高中物理 - 磁场专题讲解+经典例题 - 图文

离子射在荧光屏上的位置为最左端 qU=12mv ④ 2分 2mv2qvB= ⑤ 2分 r由①~⑤解得,离子在磁场做圆周运动的半径为(如图乙所示): rmin=0.1m ⑥ 2分 由几何关系得: tan?rmin3== 2R3α=60° ⑦ 2分 故 MO=H ctanα=20cm ⑧ 2分 /

26.(20分)(注意:在试题卷上作答无效。)

如图甲所示,偏转电场的两个平行极板水平放置,板长L=0.08m,板距足够大,两板

q的右侧有水平宽度l=0.16m、竖直宽度足够大的有界匀强磁场。一个比荷为m=5×107C/kg的粒子(其重力不计)以v0=80m/s的速度从两板中间沿与板平行的方向射入偏转电场,进入偏转电场时,偏转电场的场强恰好按图乙开始随时间发生变化,两极板的极性如图甲;

粒子离开偏转电场后进入匀强磁场,最终刚好没有从右边界射出。求: ⑴粒子在磁场中运动的速率v;

⑵粒子在磁场中运动的轨道半径R; ⑶磁场的磁感应强度B。

26.(20分)

⑴粒子在偏转电场中的运动时间t=

lv00.08-

=80s=1.00×103s

(2分)

对比乙图,粒子在极板间的运动时间正好是偏转电压的一个周期,即它在极板间被

qE-

横向加速的时间为t=5.00×104s,于是v⊥=mt=60m/s (3分)

2222v?v?80?600?v=m/s=100m/s

(2分)

⑵粒子在磁场中的轨迹可以如图中圆弧所示。设粒子在磁场中做圆周运动的半径为R,由几何关系

有R+Rsinθ=l v?3sinθ=v=5

0.163l1?5m=0.1m ∴R=1?sin?=

(3分) (3分)

(2分)

v2qvB?mR ⑶粒子在磁场中做匀速圆周运动,有

(3分)

B?∴

mv100?-qR5?107?0.1 T=2.0×105T

(2分)

18.【湖北省涟源一中.双峰一中2011届高三第五次月考】(18分)MN是一段半径为

1m的光滑的1/4圆弧轨道,轨道上存在水平向右的匀强电场。轨道的右侧有一垂直纸面向内的匀强磁场,磁感应强度为B1=0.1T。现有一带电量为+1C质量为100g的带电小球从M点由静止开始自由下滑,恰能沿NP方向做直线运动,并进入右侧的复合场。(NP沿复合场的中心线) 已知AB板间的电压为U=2V,板间距离d=2m,板的长度L=3m,若小球恰能从板的边沿飞出,NP沿复合场的中心线试求: (1)小球运动到N点时的速度v; (2)水平向右的匀强电场电场强度E; (3)复合场中的匀强磁场的磁感应强度B2。

【答案】(1)v=10m/s (2)E=4N/C (3)B2=0.2T 分值:18分

【解析】解析:(1)小球恰能沿NP做直线运动,说明只能做匀速直线运动 qB1v=mg………………………………(2分) ∴v=mg/qB1=10m/s………………………………(2分) (2)从M到N做圆周运动,由动能定理:

(mg+qE)R=mv2/2………………………………(3分) ∴E=4N/C………………………………(2分) (3)进入复合场后: F电=qU/d=1N

如图,由几何关系有:R2=(R-d/2)2+L2………………………………(3分) 解得:R=5m

又R=mv/qB2………………………………(2分)

所以B2=mv/qR=0.2T………………………………(2分) 19.【辽宁省丹东市四校协作体2011届高三第二次联合考试】(12分)如图所示,在竖直

平面内有范围足够大、场强方向水平向左的匀强电场,在虚线的左侧有垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小为 B.一绝缘“?”形杆由两段直杆和一半径为R为半圆环组成,固定在纸面所在的竖直平面内.PQ、MN与水平面平行且足够长,半圆环MAP在磁场边界左侧,P、M点在磁场界线上,NMAP段是光滑的,现有一质量

1

为m、带电量为+q的小环套在MN杆上,它所受到的电场力为重力的倍.现在M

2右侧D点由静止释放小环,小环刚好能到达P点,求:

G=mg=1N

可见,小球只受洛伦兹力,所以小球在复合场中做匀速圆周运动,…………(2分)

(1)D、M间的距离x0;

(2)上述过程中小环第一次通过与O等高的A点时弯杆对小环作用力的大小; (3)若小环与PQ杆的动摩擦因数为μ(设最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等).现

将小环移至M点右侧5R处由静止开始释放,求小环在整个运动过程中克服摩擦力所做的功.

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