高中物理磁场大题一、答题（共30题） 1、如图A所示，设立Oxy坐标系，两块平行板P、Q垂直于y轴并关于x轴对称，板长与板间距离均为l，第一象限有磁场，趋势是垂直于Oxy平面并向内。位于板左侧的粒子源沿x轴间右侧隔断发射质量m、电荷+q，速度相同。在0至3t时刻如图B所示在两板之间加入引力可忽略的带电粒子（不考虑板边缘的影响）。已知在t=0时刻进入两板之间的带电粒子，在t时刻通过板边缘射入磁场中，上面的m、q、l、t均为已知量。 （不考虑粒子间相互影响和返回极板的情况） （1）当电压为U时，求进入两极板之间并在磁场中做圆周运动的带电粒子的半径。 （3）进入两极板之间的带电粒子在磁场中运动的时间何时最短？求这个最短时间。 2、如图所示，在xOy平面内，在0＜x＜2L的区域内有一个垂直向上的均匀电场，在2L＜x＜3L的区域内有一个垂直向下的均匀电场，两个电场强度相等。在x＞3L的区域内，有一个垂直于xOy平面的垂直向外的均匀磁场。在某一时刻，一个带正电的粒子沿x轴正方向以初速度v从原点进入电场；在另一时刻，一个带负电的粒子以同样的初速度从原点进入电场。 正、负粒子分别以60、30的速度方向从电场进入磁场，两粒子在磁场中水平运动半圈后在某一点相遇，两粒子的引力和两粒子间的相互作用可以忽略不计，两粒子所带电荷相等。（2）两粒子相遇点P的坐标；（3）两粒子第一次和第二次进入电场的时间差。
3、如图所示，两块平行金属板M、N相对放置，两板间距离为R。M、N板上的小孔圆心为s，半径为R。消失时的磁感应强度为B。均匀磁场垂直于纸面向外。D为集电板。板上各点到O点的距离和到板两端的距离均为2R，板两端连线垂直于M、N板。质量为m。一个带电荷为+q的粒子经s点进入M、N间的电场中，在s点的速度和粒子所受的重力均忽略。（1）当M、N间电压为U时，求粒子进入磁场时的速度。 （2）若粒子打到收集板D的中点，求M、N之间的电压值U。（3）当M、N之间的电压不同时，粒子从s时刻到打到D所花的时间t会有所不同，求t的最小值。4、如图所示，直角坐标系xoy位于垂直平面内，区域内磁感应强度为B=4.010T。条状均匀磁场垂直于纸张并向内，其左边界与x轴相交于P点的区域内的电场强度为E=4N/C。条状均匀电场沿y轴正方向，宽度d=2m。 质量为m=6。一个带有电荷q=3.210-19的带电粒子以速度v=410、角度α=60从P点射入磁场中，受电场作用而偏转，最后通过x点（图中未标出）。忽略粒子的重力。求：（1）带电粒子在磁场中运动的时间；（2）电场左边界与y轴重合时，Q点的横坐标；（3）如果只改变电场强度的大小，要求带电粒子仍通过Q点，讨论电场左边界横坐标x′与电场强度E′大小之间的函数关系。
5、如图所示，两块平行金属板AB的中心有相互垂直的均匀电场和磁场。板A带正电荷，B。平行金属板的右侧有挡板M磁感应强度 高中物理，中央有一小孔O'，OO'与两块金属板的中线平行。挡板右侧有垂直于纸面向外的均匀磁场，磁场应较强。CD为磁场B边界上的绝缘板，它与板M的夹角为θ=45，O'C=a，现有质量为m，含有各种不同的电荷。带电粒子以不同的速度（忽略重力）从O点沿OO'进入电磁场区域，其中一部分粒子沿直线OO'运动，进入均匀磁场B。（2）能击中绝缘板CD的粒子所带电荷的最大值；（3）带电粒子击中绝缘板CD上的区域的长度。 6.在平面直角坐标系中，沿y轴具有负倾斜的均匀电场在xoy象限消失，垂直于坐标平面向外的均匀磁场在IV象限消失，其磁感应强度为B。一质量为m，电荷为q的带正电粒子从y点射入垂直于y轴的电场中，经x点射出垂直于y轴的磁场，如图所示。忽略粒子的重力，计算：（1）M、N点间的电位差UMN；（2）粒子在磁场中的轨道半径r； （3）粒子从M点移动到P点的总时间t。7、如图所示的平行板装置中，互相垂直的均匀磁场与均匀电场消失，磁场的磁感应强度为B=0.40T，倾斜度垂直于纸面并向内，电场强度为E=2。
010V/m，PQ为极板间中心线。在xOy坐标系第一象限，靠近平行板右边缘处，有一个垂直于纸面向外的均匀磁场，磁感应强度B轴与AOy的夹角=45°。一束带电荷为q=8.01019的正离子从P点注入平行板内，沿中心线PQ作直线运动，穿过平行板后，从y轴上坐标为（0，0.2m）的Q点注入垂直于y轴的磁场区域。离子通过x轴时的速度倾角与x轴正倾角的夹角在45°至90°之间。那么：（1）离子的速度是多少？（2）离子的质量应该在什么范围内？ （3）现在只改变AOy区域磁场的磁感应强度，使离子不能撞击x轴。磁感应强度B应满足什么条件？ 8、如图所示，一个垂直于纸面向内的均匀磁场消失在空间中，它的垂直边界AB。CD的宽度为d，在边界AB的左侧垂直向下有一个场强为E的均匀电场。电流质量为m。一个带电荷+q（忽略重力）的粒子以初速度从P度射入电场中，再与边界AB成45°角射入磁场。如果粒子能飞出垂直于CD边界的磁场，穿过小孔并进入如图所示的两块垂直平行金属板之间的均匀电场中，它就会减速到零，不会碰到正极板。 （1）请画出上述过程中粒子的运动轨迹，并计算粒子进入磁场时的速度v；（2）计算均匀磁场的磁感应强度B；（3）计算金属板间电压U的最小值。9.如图A所示，两块平行金属板P垂直放置在真空中，两板间距为d。
Q，两板间施加最大值为U的电压，在Q板右侧的某一区域内，磁感应强度为B消失。形成有界均匀磁场，其趋势垂直于纸面，向内。粒子在靠近P的小孔O处注入磁场，然后从磁场中喷射出来。喷射时，所有粒子的速度趋势都是垂直向上的。已知电场变化周期T=，粒子的质量为m，电荷为+q磁感应强度 高中物理，忽略粒子的引力和相互影响。计算：（1）某一时刻释放的粒子在P和Q之间活动的时间；（2）粒子注入磁场时的最大和最小速度；（3）有界磁场区域的最小面积。10、“空间粒子探测器”由加速、偏转和收集三部分组成。 其原理可简化为：如图1所示，径向加速电场区域边界为两个同心平行的半圆弧面，以O为圆心，外弧面AB的半径为L，电势为φ，内弧面CD的半径为，电势为φ。一足够长的收集极板MN与边界ACDB平行，O到MN极板的距离OP=L。设空间中沉没着质量为m、电荷为q的带正电粒子，它们能均匀地吸附在弧面AB上，并被加速电场从静止状态加速，忽略粒子间的相互作用以及其他行星引力对粒子的影响。（1）求粒子到达O点时的速度大小； （2）如图2所示，在边界ACDB与收集板MN之间添加一个半圆形均匀磁场，其圆心为O，半径为L，倾角垂直于纸平面。发现从圆弧面AB收集到的粒子经点O进入磁场后，能撞击到MN上。
考虑越过边界ACDB的粒子又返回），计算所增加的磁感应强度的大小； (3)同上，从圆弧面AB收集的粒子经点O进入磁场后，不能到达收集板MN，这是计算磁感应强度的前提。试写出定量反映收集板MN上的收集效率η与磁感应强度B之间关系的有关公式11。如图所示，在A处静止的离子被电压为U的加速电场加速后沿图中圆弧虚线穿过垂直于CN的静电分析点，进入矩形区域内有界均匀电场，电场趋于左移，静电分析器通道内有一个平均径向分布的电场，已知圆弧点处的场强为E，其趋势如图所示；离子质量为m。所带电荷为q；=2d。 =3d，忽略离子引力。（1）求虚线圆弧线对应的半径R；（2）如果离子能打到NQ的中点，求矩形区域QNCD内的均匀电场强度E。（3）如果去掉矩形区域QNCD内的均匀电场，换成垂直于纸面的均匀磁场，则要求离子最终能打到QN。求磁场强度B的取值范围。12.如图A所示，有一对平行金属板M，N为中心轴，当在两板之间加上电压UMN时，粒子打到上面板M的中点，忽略粒子引力。（1）求带电粒子所带的比电荷。（2）如果如图B所示在MN之间加上一个交变电压，周期为MN=2U，然后中断电场，则所有粒子最终都能脱离电场，不会打到金属板上。 寻找 U (3) 在靠近板右侧的地方建立 xOy 坐标系，在 xOy 坐标 I 处。
在IV象限的某一区域出现一个圆形的均匀磁场区域，该磁场垂直于xOy坐标平面。为使在情形（2）下所有粒子经磁场偏转后均会聚于坐标为（2d，2d）的点P，求磁感应强度B的大小。 13.如图所示，在第一、第二象限出现场强为E的均匀电场。第一象限的均匀电场沿x轴方向为正方向，第二象限的电场沿x轴方向为负方向。在第三、第四象限，在矩形区域ABCD内出现垂直于纸面、向外的均匀磁场。矩形区域AB的质量为m。 一个带电荷为e的质子以初速度v和负倾角开始运动，从N点进入磁场。设OM=2ON，忽略质子的引力，求： (1) M点的横坐标d； (2) 如果质子能通过磁场无限接近M点，则矩形区域的最小面积是多少； （3）在（2）的前提下，质子从M点返回到无限接近M点所需的时间。14.如图所示，在xOy平面的直角坐标系中，直线MN与轴线成30°角，点P的坐标为（ 。在轴线与直线MN之间的区域，它垂直于xOy平面消失，指向外。磁感应强度为B的均匀磁场沿y轴消失在直角坐标系xOy的象限区域，具有正的倾斜度。在x=3a处垂直于x轴放置一个幅值均匀的电场，与x轴的交点为Q。电子束以相同的速度v间隔垂直于y轴和磁场方向射入磁场。已知从磁场中y=2a点射出的电子的轨迹刚好经过点O。忽略电子间的相互作用，忽略电子的引力。求：（1）电子的比电荷（2）电子离开垂直于y轴的磁场，进入电场的位置的尺度；电子击中荧光屏时，离Q点最远的位置在电场的哪个位置？最远的距离是多少？ 15.如图（a）所示，平行金属板A水平放置。
在C、B点间加直流电压U，在板A的正上方有一块足够长度的V型绝缘弹性挡板，挡板间加垂直于纸张的交变磁场，磁感应强度随时间的变化如图（b）所示，垂直于纸张方向，磁场向内呈正倾斜，B未知，有特定电荷。忽略重力，一个带正电的粒子从C点释放出来，粒子刚好通过小孔O进入上方磁场，在t时刻，粒子撞上右边的挡板，随后粒子从O点垂直向下返回到平行金属板。粒子与挡板碰撞前后所带电荷不变，沿板材的分速度不变，垂直于板材的分速度不变。碰撞过程中时间和磁场的变化引起的感应效应相反。计算：（1）粒子刚到达O点时的速度；（2）图中B的大小； （3）金属板A之间的距离d。16.如图A所示，建立Oxy坐标系，两块平行板P，Q垂直于y轴，关于x轴对称。板的长度和板之间的距离