高中物理电磁场经典计算题训练--人教版

1、高中物理电磁场经典计算题训练1.如图所示，一个质量为m，带电量为+q的粒子以速度v0从O点沿y轴正方向射入磁感应强度为B的圆形匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向外，粒子飞出磁场区域后，从点b处穿过x轴，速度方向与x轴正方向的夹角为300.粒子的重力不计，试求:bxyOm,qv030(1)圆形匀强磁场区域的最小面积.(2)粒子在磁场中运动的时间.(3)b到O的距离.2.空间中存在方向垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，一带电量为+q、质量为m的粒子，在P点以某一初速开始运动，初速方向在图中纸面内如图中P点箭头所示。该粒子运动到图中Q点时速度方向与P点时速度方向垂直。如图中Q点箭头所示。已知P

2、、Q间的距离为l。若保持粒子在P点时的速度不变，而将匀强磁场换成匀强电场，电场方向与纸面平行且与粒子在P点时的速度方向垂直，在此电场作用下粒子也由P点运动到Q点。不计重力。求：电场强度的大小。两种情况中粒子由P运动到Q点所经历的时间之差。PQ3.如图所示，在y0的区域内有沿y轴正方向的匀强电场，在y0的区域内有垂直坐标平面向里的匀强磁场。一电子（质量为m、电量为e）从y轴上A点以沿x轴正方向的初速度v0开始运动。当电子第一次穿越x轴时，恰好到达C点；当电子第二次穿越x轴时，恰好到达坐标原点；当电子第三次穿越x轴时，恰好到达D点。C、D两点均未在图中标出。已知A、C点到坐标原点的距离分别为d、2

3、d。不计电子的重力。求Eyxv0O AB （1）电场强度E的大小；（2）磁感应强度B的大小；（3）电子从A运动到D经历的时间t4.在如图所示的直角坐标中，x轴的上方有与x轴正方向成45角的匀强电场，场强的大小为E104V/m。x轴的下方有垂直于xOy面的匀强磁场，磁感应强度的大小为 B2102T。把一个比荷为q/m=2108C/的正电荷从坐标为（0，1.0）的A点处由静止释放。电荷所受的重力忽略不计，求：x/my/mO1BE221145AE电荷从释放到第一次进入磁场时所用的时间t；电荷在磁场中的轨迹半径；电荷第三次到达x轴上的位置。5.如图所示，MN、PQ是平行金属板，板长为L，两板间距离为d

4、，在PQ板的上方有垂直纸面向里的匀强磁场。一个电荷量为q、质量为m的带负电粒子以速度v0从MN板边缘沿平行于板的方向射入两板间，结果粒子恰好从PQ板左边缘飞进磁场，然后又恰好从PQ板的右边缘飞进电场。不计粒子重力。试求：v0BMNPQm,-qLd（1）两金属板间所加电压U的大小；（2）匀强磁场的磁感应强度B的大小；（3）在图中画出粒子再次进入电场的运动轨迹，并标出粒子再次从电场中飞出的位置与速度方向。6.如图所示，真空中有以O1为圆心，r为半径的圆形匀强磁场区域，坐标原点O为圆形磁场边界上的一点。磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向外。xr的虚线右侧足够大的范围内有方向竖直向下、大小为E

5、的匀强电场。从O点在纸面内向各个不同方向发射速率相同的质子，设质子在磁场中的偏转半径也为r，已知质子的电荷量为e，质量为m。求： (1) 质子射入磁场时的速度大小；(2) 沿y轴正方向射入磁场的质子到达x轴所需的时间；(3) 速度方向与x轴正方向成120角射入磁场的质子到达x轴时的位置坐标。ExyOO17. 如图所示的区域中，第二象限为垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度为B，第一、第四象限是一个电场强度大小未知的匀强电场，其方向如图。一个质量为m，电荷量为+q的带电粒子从P孔以初速度v0沿垂直于磁场方向进入匀强磁场中，初速度方向与边界线的夹角=30，粒子恰好从y轴上的C孔垂直于匀强电场射入匀强

6、电场，经过x轴的Q点，Pv0已知OQ=OP，不计粒子的重力，求： （1）粒子从P运动到C所用的时间t； （2）电场强度E的大小； （3）粒子到达Q点的动能Ek。参考答案1. 解:(1)带电粒子在磁场中运动时，洛仑兹力提供向心力bxyORv060l (2分)其转动半径为 (2分)带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，连接粒子在磁场区入射点和出射点得弦长为: (2分)要使圆形匀强磁场区域面积最小，其半径刚好为l的一半，即: (2分)其面积为 (2分) (2)带电粒子在磁场中轨迹圆弧对应的圆心角为1200，带电粒子在磁场中运动的时间为转动周期的， (4分)(3)带电粒子从O处进入磁场，转过1200后离开磁

7、场，再做直线运动从b点射出时ob距离: (4分)2. 3. 解：电子的运动轨迹如右图所示 （2分）DCvEyxv0 AB O （若画出类平抛和圆运动轨迹给1分）（1）电子在电场中做类平抛运动设电子从A到C的时间为t1 （1分） （1分） （1分）求出 E = （1分）（2）设电子进入磁场时速度为v，v与x轴的夹角为，则 = 45（1分）求出 （1分）电子进入磁场后做匀速圆周运动，洛仑兹力提供向心力 （1分）由图可知 （2分）求出 （1分）（3）由抛物线的对称关系，电子在电场中运动的时间为 3t1= （2分）电子在磁场中运动的时间 t2 = （2分）电子从A运动到D的时间 t=3t1+ t2 =

8、 （2分）4. 电荷从A点匀加速运动运动到x轴的C点的过程：位移sACm （1分）加速度 m/s2 （2分）时间 s （2分）电荷到达C点的速度为m/s （2分） 速度方向与x轴正方向成45角，在磁场中运动时 由 （2分）解得 m （2分）即电荷在磁场中的轨迹半径为m （1分）轨迹圆与x轴相交的弦长为m，所以电荷从坐标原点O再次进入电场中，且速度方向与电场方向垂直，电荷在电场中作类平抛运动，运动过程中与x轴第三次相交时的坐标为x3，设运动的时间为t，则： （2分） （2分）解得t2106s （1分） m （1分）即电荷第三次到达x轴上的点的坐标为（8，0） （1分）5. （1）粒子在电场中运动时间为t，有：v0OMNPQm,-qLd（1分）；（1分）；（1分）；（1分）；解得：（2分）（2）（1分），（1分），（1分），（1分），（1分），解得：（2分）（3）画图正确给2分。6.（1） （2） （3）+ r7. （1）带电粒子在电磁场运动的轨迹如图所示，由图可知，带电粒子在磁场中做匀速圆周P. . . . . . . . . . . . . . . . .运动的轨迹为半个圆周（2分）由 （1分）得： （1分）又T= （1分）得带电粒子在磁场中运动的时间： （2分） （2）带电粒子在电场中做类平抛运动，初速度垂直于电场沿CF方向，过Q点作直线CF的垂线交CF于D，则由几何