距導(dǎo)線越遠(yuǎn)處磁場越弱；直線電流磁場的磁感線的立體圖、橫截面、縱截面圖如圖A-11-50-1所示。 圖A-11-50-2通電螺線管的磁場特點(diǎn)：與條形磁鐵的磁場相似，管內(nèi)為勻強(qiáng)磁場，且磁場最強(qiáng)，管外為非勻強(qiáng)磁場；通電螺線管磁場的磁感線的立體圖、橫截面圖、縱截面圖如圖A-11-50-2所示。圖A-11-50-3環(huán)形電流的磁場 特點(diǎn)：環(huán)形電流的兩側(cè)是N極和S極，且離圓環(huán)中心越遠(yuǎn)，磁場越弱；環(huán)形電流的磁感線的立體圖、橫截面圖、縱截面圖如圖A-11-50-3所示。地磁場地磁場的N極在地球南極附近，S極在地球北極附近，磁感線分布如圖A-11-50-4所示。地磁場B的水平分量（Bx）總是從地球南極指向北極，而豎直分量（By）則南北相反，在南半球垂直地面向上，在北半球垂直地面向下。在赤道平面上，距離地球表面相等的各點(diǎn)，磁感應(yīng)強(qiáng)度相等，且方向水平向北。3、磁感應(yīng)強(qiáng)度定義：在磁場中垂直于磁場方向的通電直導(dǎo)線，受到的磁場力F與電流I和導(dǎo)線長度L的乘積的比值叫做通電直導(dǎo)線所在處的磁感應(yīng)強(qiáng)度。定義式為，磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向就是該位置的磁場方向。說明磁場中某位置的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小及方向是存在的，與放入的電流I的大小、導(dǎo)線的長短即L的大小無關(guān)，與電流受到的力也無關(guān)，即使不放入載流導(dǎo)體，它的磁感應(yīng)強(qiáng)度也照樣存在，因此不能說B與F成正比，或B與IL成反比。磁場應(yīng)強(qiáng)度B是矢量滿足分解合成的平行四邊形定則，注意磁場應(yīng)強(qiáng)度的方向就是該處的磁場方向，并不是在該處的電流的受力方向。磁場應(yīng)強(qiáng)度的定義式是典型的比值定義法，要注意此定義式描述的物理情景及適應(yīng)條件：一小段通電導(dǎo)體垂直磁場方向放入磁場。四、安培力定義：磁場對電流的作用力叫安培力。安培力的大小計算：F=BILsin，其中為B的方向與I的方向的夾角。安培力的方向判斷左手定則：伸開左手，讓大拇指跟其余的四指垂直，并且都跟手掌在同一平面內(nèi)，讓磁感線垂直穿入手心，四指指向電流方向，那么拇指所指的方向就是通電導(dǎo)線所受的安培力方向。安培力F、磁感應(yīng)強(qiáng)度B、電流I三者的方向關(guān)系。通電導(dǎo)線在磁場中所受的安培力F，總垂直于電流與磁感線所確定的平面。4、洛倫茲力定義：運(yùn)動電荷在磁場中受到的磁場力叫洛倫茲力。洛倫茲力的大小計算公式F=qvB適用于勻強(qiáng)磁場且的情況，式中的v是電荷相對于磁場的速度。v與B夾角為，則有v=0，F(xiàn)=0,即磁場對靜止電荷無作用力，只對運(yùn)動電荷產(chǎn)生作用力。洛倫茲力的方向判定左手定則：伸開左手，使大拇指跟其余四指垂直，且處于同一平面內(nèi)，把手放入磁場中，讓磁感線垂直（或斜著）穿入掌心，四指指向正電荷運(yùn)動的方向（或負(fù)電荷運(yùn)動的反方向），那么，大拇指所指的方向就是運(yùn)動電荷的反方向。說明：四指應(yīng)指向正電荷運(yùn)動的方向或負(fù)電荷運(yùn)動的反方向。安培力是洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)。所以洛倫茲力的方向與安培力的方向一樣可由左手定則判定。判定洛倫茲力方向時，一定要注意F垂直于v和B所決定的平面。當(dāng)運(yùn)動電荷的速度v的方向與磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向平行時，運(yùn)動電荷不受洛倫茲力作用，仍以初速度做勻速直線運(yùn)動。在磁場中靜止的電荷不受洛倫茲力作用。5、帶電粒子在磁場中運(yùn)動若v/B，帶電粒子以速度v做勻速直線運(yùn)動。（此情況下洛倫茲力F=0）若，帶電粒子在垂直磁感線的平面內(nèi)以入射速度v做勻速圓周運(yùn)動。向心力由洛倫茲力提供軌道半徑公式周期頻率6、帶電粒子在磁場中做勻速圓周運(yùn)動的解題方法 在研究帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中作勻速圓周運(yùn)動規(guī)律時，著重把握“一找圓心，二找半徑，三找周期”的規(guī)律圓心的確定：因為洛侖茲力f指向圓心，根據(jù)f v，畫出粒子運(yùn)動軌跡中任意兩點(diǎn)(一般是指射人和射出磁場兩點(diǎn))的f的方向，沿兩個洛侖茲力f畫其延長線，兩延長線的交點(diǎn)即為圓心，或利用圓心位置必定在圓中一根弦的中垂線上，作出圓心位置半徑的確定和計算：利用平面幾何關(guān)系，求出該圓的可能半徑(或圓心角)粒子在磁場中運(yùn)動時間的確定：利用圓心角與弦切角的關(guān)系，或者利用四邊形內(nèi)角和等于3600計算出圓心角的大小，由公式可求出粒子在磁場中的運(yùn)動時間注意圓周運(yùn)動中有關(guān)對稱規(guī)律如從同一邊界射入的粒子，從同一邊界射出時，速度與邊界的夾角相等；在圓形磁場區(qū)域內(nèi)，沿徑向射入的粒子，必沿徑向射出7、復(fù)合場1.同時存在電場和磁場的區(qū)域，同時存在磁場和重力場的區(qū)域，同時存在電場、磁場和重力的區(qū)域，都叫做疊加場，也稱為復(fù)合場。2.三種場力的特點(diǎn)重力的大小為mg，方向豎直向下。重力做功與路徑無關(guān)，其數(shù)值除與帶電粒子的質(zhì)量有關(guān)外，還與始、終位置的高度差有關(guān)。電場力的大小為qE，方向與電場強(qiáng)度E及帶電粒子所帶電荷的性質(zhì)有關(guān)。電場力做功與路徑無關(guān)，其數(shù)值除與帶電粒子的電荷量有關(guān)外，還與始、終位置的電勢差有關(guān)。洛倫茲力的大小跟速度與磁場方向的夾角有關(guān)，當(dāng)帶電粒子的速度與磁場方向平行時，F(xiàn)洛0；當(dāng)帶電粒子的速度與磁場方向垂直時，F(xiàn)洛qvB。洛倫茲力的方向垂直于速度v和磁感應(yīng)強(qiáng)度B所決定的平面。無論帶電粒子做什么運(yùn)動，洛倫茲力都不做功。3.注意：電子、質(zhì)子、粒子、離子等微觀粒子在疊加場中運(yùn)動時，一般都不計重力。但質(zhì)量較大的質(zhì)點(diǎn)（如帶電塵粒）在疊加場中運(yùn)動時，不能忽略重力。8、帶電粒子在復(fù)合場中運(yùn)動的分析方法帶電粒子在復(fù)合場中的運(yùn)動，實際上仍是一個力學(xué)問題，分析的基本思路是：首先正確地對帶電粒子進(jìn)行受力分析和運(yùn)動情況分析，再運(yùn)用牛頓運(yùn)動定律和運(yùn)動學(xué)規(guī)律、動量定理、動能定理及動量和能量守恒定律等知識進(jìn)行求解。進(jìn)行受力分析時，要注意重力的判定。一般情況下，電子、質(zhì)子、離子等基本粒子的重力可忽略不計；帶電油滴、塵埃、小球等宏觀物質(zhì)顆粒重力不能忽略；或根據(jù)題目是否有明確的要求或暗示確定重力。運(yùn)用規(guī)律求解時，對單個物體，宜用兩大定理；涉及時間優(yōu)先考慮動量定理，涉及位移優(yōu)先考慮動能定理；對多個物體組成的系統(tǒng)討論，則優(yōu)先考慮兩大守恒定律；涉及加速度的力學(xué)問題用牛頓第二定律，必要時再用運(yùn)動學(xué)公式。9、帶電粒子在復(fù)合場中的實際應(yīng)用1).速度選擇器（如圖A-11-52-1）圖A-11-52-1速度選擇器的條件：帶電粒子從小孔S1水平射入，勻速通過疊加場，并從小孔S2水平射出，電場與洛倫茲力平衡 即使粒子勻速通過選擇器的兩種途徑當(dāng)v0一定時，調(diào)節(jié)E和B的大小當(dāng)E和B一定時，調(diào)節(jié)加速電壓U的大小，根據(jù)功能關(guān)系和勻速運(yùn)動條件，有所以，加速電壓應(yīng)為2).質(zhì)譜儀質(zhì)譜儀是一種測量帶電粒子質(zhì)量和分離同位素的儀器。圖A-11-52-2如圖A-11-52-2所示，離子源S產(chǎn)生質(zhì)量為m，電荷量為q的正離子（所受重力不計）。離子出來時速度很?。珊雎圆挥嫞?jīng)過電壓為U的電場加速后進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中做勻速圓周運(yùn)動，經(jīng)過半個周期到達(dá)記錄它的照相底片P上，測得它在P上的位置到入口處的距離為L，則聯(lián)立求解得.因此，只要知道q、B、L與U，就可計算出帶電粒子的質(zhì)量m。又因L2，不同質(zhì)量的同位素從不同處可得到分離，故質(zhì)譜儀又是分離同位素的重要儀器。3).回旋加速器圖A-11-52-3回旋加速器的工作原理如圖 A-11-52-3所示，設(shè)離子源中放出的是帶正電的粒子，帶正電的粒子以一定的初速度v0進(jìn)入下方D形盒中的勻強(qiáng)磁場做勻速圓周運(yùn)動，運(yùn)動半周后回到窄縫的邊緣，這時在A1、A1間加一向上的電場，粒子將在電場作用下被加速，速率由v0變?yōu)関1,然后粒子在上方D形盒的勻強(qiáng)磁場中做圓周運(yùn)動，經(jīng)過半個周期后到達(dá)窄縫的邊緣A2，這時在A2、A2間加一向下的電場，使粒子又一次得到加速，速率變?yōu)関2，這樣使帶電粒子每通過窄縫時被加速，又通過盒內(nèi)磁場的作用使粒子回旋到窄縫，通過反復(fù)加速使粒子達(dá)到很高的能量。帶電粒子在磁場中運(yùn)動的半徑為，所以粒子被加速后回旋半徑一次比一次增大；而帶電粒子在磁場中運(yùn)動的周期，所以粒子在磁場中運(yùn)動的周期始終保持不變，這樣只要加在兩個電極上的高頻電源的周期與帶電粒子在磁場中運(yùn)動的周期相同，就可以保證粒子每經(jīng)過電場邊界AA和AA時正好趕上合適的電場方向而被加速。4).磁流體發(fā)電機(jī)圖A-11-52-4如圖 A-11-52-4是磁流體發(fā)電機(jī)，其原理是等離子氣體噴入磁場，正、負(fù)離子在洛倫茲力作用下發(fā)生上下偏轉(zhuǎn)而聚集到A、B板上，產(chǎn)生電勢差，設(shè)A、B平行金屬板的面積為S，相距L，等離子體的電阻率為，噴入氣體速度為v，板間磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，板外電阻為R，當(dāng)?shù)入x子氣體勻速通過A、B板間時，A、B板上聚集的電荷最多，板間電勢差最大，即為電源電動勢，此時離子受力平衡：，電動勢，電源內(nèi)電阻，所以R中電流。圖A-11-52-55).電磁流量計電磁流量計原理可解釋為：如圖A-11-52-5所示，一圓形導(dǎo)管直徑為d，用非磁性材料制成，其中有可以導(dǎo)電的液體向左流動。導(dǎo)電液體中的自由電荷（正負(fù)離子）在洛倫茲力作用下橫向偏轉(zhuǎn)，a、b間出現(xiàn)電勢差。當(dāng)自由電荷所受電場力和洛倫茲力平衡時，a、b間的電勢差就保持穩(wěn)定。由，流量。2、 專題專練1.xx全國卷17某地的地磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度的豎直分量方向向下，大小為T。一靈敏電壓表連接在當(dāng)?shù)厝牒：佣蔚膬砂?，河?00m，該河段漲潮和落潮時有海水（視為導(dǎo)體）流過。設(shè)落潮時，海水自西向東流，流速為2m/s。下列說法正確的是A河北岸的電勢較高 B河南岸的電勢較高C電壓表記錄的電壓為9mV D電壓表記錄的電壓為5mV答案：BD2.（09年全國卷）17.如圖，一段導(dǎo)線abcd位于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場中，且與磁場方向（垂直于紙面向里）垂直。線段ab、bc和cd的長度均為L，且。流經(jīng)導(dǎo)線的電流為I，方向如圖中箭頭所示。導(dǎo)線段abcd所受到的磁場的作用力的合力 （ ）A. 方向沿紙面向上，大小為B. 方向沿紙面向上，大小為C. 方向沿紙面向下，大小為D. 方向沿紙面向下，大小為 答案：A圖11-5乙甲FB3如圖11-5所示，甲是一個帶正電的小物塊，乙是一個不帶電的絕緣物塊，甲、乙疊放在一起靜置于粗糙的水平地板上，地板上方空間有水平方向的勻強(qiáng)磁場?，F(xiàn)用水平恒力拉乙物塊，使甲、乙無相對滑動地一起水平向左加速運(yùn)動，在加速運(yùn)動階段（ ）A乙物塊與地之間的摩擦力不斷增大B甲、乙兩物塊間的摩擦力不斷增大C甲、乙兩物塊間的摩擦力大小不變。D甲、乙兩物塊間的摩擦力不斷減小答案：A D4.（09年海南物理）2一根容易形變的彈性導(dǎo)線，兩端固定。導(dǎo)線中通有電流，方向如圖中箭頭所示。當(dāng)沒有磁場時，導(dǎo)線呈直線狀態(tài)：當(dāng)分別加上方向豎直向上、水平向右或垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場時，描述導(dǎo)線狀態(tài)的四個圖示中正確的是 （ ） 答案：D 5. xx上海物理13 如圖，長為的直導(dǎo)線拆成邊長相等，夾角為的形，并置于與其所在平面相垂直的勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為，當(dāng)在該導(dǎo)線中通以電流強(qiáng)度為的電流時，該形通電導(dǎo)線受到的安培力大小為（A）0 （B）0.5 （C）（D）答案：C6.（08廣東卷）41930年勞倫斯制成了世界上第一臺回旋加速器，其原理如圖所示，這臺加速器由兩個銅質(zhì)D形合D1、D2構(gòu)成，其間留有空隙，下列說法正確的是 ( )A離子由加速器的中心附近進(jìn)入加速器B離子由加速器的邊緣進(jìn)入加速器C離子從磁場中獲得能量D離子從電場中獲得能量答案：AD甲乙A甲乙B乙甲C乙甲D7.（07海南卷）4. 粒子甲的質(zhì)量與電荷量分別是粒子乙的4倍與2倍，兩粒子均帶正電，讓它們在勻強(qiáng)磁場中同一點(diǎn)以大小相等、方向相反的速度開始運(yùn)動。已知磁場方向垂直紙面向里。以下四個圖中，能正確表示兩粒子運(yùn)動軌跡的是 （ ）答案：A8.（07天津理綜）19.如圖所示，在x軸上方存在著垂直于紙面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場。一個不計重力的帶電粒子從坐標(biāo)原點(diǎn)O處以速度v進(jìn)入磁場，粒子進(jìn)入磁場時的速度方向垂直于磁場且與x軸正方向成120角，若粒子穿過y軸正半軸后在磁場中到x軸的最大距離為a，則該粒子的比荷和所帶電荷的正負(fù)是( )OxyvA 正電荷 B 正電荷 C 負(fù)電荷 D 負(fù)電荷答案：C9.(06江蘇卷）13關(guān)于磁感線，下列說法中正確的是 （ ）A磁感線是實際存在于磁場中的線B磁感線上任意一點(diǎn)的切線方向，都跟該點(diǎn)的磁場方向一致C磁感線是一條條不閉合的曲線D磁感線有可能出現(xiàn)相交的情況答案：B10江蘇省淮陰中學(xué)xx屆高三學(xué)情調(diào)研如圖所示，正方形區(qū)域abcd中充滿勻強(qiáng)磁場，磁場方向垂直紙面向里。一個氫核從ad邊的中點(diǎn)m沿著既垂直于ad邊又垂直于磁場的方向，以一定速度射入磁場，正好從ab邊中點(diǎn)n射出磁場。若將磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度變?yōu)樵瓉淼?倍，其他條件不變，則這個氫核射出磁場的位置是（ ）A在b、n之間某點(diǎn) B在n、a之間某點(diǎn)C就從a點(diǎn)射出 D在a、m之間某點(diǎn)答案：C11江蘇省泰州市三所重點(diǎn)高中xx屆高三期末如圖所示，圓形區(qū)域內(nèi)有垂直紙面的勻強(qiáng)磁場，三個質(zhì)量和電荷量都相同的帶電粒子a、b、c，以不同的速率對準(zhǔn)圓心O沿著AO方向射入磁場，其運(yùn)動軌跡如圖。若帶電粒子只受磁場力的作用，則下列說法正確的是（ ）Aa粒子動能最大Bc粒子速率最大Cb粒子在磁場中運(yùn)動時間最長D它們做圓周運(yùn)動的周期Ta<Tb<Tc答案：B12. 山東省濰坊市xx屆高三上學(xué)期階段性測試如圖所示，一帶負(fù)電的滑塊從粗糙斜面的頂端滑至底端時的速率為v，若加一個垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場，并保證滑塊能滑至底端，則它滑至底端時的速率（ ）A、變大 B、變小 C、不變 D、條件不足，無法判斷答案：BB13湖南省雅禮中學(xué)xx屆高三上學(xué)期第五次月考如圖所示為一個質(zhì)量為m、帶電量為+q的圓環(huán)，可在水平放置的足夠長的粗糙細(xì)桿上滑動，細(xì)桿處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中?，F(xiàn)給圓環(huán)向右初速度v0，在以后的運(yùn)動過程中，圓環(huán)克服摩擦力所做的功可能為：( )A0 B C D無法確定答案：ABC14福建省龍巖二中xx屆高三摸底考試如圖所示，水平放置的平行金屬板a、b帶有等量異種電荷，a板帶正電，兩板間有垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場，若一個帶正電的液滴在兩板間做直線運(yùn)動，其運(yùn)動的方向是 （ ）A沿豎直方向向下 B沿豎直方向向上C沿水平方向向左D沿水平方向向右答案：D15海南省?？谑衳x屆高三調(diào)研測試如圖所示，電源電動勢為E，內(nèi)阻為r，滑動變阻器電阻為R，開關(guān)K閉合。兩平行極板間有勻強(qiáng)磁場，一帶電粒子(不計重力)正好以速度v勻速穿過兩板。以下說法正確的是： ( )A保持開關(guān)閉合，將滑片p向上滑動一點(diǎn)，粒子將可能從下極板邊緣射出B保持開關(guān)閉合，將滑片p向下滑動一點(diǎn)，粒子將可能從下極板邊緣射出C保持開關(guān)閉合，將a極板向下移動一點(diǎn)，粒子將一定向下偏轉(zhuǎn)D如果將開關(guān)斷開，粒子將繼續(xù)沿直線穿出答案：ABaBbcEO16. (xx北京西城區(qū)) 如圖，空間存在水平向左的勻強(qiáng)電場和垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，電場和磁場相互垂直。在電磁場區(qū)域中，有一個豎直放置的光滑絕緣圓環(huán)，環(huán)上套有一個帶正電的小球。O點(diǎn)為圓環(huán)的圓心，a、b、c為圓環(huán)上的三個點(diǎn)，a點(diǎn)為最高點(diǎn)，c點(diǎn)為最低點(diǎn)，Ob沿水平方向。已知小球所受電場力與重力大小相等。現(xiàn)將小球從環(huán)的頂端a點(diǎn)由靜止釋放。下列判斷正確的是（ ）A當(dāng)小球運(yùn)動的弧長為圓周長的1/4時，洛侖茲力最大B當(dāng)小球運(yùn)動的弧長為圓周長的1/2時，洛侖茲力最大C小球從a點(diǎn)到b點(diǎn)，重力勢能減小，電勢能增大D小球從b點(diǎn)運(yùn)動到c點(diǎn)，電勢能增大，動能先增大后減小答案：D 17xx海南物理15右圖中左邊有一對平行金屬板，兩板相距為d電壓為V；兩板之間有勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為，方向與金屬板面平行并垂直于紙面朝里。圖中右邊有一半徑為R、圓心為O的圓形區(qū)域內(nèi)也存在勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直于紙面朝里。一電荷量為q的正離子沿平行于全屬板面、垂直于磁場的方向射入平行金屬板之間，沿同一方向射出平行金屬板之間的區(qū)域，并沿直徑EF方向射入磁場區(qū)域，最后從圓形區(qū)城邊界上的G點(diǎn)射出已知弧所對應(yīng)的圓心角為，不計重力求(1)離子速度的大?。?2)離子的質(zhì)量【答案】（1） （2）18.（09年天津卷）11.(18分)如圖所示，直角坐標(biāo)系xOy位于豎直平面內(nèi)，在水平的x軸下方存在勻強(qiáng)磁場和勻強(qiáng)電場，磁場的磁感應(yīng)為B,方向垂直xOy平面向里，電場線平行于y軸。一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電的小球，從y軸上的A點(diǎn)水平向右拋出，經(jīng)x軸上的M點(diǎn)進(jìn)入電場和磁場，恰能做勻速圓周運(yùn)動，從x軸上的N點(diǎn)第一次離開電場和磁場，MN之間的距離為L,小球過M點(diǎn)時的速度方向與x軸的方向夾角為.不計空氣阻力，重力加速度為g,求(1) 電場強(qiáng)度E的大小和方向；(2) 小球從A點(diǎn)拋出時初速度v0的大小;(3) A點(diǎn)到x軸的高度h.答案：（1），方向豎直向上 （2） （3）19.（09年海南物理）16（10分）如圖，ABCD是邊長為的正方形。質(zhì)量為、電荷量為的電子以大小為的初速度沿紙面垂直于BC變射入正方形區(qū)域。在正方形內(nèi)適當(dāng)區(qū)域中有勻強(qiáng)磁場。電子從BC邊上的任意點(diǎn)入射，都只能從A點(diǎn)射出磁場。不計重力，求：（1）次勻強(qiáng)磁場區(qū)域中磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向和大?。唬?）此勻強(qiáng)磁場區(qū)域的最小面積。解析：（1）設(shè)勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B。令圓弧是自C點(diǎn)垂直于BC入射的電子在磁場中的運(yùn)行軌道。電子所受到的磁場的作用力應(yīng)指向圓弧的圓心，因而磁場的方向應(yīng)垂直于紙面向外。圓弧的圓心在CB邊或其延長線上。依題意， 圓心在A、C連線的中垂線上，故B 點(diǎn)即為圓心，圓半徑為按照牛頓定律有 聯(lián)立式得（2）由（1）中決定的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向和大小，可知自點(diǎn)垂直于入射電子在A點(diǎn)沿DA方向射出，且自BC邊上其它點(diǎn)垂直于入射的電子的運(yùn)動軌道只能在BAEC區(qū)域中。因而，圓弧是所求的最小磁場區(qū)域的一個邊界。為了決定該磁場區(qū)域的另一邊界，我們來考察射中A點(diǎn)的電子的速度方向與BA的延長線交角為（不妨設(shè)）的情形。該電子的運(yùn)動軌跡如圖所示。圖中，圓的圓心為O，pq垂直于BC邊 ，由式知，圓弧的半徑仍為，在D為原點(diǎn)、DC為x軸，AD為軸的坐標(biāo)系中，P點(diǎn)的坐標(biāo)為這意味著，在范圍內(nèi)，p點(diǎn)形成以D為圓心、為半徑的四分之一圓周，它是電子做直線運(yùn)動和圓周運(yùn)動的分界線，構(gòu)成所求磁場區(qū)域的另一邊界。因此，所求的最小勻強(qiáng)磁場區(qū)域時分別以和為圓心、為半徑的兩個四分之一圓周和所圍成的，其面積為評分參考：本題10分。第（1）問4分，至式各1分；得出正確的磁場方向的，再給1分。第（2）問6分，得出“圓弧是所求磁場區(qū)域的一個邊界”的，給2分；得出所求磁場區(qū)域的另一個邊界的，再給2分；式2分。20.（06四川卷）25如圖所示，在足夠大的空間范圍內(nèi)，同時存在著 豎直向上的勻強(qiáng)電場和垂直紙面向里的水平勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1.57T.小球1帶正電，其電荷量與質(zhì)量之比q1/m1=4 C/kg,所受重力與電場力的大小相等;小球2不帶電，靜止放置于固定的水平懸空支架上。小球向右以v0=23.59 m/s的水平速度與小球2正碰，碰后經(jīng)過0.75 s再次相碰。設(shè)碰撞前后兩小球帶電情況不發(fā)生改變，且始終保持在同一豎直平面內(nèi)。（取g=10 m/s2)問：(1)電場強(qiáng)度E的大小是多少？(2)兩小球的質(zhì)量之比是多少？解析：(1)小球1所受的重力與電場力始終平衡 m1g=q1E E=2.5 N/C (2)相碰后小球1做勻速圓周運(yùn)動，由牛頓第二定律得：= 半徑為 周期為 1 s 兩小球運(yùn)動時間 t=0.75 s=T小球1只能逆時針經(jīng)個圓周時與小球2再次相碰 第一次相碰后小球2做平拋運(yùn)動 L=R1=v1t 兩小球第一次碰撞前后動量守恒，以水平向右為正方向 由、式得 由式得 兩小球質(zhì)量之比 xyAOMNv021天津xx高考如圖所示，直角坐標(biāo)系xOy位于豎直平面內(nèi)，在水平的x軸下方存在勻強(qiáng)磁場和勻強(qiáng)電場，磁場的磁感應(yīng)為B,方向垂直xOy平面向里，電場線平行于y軸。一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電的小球，從y軸上的A點(diǎn)水平向右拋出，經(jīng)x軸上的M點(diǎn)進(jìn)入電場和磁場，恰能做勻速圓周運(yùn)動，從x軸上的N點(diǎn)第一次離開電場和磁場，MN之間的距離為L，小球過M點(diǎn)時的速度方向與x軸的方向夾角為。不計空氣阻力，重力加速度為g，求(1) 電場強(qiáng)度E的大小和方向；(2) 小球從A點(diǎn)拋出時初速度v0的大?。?3) A點(diǎn)到x軸的高度h.答案：（1），方向豎直向上 （2） （3）24xx天津河?xùn)|第一次模擬如圖所示為一種質(zhì)譜儀示意圖，由加速電場、靜電分析器和磁分析器組成。已知：靜電分析器通道的半徑為R，均勻輻射電場的場強(qiáng)為E。磁分析器中有垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場，磁感強(qiáng)度為B。問：（1）為了使位于A處電量為q、質(zhì)量為m的離子，從靜止開始經(jīng)加速電場加速后沿圖中圓弧虛線通過靜電分析器，加速電場的電壓U應(yīng)為多大？（2）離子由P點(diǎn)進(jìn)入磁分析器后，最終打在乳膠片上的Q點(diǎn)，該點(diǎn)距入射點(diǎn)P多遠(yuǎn)？答案：（1） （2） 25（xx年鄒城二中）如圖所示，在xOy平面內(nèi)的第象限中有沿y方向的勻強(qiáng)電場，場強(qiáng)大小為E在第I和第II象限有勻強(qiáng)磁場，方向垂直于坐標(biāo)平面向里有一個質(zhì)量為m，電荷量為e的電子，從y軸的P點(diǎn)以初速度v0垂直于電場方向進(jìn)入電場（不計電子所受重力），經(jīng)電場偏轉(zhuǎn)后，沿著與x軸負(fù)方向成450角進(jìn)入磁場，并能返回到原出發(fā)點(diǎn)P.(1)簡要說明電子的運(yùn)動情況，并畫出電子運(yùn)動軌跡的示意圖；(2)求P點(diǎn)距坐標(biāo)原點(diǎn)的距離_(3)電子從P點(diǎn)出發(fā)經(jīng)多長時間再次返回P點(diǎn)_答案：（1）如右圖；(2) ；（3）26.（北京東城區(qū)xx屆期末考）電子自靜止開始經(jīng)M、N板間（兩板間的電壓為U）的電場加速后從A點(diǎn)垂直于磁場邊界射入寬度為d的勻強(qiáng)磁場中，電子離開磁場時的位置P偏離入射方向的距離為L，如圖所示求:（1）正確畫出電子由靜止開始直至離開勻強(qiáng)磁場時的軌跡圖；(用尺和圓規(guī)規(guī)范作圖)(2) 勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度（已知電子的質(zhì)量為m，電荷量為e）解析：（1）作電子經(jīng)電場和磁場中的軌跡圖，如右圖所示（2）設(shè)電子在M、N兩板間經(jīng)電場加速后獲得的速度為v，由動能定理得：27.（xx北京宣武區(qū)）如圖所示，在x軸的上方（y0的空間內(nèi)）存在著垂直于紙面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場，一個不計重力的帶正電粒子從坐標(biāo)原點(diǎn)O處以速度v進(jìn)入磁場，粒子進(jìn)入磁場時的速度方向垂直于磁場且與x軸正方向成45角，若粒子的質(zhì)量為m，電量為q，求：（1）該粒子在磁場中作圓周運(yùn)動的軌道半徑；（2）粒子在磁場中運(yùn)動的時間。3、 考點(diǎn)總結(jié)磁場這章我們的核心能力是幾何知識，新引入的公式定理并不多，倒是對于圓的幾何應(yīng)用放在了一個前所未有的考察層面上。在你的腦子中能不能對帶電粒子的運(yùn)動軌跡有一個清晰的映像，決定著你解題的順利與否。安培力不是我們這章的重點(diǎn)，但是它確實我們高中的收關(guān)的力學(xué)應(yīng)用。在這個專題中，帶電粒子在電場和磁場中的運(yùn)動是我們關(guān)心的重點(diǎn)，電場力和洛倫茲力，這兩個名字是我們在題目中做多應(yīng)用到的。圓周運(yùn)動的向心力，類平拋運(yùn)動是我們最多研究的問題。其實每個題中我們所用到的公式定理就那么幾個，但是它們卻有著我們解題過程中比較復(fù)雜的思考過程。你不想，他就是最難的，你開始想，它就漸漸的走到你面前，你想完了，題目也就解完了。記住在場的解題當(dāng)中，想的過程大于做的過程，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于。