高三物理磁场综合题教学提纲

1、精品文档1如图所示，有一垂直于纸向外的有界匀强磁场，磁场的磁感应强度为 B，其边界为一边长 L 的正三角形（边界上有磁场） ABC为三角形的三个顶点。今有一质量为 m、电荷量为+q 的粒子（不计重力），以速度3qBLC4m从 AB边上的某点 P既垂直于 AB 边又垂直于磁场的方向射入，然后从 BC边上某点 Q 射出。若从 P 点射入的该粒子能从 Q 点射 AB出，则（）2313A PB4LB PB4LC QB3LD QB1L42精品文档精品文档2如图所示，第四象限内有 y/cm 互相正交的匀强电场 E 与匀强磁场B1，E的大小为0.5 103V/m，B1 大小为 0.5T；第一象限的某个区域内

2、，有方向垂直纸面向里的匀强磁场POx/cmM60B2，磁场 B2 的下边界与 x 轴重合。大量的质量 m=110-14kg、电荷量 q=110-10C 的带正电微粒，以某一速度 v 沿与 y 轴正方向 60角，从 y 轴 OM 间进入 B1 场，一段时间后， 所有的微粒都通过第一象限中的某一点。 已知微粒在 B1 场中沿直线运动，M 点的坐标为 (0，-10)。不计粒子重力， g 取 10m/s2。(1)请分析判 断匀强电场 E1 的方向并求出微粒的运动速度v；(2)匀强磁场 B2 的大小为多大？(3) B2 磁场区域的最小面积为多少？精品文档精品文档3.如图所示，在正方形区域 abcd 内充

3、满方向垂直纸面向里的、磁感应强度为 B 的匀强磁场。在 t=0 时刻，一位于 ad边中点 o 的粒子源在 abcd平面内发射出大量的同种带电粒子，所有粒子的初速度大小相同，方向与 od 边的夹角分布在 0180范围内。已知沿 od 方向发射的粒子在 t t0 时刻刚好从磁场边界 cd上abOdpc的 p 点离开磁场， 粒子在磁场中做圆周运动的半径恰好等于正方形边长 L，粒子重力不计，求：（1）粒子的比荷 qm；（2）假设粒子源发射的粒子在 0180范围内均匀分布，此时刻仍在磁场中的粒子数与粒子源发射的总粒子数之比；（3）从粒子发射到全部粒子离开磁场所用的时间。精品文档精品文档4如图，POy区域

4、内有沿y 轴正方向的匀强电场，POx 区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，OP 与 x轴成 角不计重力的负电荷，质量为m、电量为 q，从 y 轴上某点以初速度v0 垂直电场方向进入，经电场偏转后垂直OP 进入磁场，又垂直x轴离开磁场求：（ 1）电荷 进入磁场时的速度大小（ 2）电场力对电荷做的功（ 3）电场强度 E 与磁感应强度 B 的比值yEv0PBOx精品文档精品文档4解：（1）设带电粒子到达OP进入磁场前的瞬时速度为v，有： vv0 sin（2）由动能定理，电场力做的功为：W1 mv21 mv21 mv2 cot2E22020 （2）设带电粒子在磁场中运动的半径为R，由牛顿运动定律： qBv

5、mv2 R依题意：ODR 有几何关系： CDOD cos 有：CD v0t yEv0又：vDyv0 cotPDv0BCv在 y 方向：vDyqE tOxm联立可得：Ev0 B（评分说明：每式2 分）精品文档精品文档5、 坐标原点 O 处有一点状的放射源，它向 xoy平面内的 x 轴上方各个方向发射 粒子， 粒子的速度大小都是v0，在 0yd 的区域内分布有指向 y 轴正方向的匀强电3mv02场，场强大小为 E2qd ，其中 q 与 m 分别为 粒子的电量和质量；在 dy 2d 的区域内分布有垂直于 xoy平面的匀强磁场 .ab 为一块很大的平面感光板，放置于y 2d 处，如图所示 . 观察发现

6、此时恰无粒子打到 ab板上 . （不考虑 a 粒子的重力）（ 1）求 粒子刚进入磁场时的动能；（ 2）求磁感应强度 B 的大小；（ 3）将 ab 板平移到什么位置时所有粒子均能打到板上 ? 并求出此时 ab 板上被 粒子打中的区域的长度 .精品文档精品文档5. （ 1）根据动能定理：Eqd1 mvt21 mv02 可得22末动能1 mv2 Eqd1 mv22mv2t200(6分)2（2）根据上题结果可知 vt2v0，对于沿 x 轴正方向射出的粒子进入磁场时与x 轴正方向夹角3 ，其在电场中沿 x 方向的位移 x12d23v0 t v0Eq3d ，易知若此粒子m不能打到 ab 板上，则所有粒子均

7、不能打到 ab 板，因此此粒子轨迹 必与 ab 板 相切，可 得其圆周 运动的半径r 2 d3又根据洛伦兹力提供向心力mvt2Bqvtr3mvt3mv0可得 B2qdqd（8 分）（3）易知沿 x 轴负方向射出的粒子若能打到ab 板上，则所有粒子均能打到板上。其临界情况就是此粒子轨迹恰好与 ab 板相切。由图可知此时磁场宽度为原来的1 ，3即当 ab 板位于 y4 d 的位置时，恰好所有粒子均能打3到板上；ab 板上被打中区域的长度L 2x r4 3 d2 d133（6 分）精品文档精品文档6如图所示的直角坐标系中，第、象限内存在着垂直纸面向里的匀强磁场， 在 x=2L与 y 轴之间第、 象限

8、内存在大小相等，方向相反的匀强电场，场强方向如图所示。在A（ 2L，L）到 C（ 2L，0）的连线上连续分布着电量为 q、质量为 m 的粒子。从 t=0 时刻起，这些带电粒子依次以相同的速度沿 x 轴正方向射出。 从 A 点射入的粒子刚好沿如图所示的运动轨迹从 y 轴上的 A（ 0， L）沿 x 轴正方向穿过 y 轴。不计粒子的重力及它们间的相互作用，不考虑粒子间的碰撞。（ 1）求电场强度 E 的大小（ 2）在 AC间还有哪些位置的粒子， 通过电场后也能沿 x轴正方向穿过 y 轴（ 3）若从 A 点射入的粒子，恰能垂直返回 x 2L 的线上，求匀强磁场的磁感应强度 B精品文档精品文档7、如图所

9、示，左侧为两块长为103L=10cm，间距 dcm 的3平行金属板，加 U=1104V 的电压，上板电势高；现从左端3沿中心轴线方向入射一个重力不计的带电微粒，微粒质量m=10-10kg，带电量 q=+10-4C，初速度 v0=105m/s；中间用虚线框表示的正三角形内存在垂直纸面向里的匀强磁场 B1，三角形的上顶点 A 与上金属板平齐， BC边与金属板平行， AB边的中点 P1 恰好在下金属板的右端点； 三角形区域的右侧也存在垂直纸面向里，范围足够大的匀强磁场B2，且 B2=4B1；求（ 1）带电微粒从电场中射出时的速度大小和方向；（2）带电微粒进入中间三角形区域后，要垂直打在AC 边上，则

10、该区域的磁感应强度B1 是多少？（3）确定微粒最后出磁场区域的位置。精品文档精品文档7（ 1）带电微粒在电场中做类平抛运动时间t，加速度 a ，设出电场时竖直方向的速度为Uqv0tvymaLd（ 2） v yat或 aUq3 1011 m / s2tL10 6 sdm3v0由（得 v yat3 105 m / s（ 3）由（1）（2）（3）得3vv02v y22 310 5 m / s与水平方向夹角3, tanvy3 ， 即垂直与 AB 出射。（ 5）v02（ 2）带电粒子出电场时竖直方向偏转的位移y有 y1 at 2代入（ 1）（ 2）得， y3 md ，2602好粒子由 P1 点垂直 AB

11、 射入磁场。（ 6）带电粒子在磁场中运动轨迹如下图所示。设匀速圆周运动P1Q1 段半径 R1，根据几何关系有R1d2010 2（ 7）由 qvB m v 2（ 8）得cos303R1mv3T（9）B1qR1精品文档精品文档带电粒子在B2 磁场中以 O2 为圆心做匀速圆周运动，即Q1Q2段，其半径R2R1 / 4再次进入 B1 区域时做以O3 为圆心，半径仍为 R1 的匀速圆周运动，即 Q2P2 段，最后从 P2 点出磁场区域，如图所示。（ 10）在三角形 P2CO3 中，根据数学知识，有13131（11）P2CR1m ( 7.68cm)460说明：（ 1）（ 11）每式 2 分，共 22 分。8、如图所示，在真空中，半径为 b 的虚线所围的圆形区域内存在匀强磁场，磁场方向垂直纸面向外。在磁场右侧有一对平行金属板 M 和 N，两板间距离也为b，板长为 2b。两板的中心线 O1O2 与磁场区域的圆心O 在同一直线上，两板左端与 O1 也在同一直线上。有一电荷量为q、质量为 m 的带正电粒子，以速率v0 从圆周上的 P 点沿垂直于半径O O1 并指向圆心 O 的方向进入磁场，当它从圆周上的O1 点飞出磁场时，给 M 、N 板加上如右图所示的电压uMN 。最后粒子刚精品文档精品文档好以平行于 N