電場與磁場在實際中的應(yīng)用VIP

1、電場與磁場在實際中的應(yīng)用要點一 速度選擇器 即學(xué)即用1.如圖所示,一束質(zhì)量、速度和電荷量不同的正離子垂直地射入勻強磁場和 勻強電場正交的區(qū)域里,結(jié)果發(fā)現(xiàn)有些離子保持原來的運動方向,有些未發(fā)生任何偏轉(zhuǎn).如果讓這些不偏轉(zhuǎn)的離子進(jìn)入另一勻強磁場中,發(fā)現(xiàn)這些離子又分裂成幾束,對這些進(jìn)入另一磁場的離子,可得出結(jié)論（ ）A.它們的動能一定各不相同B.它們的電荷量一定各不相同C.它們的質(zhì)量一定各不相同D.它們的電荷量與質(zhì)量之比一定各不相同答案 D要點二 質(zhì)譜儀 即學(xué)即用2.質(zhì)譜儀是一種測定帶電粒子質(zhì)量和分析同位素的重要儀器,它的構(gòu)造如圖所示.設(shè)從離子源S產(chǎn)生出來的正離子初速度為零,經(jīng)過加速電場加速后,進(jìn)入一

2、平行板電容器C中,電場強度為E的電場和磁感應(yīng)強度為B1的磁場相互垂直,具有某一速度的離子將沿圖中所示的直線穿過兩板間的空間而不發(fā)生偏轉(zhuǎn),再進(jìn)入磁感應(yīng)強度為B2的勻強磁場,最后打在記錄它的照相底片上的P點.若測得P點到入口處S1的距離為s,證明離子的質(zhì)量為m=.答案 離子被加速后進(jìn)入平行板電容器,受到的水平的電場力和洛倫茲力平衡才能夠豎直向上進(jìn)入上面的勻強磁場,由qvB1=qE得v=E/B1,在勻強磁場中,將v代入,可得m=.要點三 回旋加速器 即學(xué)即用3.回旋加速器是用來加速一群帶電粒子使它們獲得很大動能的儀器,其核心部分是兩個D形金屬盒,兩盒分別和一高頻交流電源兩極相接,以便在盒間的窄縫中形

3、成勻強電場,使粒子每次穿過狹縫都得到加速,兩盒放在勻強磁場中,磁場方向垂直于盒底面,離子源置于盒的圓心附近.若離子源射出的離子電荷量為q,質(zhì)量為m,粒子最大回轉(zhuǎn)半徑Rm,其運動軌跡如圖所示.求:（1）兩個D形盒內(nèi)有無電場?（2）離子在D形盒內(nèi)做何種運動?（3）所加交流電頻率是多大?（4）離子離開加速器的速度為多大?最大動能為多少?答案 （1）無電場（2）做勻速圓周運動,每次加速之后半徑變大（3）（4） 要點四 霍爾效應(yīng) 即學(xué)即用4.如圖所示,厚度為h、寬度為d的導(dǎo)體板放在垂直于它的磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中,當(dāng)電流通過導(dǎo)體板時,在導(dǎo)體板的上側(cè)面A和下側(cè)面A之間會產(chǎn)生電勢差,這種現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng)

4、.實驗表明,當(dāng)磁場不太強時,電勢差U、電流I和B的關(guān)系為U=k.式中的比例系數(shù)k稱為霍爾系數(shù).霍爾效應(yīng)可解釋如下:外部磁場的洛倫茲力使運動的電子聚集在導(dǎo)體板的一側(cè),在導(dǎo)體板的另一側(cè)會出現(xiàn)多余的正電荷,從而形成橫向電場.橫向電場對電子施加與洛倫茲力方向相反的靜電力.當(dāng)靜電力與洛倫茲力達(dá)到平衡時,導(dǎo)體板上下兩側(cè)之間就會形成穩(wěn)定的電勢差.設(shè)電流I是由電子的定向流動形成的,電子的平均定向速度為v,電荷量為e,回答下列問題:（1）達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時,導(dǎo)體板上側(cè)面A的電勢 下側(cè)面A的電勢（填“高于”“低于”或“等于”）;（2）電子所受的洛倫茲力的大小為 ;（3）當(dāng)導(dǎo)體板上下兩側(cè)之間的電勢差為U時,電子所受靜電

5、力的大小為 ;（4）由靜電力和洛倫茲力平衡的條件,證明霍爾系數(shù)為k=,其中n代表導(dǎo)體板單位體積中電子的個數(shù).答案 （1）低于 （2）evB（3）e（4）由F=F電得evB=e  U=hvB導(dǎo)體中通過的電流I=nev·d·h由U=k得hvB=k=k得k=題型1 帶電粒子在組合場中運動【例1】如圖所示,在y>0的空間中存在勻強電場,場強沿y軸負(fù)方向;在y<0的空間中,存在勻強磁場,磁場方向垂直xy平面（紙面）向外.一電荷量為q、質(zhì)量為m的帶正電的運動粒子,經(jīng)過y軸上y=h處的點P1時速率為v0,方向沿x軸正方向,經(jīng)過x軸上x=2h處的P2點進(jìn)入磁場,并經(jīng)過

6、y軸上y=-2h處的P3點.不計重力.求:（1）電場強度的大小.（2）粒子到達(dá)P2時速度的大小和方向.（3）磁感應(yīng)強度的大小.答案 （1）（2）,與x軸成45°角（3）題型2 帶電粒子在重疊場中運動【例2】如圖所示,在足夠大的空間范圍內(nèi),同時存在著豎直向上的勻強電場和垂直紙面向里的勻強磁場,磁感應(yīng)強度B=1.57 T.小球1帶正電,其電荷量與質(zhì)量之比=4 C/kg,所受重力與電場力的大小相等;小球2不帶電,靜止放置于固定的水平懸空支架上.小球1向右以v0=23.59 m/s的水平速度與小球2正碰,碰后經(jīng)過0.75 s再次相碰.設(shè)碰撞前后兩小球帶電情況不發(fā)生改變,且始終保持在同一豎直平

7、面內(nèi).（取g=10 m/s2）（1）電場強度E的大小是多少?（2）兩小球的質(zhì)量之比是多少?答案 （1）2.5 N/C（2）11題型3 科技物理【例3】飛行時間質(zhì)譜儀可以對氣體分子進(jìn)行分析.如圖所示,在真空狀態(tài)下,脈沖閥P噴出微量氣體,經(jīng)激光照射產(chǎn)生不同價位的正離子,自a板小孔進(jìn)入a、b間的加速電場,從b板小孔射出,沿中線方向進(jìn)入M、N板間的偏轉(zhuǎn)控制區(qū),到達(dá)探測器.已知元電荷電荷量為e,a、b板間距為d,極板M、N的長度和間距均為L.不計離子重力及進(jìn)入a板時的初速度.（1）當(dāng)a、b間的電壓為U1時,在M、N間加上適當(dāng)?shù)碾妷篣2,使離子到達(dá)探測器.請導(dǎo)出離子的全部飛行時間與荷質(zhì)比k（k=）的關(guān)系式

8、.（2）去掉偏轉(zhuǎn)電壓U2,在M、N間區(qū)域加上垂直于紙面的勻強磁場,磁感應(yīng)強度為B,若進(jìn)入a、b間的所有離子質(zhì)量均為m,要使所有的離子均能通過控制區(qū)從右側(cè)飛出,a、b間的加速電壓U1至少為多少？答案 （1）1.電磁流量計廣泛應(yīng)用于測量可導(dǎo)電流體（如污水）在管中的流量（在單位時間內(nèi)通過管內(nèi)橫截面的流體的體積）.為了簡化,假設(shè)流量計是如圖所示的橫截面為長方形的一段管道,其中空部分的長、寬、高分別為圖中的a、b、c.流量計的兩端與輸送流體的管道相連接（圖中虛線）.圖中流量計的上下兩面是金屬材料,前后兩面是絕緣材料.現(xiàn)于流量計所在處加磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場,磁場方向垂直于前后兩面.當(dāng)導(dǎo)電流體穩(wěn)定地流經(jīng)

9、流量計時,在管外將流量計上、下兩表面分別與一串接了電阻R的電流表的兩端連接,I表示測得電流值.已知流體的電阻率為,不計電流表的內(nèi)阻,則可求得流量為（ ）A.B. C. D.答案 A2.目前世界上正在研究一種新型發(fā)電機叫磁流體發(fā)電機,它可以把氣體的內(nèi)能直 接轉(zhuǎn)化為電能.如圖所示為它的發(fā)電原理圖.將一束等離子體（即高溫下電離的氣體,含有大量帶正電和負(fù)電的微粒,從整體上來說呈電中性）噴射入磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場,磁場中有兩塊面積為S,相距為d的平行金屬板與外電阻R相連構(gòu)成一電路.設(shè)氣流的速度為v,氣體的電導(dǎo)率（電阻率的倒數(shù)）為g,則流過外電阻R的電流強度I及電流方向為（ ）A.I=,ARBB.I=

10、,BRAC.I=,BRAD.I=,ARB答案 D3.如圖所示,回旋加速器D形盒的半徑為R,用來加速質(zhì)量為m、電荷量為q的質(zhì)子,使質(zhì)子由靜止加速到能量為E后,由A孔射出,求:（1）加速器中勻強磁場B的方向和大小.（2）設(shè)兩D形盒間距為d,其間電壓為U,電場視為勻強電場,質(zhì)子每次經(jīng)電場加速后能量增加,加速到上述能量所需回旋周數(shù).（3）加速到上述能量所需時間.答案 （1） 方向垂直紙面向里（2）4.（2009·平朔質(zhì)檢）如圖所示是用來測量帶電粒子質(zhì)量的儀器的工作原理示意圖,設(shè)法使某有機化合物的氣態(tài)分子導(dǎo)入圖示容器A中,使它受到電子束轟擊,失去一個電子變成正一價的離子.離子從狹縫S1以很小的

11、速度進(jìn)入電壓為U的加速電場中（初速度不計）,加速后再經(jīng)過狹縫S2、S3射入磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場,方向垂直于磁場區(qū)的界面PQ.最后,離子打到感光片上,形成垂直于紙面且平行于狹縫S3的細(xì)線,若測得細(xì)線到狹縫S3的距離為d.導(dǎo)出離子質(zhì)量m的表達(dá)式.答案 m=1.在真空中,勻強電場方向豎直向下,勻強磁場方向垂直紙面向里.三個油滴帶有等量同種電荷,其中a靜止,b向右勻速運動,c向左勻速運動,則它們的重力Ga、Gb、Gc的關(guān)系為（ ）A.Ga最大B.Gb最大C.Gc最大D.不能確定答案 C2.如圖所示,真空中一光滑水平面上,有兩個直徑相同的金屬小球A、C,質(zhì)量mA=0.01 kg,mC=0.005 k

12、g.靜止在磁感應(yīng)強度B=0.5 T的勻強磁場中的C球帶正電,電荷量qC=1.0×10-2 C,在磁場外的不帶電的A球以v0=20 m/s的速度進(jìn)入磁場中與C球發(fā)生正碰后,C球?qū)λ矫娴膲毫η『脼榱?則碰后A球的速度為（ ）A.20 m/sB.10 m/sC.5 m/sD.15 m/s答案 B3.（2009·涿州模擬）如圖所示,一粒子先后通過豎直方向的勻強電場區(qū)和豎直方向的勻強磁場區(qū),最后粒子打在右側(cè)屏上第二象限上的某點.則下列說法中正確的是 （ ）A.若粒子帶正電,則E向上,B向上B.若粒子帶正電,則E向上,B向下C.若粒子帶負(fù)電,則E向下,B向下D.若粒子帶負(fù)電,則E向下

13、,B向上答案 AC4.如圖所示,質(zhì)量為m、電荷量為q的微粒,在豎直向下的勻強電場、水平指向紙內(nèi)的勻強磁場以及重力的共同作用下做勻速圓周運動,下列說法中正確的是（ ）A.該微粒帶負(fù)電,電荷量q=B.若該微粒在運動中突然分成荷質(zhì)比相同的兩個粒子,分裂后只要速度不為零且速度方向仍與磁場方向垂直,它們均做勻速圓周運動C.如果分裂后,它們的荷質(zhì)比相同,而速率不同,那么它們運動的軌道半徑一定不同D.只要一分裂,不論它們的荷質(zhì)比如何,它們都不可能再做勻速圓周運動答案 ABC5.目前,世界上正在研究一種新型發(fā)電機叫磁流體發(fā)電機.如圖表示了它的原理:將一束等離子體噴射入磁場,在場中有兩塊金屬板A、B,這時金屬板

14、上就會聚集電荷,產(chǎn)生電壓.如果射入的等離子體速度均為v,兩金屬板的板長為L,板間距離為d,板平面的面積為S,勻強磁場的磁感應(yīng)強度為B,方向垂直于速度方向,負(fù)載電阻為R,電離氣體充滿兩板間的空間.當(dāng)發(fā)電機穩(wěn)定發(fā)電時,電流表示數(shù)為I.那么板間電離氣體的電阻率為（ ）A.B.C.D.答案 A6.一個帶正電的滑環(huán)套在水平且足夠長的粗糙的絕緣桿上,整個裝置處于方向如圖所示的勻強磁場中,現(xiàn)給滑環(huán)一個水平向右的瞬時作用力,使其由靜止開始運動,則滑環(huán)在桿上運動情況不可能的是（ ）A.始終做勻速運動B.始終做減速運動,最后靜止于桿上C.先做加速運動,最后做勻速運動D.先做減速運動,最后做勻速運動答案 C7.設(shè)空

15、間存在豎直向下的勻強電場和垂直紙面向里的勻強磁場,如圖所示,已知一離子在靜電力和洛倫茲力的作用下,從靜止開始自A點沿曲線ACB運動,到達(dá)B點時速度為零,C點是運動的最低點,忽略重力,下述說法中錯誤的是（ ）A.該離子必帶正電荷B.A點和B點位于同一高度C.離子在C點時速度最大D.離子到達(dá)B點后,將沿原曲線返回A點答案 D8.如圖所示,空間存在相互垂直的勻強電場和勻強磁場,電場的方向豎直向下,磁場的方向垂直紙面向里,一帶電油滴P恰好處于靜止?fàn)顟B(tài),則下列說法正確的是 （ ）A.若撤去電場,P可能做勻加速直線運動B.若撤去磁場,P可能做勻加速直線運動C.若給P一初速度,P可能做勻速直線運動D.若給P

16、一初速度,P可能做順時針方向的勻速圓周運動答案 CD9.如圖所示,水平放置的平行金屬板a、b帶有等量正負(fù)電荷,a板帶正電,兩板間有垂直于紙面向里的勻強磁場,一個帶正電的液滴在兩板間做直線運動.關(guān)于液滴在兩板間運動的情況,可能是 （ ）A.沿豎直方向向下運動B.沿豎直方向向上運動C.沿水平方向向右運動D.沿水平方向向左運動答案 C10.帶電粒子以初速度v0從a點進(jìn)入勻強磁場,如圖所示運動中經(jīng)過b點,Oa=Ob,若撤去磁場加一個與y軸平行的勻強電場,仍以v0從a點進(jìn)入電場,粒子仍能通過b點,那么電場強度E與磁感應(yīng)強度B之比為（ ）A.v0B.C.2v0D.答案 C11.一個質(zhì)量m=0.001 kg

17、、電荷量q=1×10-3 C的帶正電小球和一個質(zhì)量也為m不帶電的小球相距L=0.2 m,放在絕緣光滑水平面上.當(dāng)加上如圖所示的勻強電場和勻強磁場后,帶電小球開始運動,與不帶電小球相碰,并粘在一起,合為一體.已知E=1×103 N/C,B=0.5 T.問:（取g=10 m/s2）（1）兩球碰后速度多大?（2）兩球碰后到兩球離開水平面,還要前進(jìn)多遠(yuǎn)?答案 （1）10 m/s（2）1.5 m12.如圖所示,兩塊平行金屬板M、N豎直放置,兩板間的電勢差U=1.5×103 V.豎直邊界MP的左邊存在著正交的勻強電場和勻強磁場,其中電場強度E=2 500 N/C,方向豎 直向

18、上;磁感應(yīng)強度B=103 T,方向垂直紙面向外;A點與M板上端點C在同一水平線上,現(xiàn)將一質(zhì)量m=1×10-2 kg、電荷量q=+4×10-5 C的帶電小球自A點斜向上拋出,拋出的初速度v0=4 m/s,方向與水平方向成45°角,之后小球恰好從C處進(jìn)入兩板間,且沿直線運動到N板上的Q點,不計空氣阻力,g取10 m/s2.求:（1）A點到C點的距離sAC.（2）Q點到N板上端的距離L.（3）小球到達(dá)Q點時的動能Ek.答案 （1）m （2）0.6 m （3）0.20 J13.如圖所示的坐標(biāo)系,x軸沿水平方向,y軸沿豎直方向.在x軸上方空間的第 一、第二象限內(nèi),既無電場也

19、無磁場,在第三象限,存在沿y軸正方向的勻強電場和垂直xy平面（紙面）向里的勻強磁場,在第四象限,存在沿y軸負(fù)方向、場強大小與第三象限電場場強相等的勻強電場.一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶電質(zhì)點,從y軸上y=h處的P1點以一定的水平初速度沿x軸負(fù)方向進(jìn)入第二象限.然后經(jīng)過x軸上x=-2h處的P2點進(jìn)入第三象限,帶電質(zhì)點恰好能做勻速圓周運動,之后經(jīng)過y軸上y=-2h處的P3點進(jìn)入第四象限.已知重力加速度為g. 求:（1）粒子到達(dá)P2點時速度的大小和方向.（2）第三象限空間中電場強度和磁感應(yīng)強度的大小.（3）帶電質(zhì)點在第四象限空間運動過程中最小速度的大小與方向.答案 （1）2 方向與x軸負(fù)方向成45&#

20、176;角斜向下（2） 方向沿x軸正方向知識整合 演練高考題型1 安培力的應(yīng)用【例1】（2007·海南·15）據(jù)報道,最近已研制出一種可投入使用的電磁軌道炮,其原理如圖所示.炮彈（可視為長方形導(dǎo)體）置于兩固定的平行導(dǎo)軌之間,并與軌道壁密接.開始時炮彈在導(dǎo)軌的一端,通以電流后炮彈會被磁力加速,最后從位于導(dǎo)軌另一端的出口高速射出.設(shè)兩導(dǎo)軌之間的距離d=0.10 m,導(dǎo)軌長L=5.0 m,炮彈質(zhì)量m=0.30 kg.導(dǎo)軌上的電流I的方向如圖中箭頭所示.可以認(rèn)為,炮彈在軌道內(nèi)運動時,它所在處磁場的磁感應(yīng)強度始終為B=2.0 T,方向垂直于紙面向里.若炮彈出口速度為v=2.0

21、5;103 m/s,求通過導(dǎo)軌的電流I.（忽略摩擦力與重力的影響）答案 6.0×105 A題型2 帶電粒子在磁場中運動【例2】（2008·重慶·25）如圖為一種質(zhì)譜儀工作原理示意圖.在以O(shè)為圓心,OH為對稱軸,夾角為2的扇形區(qū)域內(nèi)分布著方向垂直于紙面的勻強磁場.對稱于OH軸的C和D分別是離子發(fā)射點和收集點.CM垂直磁場左邊界于M,且OM=d,現(xiàn)有一正離子束以小發(fā)射角（紙面內(nèi)）從C射出,這些離子在CM方向上的分速度均為v0,若該離子束中荷質(zhì)比為的離子都能匯聚到D,試求:（1）磁感應(yīng)強度的大小和方向（提示:可考慮沿CM方向運動的離子為研究對象）.（2）離子沿與CM成角

22、的直線CN進(jìn)入磁場,求其軌道半徑和在磁場中的運動時間.（3）線段CM的長度.答案 （1） 磁場方向垂直紙面向外（2）（3）dcot題型3 帶電粒子在復(fù)合場中運動【例3】（2008·寧夏·24）如圖所示,在xOy平面的第一象限有一勻強電場,電場的方向平行于y軸向下;在x軸和第四象限的射線OC之間有一勻強磁場,磁感應(yīng)強度的大小為B,方向垂直于紙面向外.有一質(zhì)量為m,帶有電荷量+q的質(zhì)點由電場左側(cè)平行于x軸射入電場.質(zhì)點到達(dá)x軸上A點時,速度方向與x軸的夾角為,A點與原點O的距離為d.接著,質(zhì)點進(jìn)入磁場,并垂直于OC飛離磁場,不計重力影響.若OC與x軸的夾角也為,求:（1）粒子在

23、磁場中運動速度的大小.（2）勻強電場的場強大小.答案 （1）1.（2008·寧夏·14）在等邊三角形的三個項點a、b、c處,各有一條長直導(dǎo)線垂直穿過紙面,導(dǎo)線中通有大小相等的恒定電流,方向如圖所示.過c點的導(dǎo)線所受安培力的方向 （ ）A.與ab邊平行,豎直向上B.與ab邊平行,豎直向下C.與ab邊垂直,指向左邊D.與ab邊垂直,指向右邊答案 C2.（2008·廣東·9）帶電粒子進(jìn)入云室會使云室中的氣體電離,從而顯示其運動軌跡,圖是在有勻強磁場的云室中觀察到的粒子的軌跡,a和b是軌跡上的兩點,勻強磁場B垂直紙面向里.該粒子在運動時,其質(zhì)量和電量不變,而動能

24、逐漸減少.下列說法正確的是（ ）A.粒子先經(jīng)過a點,再經(jīng)過b點B.粒子先經(jīng)過b點,再經(jīng)過a點C.粒子帶負(fù)電D.粒子帶正電答案 AC3.（2008·廣東·4）1930年勞倫斯制成了世界上第一臺回旋加速器,其原理如圖所示.這臺加速器由兩個銅質(zhì)D形盒D1、D2構(gòu)成,其間留有空隙,下列說法正確的是（ ）A.離子由加速器的中心附近進(jìn)入加速器B.離子由加速器的邊緣進(jìn)入加速器C.離子從磁場中獲得能量D.離子從電場中獲得能量答案 AD4.（2008·天津·23）在平面直角坐標(biāo)xOy中,第象限存在沿y軸負(fù)方向的勻強電場,第象限存在垂直于坐標(biāo)平面向外的勻強磁場,磁感應(yīng)強度為

25、B.一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電的粒子從y軸正半軸上的M點以速度v0垂直于y軸射入電場,經(jīng)x軸上的N點與x軸正方向成=60°角射入磁場,最后從y軸負(fù)半軸上的P點垂直于y軸射出磁場,如圖所示.不計粒子重力,求（1）M、N兩點間的電勢差UMN.（2）粒子在磁場中運動的軌道半徑r.（3）粒子從M點運動到P點的總時間t.答案 5.（2008·山東·25）兩塊足夠大的平行金屬極板水平放置,極板間加有空間分布均勻、大小隨時間周期性變化的電場和磁場,變化規(guī)律分別如圖（1）、（2）所示（規(guī)定垂直紙面向里為磁感應(yīng)強度的正方向）.在t=0時刻由負(fù)極板釋放一個初速度為零的帶負(fù)電的粒子

26、（不計重力）.若電場強度E0、磁感應(yīng)強度B0、粒子的荷質(zhì)比均已知,且t0=,兩板間距h=.（1）求粒子在0t0時間內(nèi)的位移大小與極板間距h的比值.（2）求粒子在極板間做圓周運動的最大半徑（用h表示）.（3）若板間電場強度E隨時間的變化仍如圖（1）所示,磁場的變化改為如圖（3）所示,試畫出粒子在板間運動的軌跡圖（不必寫計算過程）.答案 （1）（2）（3）見右圖6.（2008·全國·25）如圖所示,在坐標(biāo)系xOy中,過原點的直線OC與x軸正向的夾角=120°,在OC右側(cè)有一勻強電場,在第二、三象限內(nèi)有一勻強磁場,其上邊界與電場邊界重疊、右邊界為y軸、左邊界為圖中平行于

27、y軸的虛線,磁場的磁感應(yīng)強度大小為B,方向垂直紙面向里.一帶正電荷q、質(zhì)量為m的粒子以某一速度自磁場左邊界上的A點射入磁場區(qū)域,并從O點射出,粒子射出磁場的速度方向與x軸的夾角30°,大小為v,粒子在磁場中的運動軌跡為紙面內(nèi)的一段圓弧,且弧的半徑為磁場左右邊界間距的兩倍.粒子進(jìn)入電場后,在電場力的作用下又由O點返回磁場區(qū)域,經(jīng)過一段時間后再次離開磁場.已知粒子從A點射入到第二次離開磁場所用的時間恰好等于粒子在磁場中做圓周運動的周期,忽略重力的影響.求:（1）粒子經(jīng)過A點時速度的方向和A點到x軸的距離.（2）勻強電場的大小和方向.（3）粒子從第二次離開磁場到再次進(jìn)入電場時所用的時間.答

28、案 （1）垂直于磁場左邊界 （2） 方向與x軸正向夾角為150°（3）7.（2008·四川·24）如圖所示,一半徑為R的光滑絕緣半球面開口向下,固定在水平面上,整個空間存在勻強磁場,磁感應(yīng)強度方向豎直向下.一電荷量為q（q>0）,質(zhì)量為m的小球P在球面上做水平的勻速圓周運動,圓心為O.球心O到該圓周上任一點的連線與豎直方向的夾角為（0<</2）.為了使小球能夠在該圓周上運動,求磁感應(yīng)強度大小的最小值及小球P相應(yīng)的速率.（重力加速度為g）答案 Bmin=8.（2008·海南·16）如圖所示,空間存在勻強電場和勻強磁場,電場方向為

29、y軸正方向,磁場方向垂直于xy平面（紙面）向外,電場和磁場都可以隨意加上或撤除,重新加上的電場或磁場與撤除前的一樣.一帶正電荷的粒子從P（x=0,y=h）點以一定的速度平行于x軸正向入射.這時若只有磁場,粒子將做半徑為R0的圓周運動;若同時存在電場和磁場,粒子恰好做直線運動.現(xiàn)在,只加電場,當(dāng)粒子從P點運動到x=R0平面（圖中虛線所示）時,立即撤除電場同時加上磁場,粒子繼續(xù)運動,其軌跡與x軸交于M點.不計重力.求:（1）粒子到達(dá)x=R0平面時速度方向與x軸的夾角以及粒子到x軸的距離.（2）M點的橫坐標(biāo)xM.答案 章末檢測一、選擇題（共8小題,每小題6分,共48分）1.如圖所示,條形磁鐵放在光滑

30、斜面上,用平行于斜面的輕彈簧拉住而平衡,A為水平放置的直導(dǎo)線的截面.導(dǎo)線中無電流時磁鐵對斜面的壓力為N1;當(dāng)導(dǎo)線中有電流通過時,磁鐵對斜面的壓力為N2,此時彈簧的伸長量減小了,則（ ）A.N1<N2,A中電流方向向外B.N1=N2,A中電流方向向外C.N1>N2,A中電流方向向內(nèi)D.N1>N2,A中電流方向向外答案 D2.一個足夠長的絕緣斜面,傾角為,置于勻強磁場中,磁感應(yīng)強度為B,方向垂直于紙面向里,與水平面平行.如圖所示,現(xiàn)有一帶電荷量為q、質(zhì)量為m的小球在斜面頂端由靜止開始釋放,小球與斜面間的動摩擦因數(shù)為,則（ ）A.如果小球帶正電,小球在斜面上的最大速度為B.如果小球

31、帶正電,小球在斜面上的最大速度為C.如果小球帶負(fù)電,小球在斜面上的最大速度為D.如果小球帶負(fù)電,小球在斜面上的最大速度為答案 BC3.如圖所示,在光滑的絕緣水平面上,一輕繩連著一個帶電小球繞豎直方向的軸O在勻強磁場中做逆時針方向的勻速圓周運動,磁場方向豎直向下（本圖為俯視圖）.若小球運動到圓周上的A點時,從繩子的連接處脫離,脫離后仍在磁場中運動,則關(guān)于以后小球運動情況以下說法中正確的是（ ）A.小球可能做逆時針的勻速圓周運動,半徑不變B.小球可能做逆時針的勻速圓周運動,半徑減小C.小球可能做順時針的勻速圓周運動,半徑不變D.小球可能做順時針的勻速圓周運動,半徑增大答案 ACD4.金屬棒MN兩端

32、用細(xì)軟導(dǎo)線連接后,懸掛于a、b兩點,且使其水平,棒的中部處于水平方向的勻強磁場中,磁場方向垂直于金屬棒,如圖所示.當(dāng)棒中通有M流向N的恒定電流時,懸線對棒有拉力.為了減小懸線中的拉力,可采用的辦法有 （ ）A.適當(dāng)增大磁場的磁感應(yīng)強度B.使磁場反向C.適當(dāng)減小金屬棒中的電流強度D.使電流反向答案 A5.（2009·邢臺質(zhì)檢）如圖所示的天平可用于測定磁感應(yīng)強度,天平的右臂下面掛有一個不計重力的矩形線圈,寬度為L,共N匝,線圈下端懸在勻強磁場中,磁場方向垂直紙面.當(dāng)線圈中通有方向如圖所示的電流I時,在天平左右兩邊加上質(zhì)量各為m1、m2的砝碼,天平平衡,當(dāng)電流反向（大小不變）時,右邊再加上

33、質(zhì)量為m的砝碼后,天平重新平衡,由此可知（ ）A.磁感應(yīng)強度的方向垂直于紙面向里,大小為B.磁感應(yīng)強度的方向垂直于紙面向里,大小為C.磁感應(yīng)強度的方向垂直于紙面向外,大小為D.磁感應(yīng)強度的方向垂直于紙面向外,大小為答案 B6.在某地上空同時存在著勻強的電場與磁場,一質(zhì)量為m的帶正電小球,在該區(qū)域內(nèi)沿水平方向向右做直線運動,如圖所示,關(guān)于場的分布情況可能的是（ ）A.該處電場方向和磁場方向重合B.電場豎直向上,磁場垂直紙面向里C.電場斜向里側(cè)上方,磁場斜向外側(cè)上方,均與v垂直D.電場水平向右,磁場垂直紙面向里答案 ABC7.環(huán)形對撞機是研究高能粒子的重要裝置,其核心部件是一個高度真空的圓環(huán)狀的空腔.若帶電粒子初速度可視為零,經(jīng)電壓為U的電場加速后,沿圓環(huán)切線方向注入對撞機的環(huán)狀空腔內(nèi),空腔內(nèi)存在著與圓環(huán)平面垂直的勻強磁場,磁感應(yīng)強度大小為B.帶電粒子將被限制在圓環(huán)狀空腔內(nèi)運動.要維持帶電粒子在圓環(huán)內(nèi)做半徑確定的圓周運動,下列說法中正確的是（ ）A.對于給定的加速電壓,帶電粒子的荷質(zhì)比q/m越大,磁感應(yīng)強度B越大B.對于給定的加速電壓,帶電粒子的荷質(zhì)比q/m越大,磁感應(yīng)強度B越小C.對于給定的帶電粒子和磁感應(yīng)強度B,加速電壓U越大,粒子運動的周期越小D.對于給定的帶電粒子和磁感應(yīng)強度B