高中物理电场练习题含详解答案.pdf

1 运动电荷进入磁场后 无其他外力作用 可能做 A 匀速圆周运动 B 匀速直线运动 C 匀加速直线运动 D 平抛 运动 2 如图所示 正方形容器处于匀强磁场中 一束电子从孔a垂直于磁场沿 ab方向射入容器中 其中一部分从c孔射出 一部分从d孔射出 容器处于真 空中 则下列结论中正确的是 A 从两孔射出的电子速率之比vc vd 2 1 B 从两孔射出的电子在容器中运动的时间之比tc td 1 2 C 从两孔射出的电子在容器中运动的加速度大小之比ac ad 1 D 从两孔射出的电子在容器中运动的角速度之比 c d 2 1 3 如图所示 在x轴上方存在着垂直于纸面向里 磁感应强度为B的匀强 磁场 一个不计重力的带电粒子从坐标原点O处以速度v进入磁场 粒子进 入磁场时的速度方向垂直于磁场且与x轴正方向成120 角 若粒子穿过y 轴正半轴后在磁场中到x轴的最大距离为a 则该粒子的比荷和所带电荷的 电性分别是 A 正电荷 B 正电荷 C 负电荷 D 负电荷 4 一磁场宽度为L 磁感应强度为B 如图所示 一粒子质量为m 带电荷量 为 q 不计重力 以某一速度 方向如图 射入磁场 若不使其从右边界飞 出 则粒子的速度应为多大 5 已知质量为m的带电液滴 以速度v射入互相垂直的匀强电场E和匀强 磁场B中 液滴在此空间刚好能在竖直平面内做匀速圆周运动 重力加速 度为g 求 1 液滴在空间受到几个力作用 2 液滴的带电荷量及电性 3 液滴做匀速圆周运动的半径 6 如图所示 有界匀强磁场的磁感应强度B 2 10 3 T 磁场右边是宽度 L 0 2 m 场强E 40 V m 方向向左的匀强电场 一带电粒子的电荷 量q 3 2 10 19 C 质量m 6 4 10 27 kg 以v 4 104 m s的速度沿OO 垂 直射入磁场 在磁场中偏转后进入右侧的电场 最后从电场右边界射出 求 1 大致画出带电粒子的运动轨迹 画在给出的图中 2 带电粒子在磁场中运动的轨迹半径 3 带电粒子飞出电场时的动能Ek 7 如图所示 在坐标系xOy的第一 第三象限内存在相同的匀强磁场 磁 场方向垂直于xOy平面向里 第四象限内有沿y轴正方向的匀强电场 电场 强度大小为E 一带电荷量为 q 质量为m的粒子 自y轴上的P点沿x轴 正方向射入第四象限 经x轴上的Q点进入第一象限 随即撤去电场 以后仅 保留磁场 已知OP d OQ 2d 不计粒子重力 1 求粒子过Q点时速度的大小和方向 2 若磁感应强度的大小为一确定值B0 粒子将以垂直y轴的方向进入第二 象限 求B0 3 若磁感应强度的大小为另一确定值 经过一段时间后粒子将再次经过 Q点 且速度与第一次过Q点时相同 求该粒子相邻两次经过Q点所用的时 间 详解答案 1 答案 AB 解析 当电荷垂直匀强磁场方向进入时做匀速圆周运动 当电荷平行于 匀强磁场方向进入时做匀速直线运动 2 答案 AB 解析 带电粒子在磁场中做圆周运动 求时间时要考虑时间与周期的关 系 所求加速度为向心加速度 需考虑洛伦兹力 求速率也要考虑洛伦兹力 因为Bqv 从a孔射入 经c d两孔射出的粒子轨道半径分别为正方形 边长和 边长 所以 A正确 粒子在同一匀强磁场中运动周期T 相同 因为tc td 所以 B正确 因为a 所以 C错误 因为 所以 相同 D错误 故正确答案为A B 3 答案 C 解析 从 粒子穿过y轴正半轴 可知粒子向右侧偏转 洛伦兹力指向运动 方向的右侧 由左手定则可判定粒子带负电 作出粒子运动轨迹示意图如 图所示 根据几何关系有r r sin 30 a 再结合半径表达式r 可得 故C正确 4 答案 解析 若要粒子不从右边界飞出 当达最大速度时运动轨迹如图 由几何 知识可求得半径r 有r r cos L 得r 又Bqv 所以v 5 答案 1 三个力 2 负电 3 解析 1 由于是带电液滴 它受到重力 又处于电 磁场中 还应受到电 场力及洛伦兹力共三个力作用 2 因液滴做匀速圆周运动 故必须满足重力与电场力平衡 所以液滴应带 负电 则有mg Eq 求得 q 3 尽管液滴受三个力 但合力为洛伦兹力 所以仍可用半径公式R 把 电荷量代入可得R 6 答案 1 见解析 2 0 4 m 3 7 68 10 18 J 解析 1 粒子运动轨迹如图所示 2 带电粒子在磁场中运动时 由牛顿运动定律 有 q vB m R m 0 4 m 3 Ek E q L mv2 40 3 2 10 19 0 2 J 6 4 10 27 4 104 2 J 7 68 10 18 J 7 答案 1 2 与x轴正方向夹角为45 2 3 2 解析 1 设粒子在电场中运动的时间为t0 加速度的大小为a 粒子的初 速度为v0 过Q点时速度的大小为v 沿y轴方向分速度的大小为vy 速度与x 轴正方向间的夹角为 由牛顿第二定律得 qE ma 由运动学公式得 d a 2d v0t0 vy at0 v tan 联立 式得 v 2 45 2 设粒子做圆周运动的半径为R1 粒子在第一象限的运动轨迹如图所 示 O1为圆心 由几何关系可知 O1OQ为等腰直角三角形 得 R1 2d 由牛顿第二定律得 qvB0 m 联立 式得 B0 3 设粒子做圆周运动的半径为R2 由几何分析 粒子运动的轨迹如图所 示 O2 O2 是粒子做圆周运动的圆心 Q F G H是轨迹与两坐标轴的 交点 连接O2 O2 由几何关系知 O2FGO2 和O2QHO2 均为矩形 进而知 FQ GH均为直径 QFGH也是矩形 又FH GQ 可