磁场综合练习试题.docx
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磁场综合练习试题
磁场综合练习
4、有一单摆的周期为T,将摆球带正电后,依次放入磁场和电场中,(如图示)使其从同一偏角开始摆动,其振动周期大于T的情形是
[ ]
6、质量为m的带负电荷的小球,固定在长为L的轻质绝缘细杆的一端,细杆的另一端O为转轴,整个装置放在正效的匀强电磁场中,如图所示,当细杆自然下垂,小球平衡静止于O点时,细杆的张力为(3/2)mg,若小球以
在竖直平面作匀速圆周运动,小球通过最低点C的瞬时,细杆对球的拉力也是(3/2)mg,则球转到最高点D时
[ ]
A.杆受到的压力为(1/2)mg
B.杆受到的压力为mg
C.杆受到的压力为(3/2)mg
D.杆受到的压力为2mg
11、一电子在匀强磁场中,以一固定的正电荷为圆心在一轨道上做匀速圆周运动。
磁场方向与电子的运动平面垂直,电子受到磁场对它的作用力是圆心的正电荷对它的作用力的3倍。
已知电子的质量为m、带电量为e,磁场的磁感强度为B,则电子运动的角速度可能是
[ ]
A.Be/3m B.2Be/3m C.3Be/3m D.4Be/3m
15、如图,a、b、c三个完全相同的带负电的小球,从同一高度开始自由下落,其中a直接落地,b下落过程中经一个水平方向的匀强电场区,c下落过程中经一个水平方向的匀强磁场区.若不计空气阻力,则三个球落地时的速度大小
[ ]
20、如图所示,在真空中,匀强电场E的方向竖直向下,匀强磁场的方向水平垂直于纸面向里,三个带电粒A、B、C带有同种等量电荷,已知粒子A保持静止、粒子B向右做匀速直线运动,粒子C向左做匀速直线运动,则三者的质量
相比较
[ ]
21、如图所示,完全相同的三个带正电的小球a、b、c分别处在匀强电场E或匀强磁场B中,在沿着半径相同光滑半圆形轨道由静止开始自最高点M滑到最低点N的过程中
[ ]
A.a球所用时间最长,b球在N点对轨道的压力最大
B.b球所用时间最长,c球在N点对轨道的压力最大
C.c球所用时间最长,a球在N点对轨道的压力最大
D.a球所用时间最长,c球在N点对轨道的压力最大
22、在匀强磁场中,有一带电粒子做匀速圆周运动.当它运动到M点,突然与一个不带电的静止粒子碰撞合并为一体.碰撞后的运动轨迹将是图中的哪一幅所表示的情况(实线为原轨迹,虚线表示碰撞后轨迹)
[ ]
23、三个质量与带电量都相同的小球甲乙丙,由同一水平高度从静止自由落下,在下落过程中空气阻力不计,乙、丙小球分别穿过水平方向的匀强电场、匀强磁场,如图4,关于三球从下落到地面的时间和到达地面时的动能大小的正确说法是
[ ]
A.甲乙丙下落时间相等,到地面时动能也相等
B.甲乙丙下落时间与到达地面时的动能都不相等
C.甲乙下落时间相等,乙丙达地面时动能相等
D.乙达地面时动能最大,丙下落时间最长
26、如图,宽度d=8cm的匀强电场和匀强磁场共存的区域内,场强方向竖直向下,磁感强度方向垂直纸面向里,一带电粒子沿水平方向射入场区中,恰好不发生偏转.若入射时撤去磁场,带电粒子从另一侧射出场区时向上侧移了3.2cm.若入射时撤去电场,则带电粒子从另一侧射出场区时的侧移为__________.(不计重力)
28、如图所示,质量为m、带电量为+q的粒子,从两平行两极板正中央垂直电场线和磁感线以速度v飞入。
已知两板间距为d,磁感强度为B,这时粒子恰能直线穿过电场和磁场区域(重力不计)。
若将磁感强度增大到某值,则粒子将落到极板上。
当粒子落到极板上时的动能为______。
29、如图所示,平行板电容器的极板沿水平方向放置,电子束从电容器左边正中间a处沿水平方向入射,电子的初速都是
.在电场力的作用下,电子刚好从c点射出,射出时的速度为v.现保持电场不变,再加一个匀强磁场,磁场的方向跟电场和电子入射的方向都垂直,使电子刚好从d点射出,c、d两点的位置相对于中线ab是对称的,则从d点射出时电子的速度是_______.
33、一带电粒子A垂直进入某匀强磁场,做半径为R的匀速圆周运动,在某处与一静止的带电粒子B相碰结合在一块。
然后继续做半径为R的园周运动,但转动方向相反,如图。
可知这两粒子所带电量大小之比
=______,碰撞前后圆周运动周期
大小关系是
________
(填>、<或=)。
35、水平放置的平行金属板AB间距为d,电势差为U,水平方向的匀强磁场的磁感强度为B,今有一带电微粒在AB间竖直平面内作半径为R的匀速圆周运动(如图示),则带电粒子运动的方向为_________________时针,速率为_________________.
39、带电液滴从h高处自由落下,进入一个匀强电场与匀强磁场互相垂直的区域(如图),磁场方向垂直纸面,电场强度为E,磁感强度为B.已知液滴在此区域中作匀速圆周运动,则圆周的半径R=____________.
40、已知一质量为m的带电液滴,经电压U加速后水平进入互相垂直的匀强电场E和匀强磁场B中,如图所示,液滴在此空间的竖直平面内作匀速圆周运动,则液滴作匀速圆周运动的速率V=_________,其半径R=__________。
42、如图所示,某空间存在着正交的匀强电场和匀强磁场,匀强电场方向水平向右,匀强磁场方向垂直于纸面水平向里。
E=10
N/C,B=1T,现在有一个质量m=2×
kg、q=+2×
C的液滴以某速度垂直于磁场方向进入该区域恰能作匀速直线运动。
g取10m/
.这个速度的大小是_____,方向是_____。
43、如图所示,匀强电场方向水平向右,匀强磁场方向垂直于纸面向里。
一质量为m,带正电,电量为q的油滴以速度v与水平方向成45°角进入两场区域(场区域足够大),这个带电油滴在场区内做匀速直线运动,则电场的场强大小E=_________。
磁场的磁感强度大小B=__________。
若油滴运动到A点时,突然将电场方向变为坚直向上(场强的大小不变),此时油滴的加速度大小为____________,此后油滴将做__________运动。
45、如图所示,M、N为水平放置的两平行金属板,板间匀强磁场的磁感强度为B,方向如图所示,现有质量为m,带电量为q的正离子从两板中央处左端水平射入磁场中,不计离子所受重力,则若使离子在磁场中沿圆弧运动并垂直打在金属板上,离子的初速度大小为_______.若使离子做沿初速度方向的匀速直线运动,则应在两板间加电压U为________,且_______板电势高.若两板间电压降为2U/3,正离子恰在距板d/4处飞出磁场,则其飞离磁场瞬间的速率为V'=__________________.
55、如图,在光滑的绝缘平面上方,有垂直纸面向里的匀强磁场,一质量为m、带有电量+q的钢球C静止放于平面上,另一质量为2m、与C球等大的不带电的钢球A,以速度v与C球发生弹性正碰.碰后C球对平面刚好无压力.则此时A球对平面的压力大小为_______________.
58、如图,在直角坐标系xoy平面内,x轴上方有磁感应强度为B、方向垂直xoy平面指向纸里的匀强磁场,x轴下方有场强为E、方向沿y轴负方向的匀强电场,x轴正方向上有一点P到原点O的距离PO=L.一质量为m、电量为e的电子,由y轴负方向上距原点O为y处由静止释放,要使电子进入磁场运动且恰可通过P点(不计重力),则
(1)y应满足的条件为_________________
(2)电子由释放至运动到P点所用的时间t=________________.
59、一个
粒子和一个质子,在同一匀强磁场中沿顺时针方向作匀速圆周运动.已知两圆半径相等,且两圆外切于A点,如图.由于两者周期不同,在某一时刻于A点发生正碰.碰后,
粒子的反弹速率为原来的1/4.问质子碰后的速率为原来的_______.
60、如图所示,在边Ox轴的水平面上方有一方向垂直纸面向里的匀强磁场,磁感强度为B;在Ox轴下方有一方向平行于Ox轴向右的匀强电场,场强为E.一带电粒子,其质量为m,电荷量为q,初速为
,从A点沿水平方向垂直飞入磁场,然后沿y轴反方向飞入电场中,最后经过C点(粒子所受重力忽略不计),则粒子带_______电,它在匀强磁场中做___________运动,在匀强电场中做_________运动.从A到C,所需时间t=_________,OC之距离为_____,粒子飞越C点时的速率
____________.
61、如图所示,一带电量为+q、质量为m的小物块从倾角为
的光滑斜面上由静止下滑,斜面处于磁感强度为B的匀强磁场中,磁场方向垂直于纸面向外.若斜面足够长,则小物块在斜面上滑行时间为_________s,滑行的最大距离为_________,速度范围是_________.
63、如图,在匀强电场和匀强磁场共存的区域内,匀强电场的场强为E、方向竖直向下;匀强磁场的磁感强度为B、方向垂直纸面向里.一根绝缘细杆与水平方向成α角固定放置,细杆上套有一质量为m、电量为-q的小球,小球与细杆间动摩擦因数为μ(μ<tgα).现让小球由静止开始沿杆下滑,则下滑过程中,
(1)小球的最大加速度为___________________;
(2)小球的最大速度为_________________.
78、一电子在匀强磁场中,以固定的正电荷为圆心,在一半径为r的圆轨道运行,磁场方向垂直于它的轨道平面,电场力恰好是磁场作用在电子上的磁场力的N倍,电子电量为e,质量为m,磁感强度为B,那么电子运动的可能速度为
[ ]
85、如图所示,在空间中存在着方向为水平方向的匀强磁场,磁感强度为B.一个带电荷量为q、质量为m的微粒从图中的a处由静止释放,它运动的轨迹如图中的曲线所示,其中b点为轨迹的最低点,c与a点在同一水平面内,此后将重复这一阶段的运动.下面关于最低点b的说法中不正确的是
[ ]
A.微粒经过b点时的速度方向为水平方向
B.微粒经过b点时受到的磁场力与重力大小相等而方向相反
C.微粒经过b点时的速度大于mg/Bq
D.微粒经过b点时的重力势能与动能之和等于在a点时的重力势能
90、如图,在xoy平面内,有场强E=12N/C、方向沿x正方向的匀强电场,磁感强度B=2T、方向垂直xoy平面指向纸里的匀强磁场.一质量m=4×
kg、电量q=2.5×
C的带电微粒沿xoy平面做匀速直线运动,运动到原点O时,撤去磁场,经一段时间后,带电粒子运动到了x轴上P点,求:
(1)PO之间的距离;
(2)带电微粒由O运动到P点的时间.
91、如图所示,第一象限内存在有沿-x方向的匀强电场,第四象限内存在有沿-z方向的匀强磁场,磁感强度大小为B.A.C和B分别位于y轴和x轴上,且它们与原点O的距离都是l.一束带电粒子(不计重力)以初速v0从A点处沿+x方向入射,依次经过B.C两点而从C点射出.
(1)求粒子的荷质比q/m=?
(2)求从C点射出时的速度v.
92、如图所示,在空间存在着水平方向的匀强磁场和竖直方向的匀强电场。
电场强度为E,磁感强度为B.在某点由静止释放一个带电液滴a,它运动到最低点处,恰与一个原来处于静止的液滴b相撞。
撞后两液体合为一体,沿水平方向作直线运动。
已知液滴a质量是液滴b质量的2倍,液滴a所带电量是液滴b所带电量的4倍。
求两液滴初始位置之间的高度差h.(设a、b之间的静电力可以不计。
)
94、如图所示,半径为R的光滑绝缘环上套着一个质量为m、电量为q的带正电的小球,绝缘环竖直放在相互垂直的匀强电场和匀强磁场内,电场方向竖直向下、大小为E,磁场方向水平向里、磁感强度为B。
将小球由与圆心O等高的A点处释放,求小球滑到最低点C时对环的压力。
95、下图所示,匀强电场场强E=4V/m,方向水平向左,匀强磁场的磁感强度B=2T,方向垂直于纸面向里,一个质量m=1g,带正电的小物块A,从M点沿绝缘粗糙的竖直壁无初速下滑,当它滑行0.8m到N点时就离开壁做曲线运动,当A运动到P点时,恰好处于平衡状态,此时速度方向与水平方向成45°角,设P与M的高度差H为1.6m,
试求
(1)A沿壁下滑时摩擦力做的功?
(2)P与M的水平距离S等于多少?
99、如图所示,有一质量为m、带负电荷且电量为q的塑料小球,从小孔S处由静止开始下落进入范围足够大的匀强磁场中,磁感应强度为B.当小球在磁场中运动到达A点时(A点在图中未画出)开始沿水平方向做匀速直线运动.求:
小球自进入磁场到小球运动到A点的过程中,重力对小球做的功.
103、在图中,两平行金属板间有正交的匀强电场和匀强磁场,其中磁场方向垂直板面向里.一个带电油滴从静止由平行板的负极出发,作曲线运动,其轨迹在A点的切线恰为水平,油滴通过A点时吸附了一质量与它相等的静止的不带电的液滴后,一起沿过A点的切线方向作匀速直线运动,重力不计,已知油滴的质量m=
kg,所带电量大小为q=
C,电场强度E=100V/m,磁场的磁感强度B=4T,求A点离负极板的距离为多少?
107、如图,界面MN与水平面垂直,左方为匀强磁场,方向垂直纸面向里,磁感强度为B,右方为匀强电场,方向水平向右,电场强度为E,两个场的区域足够大.现有一个电子(质量m,电量e)以初速度为
在界面上o点沿水平方向垂直射入磁场区域.试画出电子运动的轨迹,并求出电子运动过程中沿竖直方向在相当长的时间内的平均速度(不考虑重力作用).
119、如图中的MN为水平放置的带电平行板,间距为d,电势差为U,两板间有磁感强度为B,方向垂直纸面向里的匀强磁场,某时刻,一个质量为m,带电量为q的负电荷,从N板的P点由静止开始进入正交电磁场中,当它经过轨迹的最高点位置K时,正好与原来静止在K点的,质量为m中性油滴相结合,随之从K点开始作匀速直线运动,(重力不计)求
(1)电荷与油滴结合后速度多大?
(2)电荷到达K点与油滴作用前的速度多大?
(3)电荷与油滴作用过程中损耗的机械能为多少?
(4)K点到N板距离多少
123、某空间存在着一个变化的电场和另一变化的磁场,电场方向向右(即图中由B到C的方向),电场大小变化如E-t图象,磁感强度的变化如B-t图象.在A点,从t=1s(即1秒末)开始每隔2s有一相同带电粒子(重力不计)沿AB方向(垂直于BC)以速度v射出,恰都能击中C点,若AC=2BC,且粒子在AC间运动的时间小于1s.求:
(1)图象中
和
的比值.
(2)磁场的方向.
(3)若第1粒子击中C点的时刻已知为(1+△t)s,那么第2个粒子击中C点的时刻是多少?
130、如图所示,套在绝缘杆上的带负电的小球,电量为-q,质量为m,小球与杆之间的动摩擦因数为μ,杆足够长,与水平方向成α角放置,整个装置处于磁感强度为B的匀强磁场中,B的方向垂直纸面向里.当从某高处由静止释放小球时,试问:
(1)小球的最大加速度多大?
(2)小球沿杆的最大速度多大?
136、如图所示,水平放置的两平行金属板,它们之间的区域足够大,两板间有一个方向竖直向下的匀强电场,电场强度为E。
现一带正电的粒子以速度v0沿垂直于场强方向由P点射入两板间的电场中,当粒子在电场中运动一段时间后它的速度大小达到2v0,这时将电场撤去,同时在两板间加一垂直于纸面方向的匀强磁场,过一段时间后又将磁场撤去,使该粒子恰好能通过P点沿着v0的反方向射出两板间的区域,不计粒子所受的重力作用。
求:
所加磁场的磁感强度的方向和大小
140、如图所示,很长的平行边界面M、N、P间距分别为
,其间分别有磁感强度为B1与
的匀强磁场区I和II,磁场方向均垂直纸面向里。
已知
≠
,一个带正电的粒子电量为q,质量为m,以大小为vo的速度垂直边界面M与磁场方向射入MN间磁场区,试讨论粒子速度vo应满足什么条件,才可通过这两个磁场区,并从边界面P射出?
(不计粒子重力)
141、如图所示,x轴下方是磁感强度为B的匀强磁场,上方是场强为E的匀强电场,方向如图,屏MN距y轴为S,今有一质量为m、电量为q的正粒子(不计重力)从坐标原点O沿负y方向射入磁场,若要粒子垂直打在屏MN上,那么:
(1)粒子从原点射入时的速度v=?
(2)粒子从射入磁场到垂直打在屏MN上所需时间t=?
145、如图所示,在x轴上方有匀强磁场,磁感强度为B,下方有匀强电场,场强为E,B与E垂直.有一质量为m,带电量为q的带电粒子置于y轴上,要使粒子由静止释放后能经过P点(不考虑重力影响),则释放点离坐标原点的距离d必须满足什么条件?
(P点坐标为L,0)
147、如图所示,相距L和平行界面
将空间分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个区域,区域Ⅰ和Ⅱ内是垂直纸面、指向读者的匀强磁场,磁感强度分别为
,区域Ⅲ内是匀强电场,电场强度为E,方向从
垂直指向
.现使质量为m、电量为q的带正电粒子以垂直界面的速度
自O点向
射出(O点与
相距
),若粒子所受的重力可以略而不计.为了使正电粒子能按图示的实线轨道运动(轨道的两段圆弧半径相等)求:
(1)磁感强度
之比应是多少?
(2)电场强度E的值应小于多少?
148、如图所示,置于光滑水面上的小车A、B的质量分别为
=3kg,
=0.5kg,带电量q=1/75C。
可视为质点的物体C位于光滑小车B的最左端,其质量为mc=0.1kg.在A、B、C所在的空间有一垂直于纸面(纸面所在平面为竖直平面)向里的匀强磁场,磁感强度B=10T。
现小车B静止,小车A以速度v0=10m/s向右运动和小车B碰撞,碰后物体C在小车A上滑动。
已知碰后小车B的速度为9m/s,物体C和小车A之间有摩擦。
其它摩擦均不计,小车A足够长,求物体C运动的最大速率和小车A运动的最小速率。
153、如图所示,一根绝缘杆沿竖直方向放置,杆上有一个带负电的圆环,它的质量为m、电量为q,与杆间的动摩擦因数为μ.所在的空间存在着方向都是水平向右的匀强电场与匀强磁场,电场强度大小为E、磁感强度大小为B.现将圆环从静止开始释放,环将沿杆下落,求圆环运动过程中的最大加速度与最大速度.
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