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磁场计算题
一.计
算题(共
8
小题)
< br>1
.如图所示,质量为
m
、电荷
量为
q
的带电粒子,经电势差为
U
p>
的电场加速后,从
O
点垂直
MN
边界进入磁感应强度大小为
B
、方向垂直纸面向外的匀强磁场中,速度方向与磁场方向垂
直,最后在
MN
边界上的
P
点.设带电
粒子初速度为零且不计重力:
①计算粒子进入磁场时的速率;
②判断该粒子带正电还是负电;
③计
算
OP
间的距离.
2
.一带电粒子,电量
+
q
,质量
m
,以一定的速度
v
垂直射入一磁感应强度为
B
的垂直于纸面
向外的匀强磁场中,
(不计粒子重力)求,
(
1
)求带电粒子在磁场中运动半径;
(
2
)求带电粒子在磁场中的运动周期.
3
.在直角区域
aob
内,有垂直纸面向里的匀强磁场,一带电粒子从
o
点沿纸面以一定速度射
入磁场中,速度方向与边界
ob
成
30°
角,从磁
场出来的位置离开
O
点的距离为
L
p>
,求
(
1
)粒子带正电还是负电;
(
2
)若磁场的磁感应强度为
B
,粒子的质量为
m
,带电量为
q
,则粒子在磁场中运动的速度
为多少?在磁场中运动的时间为多少?<
/p>
第
1
页(共
9
页)
4
.如图
所示,电容器两极板相距为
d
,两板间电压为
< br>U
,极板间匀强磁场的磁感应强度为
B
< br>1
,
一束电荷量相同的带电的粒子从图示方向射入电容器
,
沿直线穿过电容器后进入另一磁感应强
度为
< br>B
2
的匀强磁场,结果分别打在
a
、
b
两点,两点间距离为△
R
,设粒子所带电量为
Q
,且
不计粒子所受重力,则:
(<
/p>
1
)判断带电粒子的电性;
(
2
)求带电粒子的速度;
(
3
)打在
a
、
b
两点的粒子的质量之差△
p>
m
是多少?
<
/p>
5
.如图所示是一宽度为
D=8cm
p>
的同时存在相互垂直的匀强电场和磁场的区域,一束带电粒子
(不计
重力)以速度
v
0
射入时恰好不改变运
动方向.若粒子射入时只有电场,可测得粒子束
穿过电场时竖直方向上偏移
h=3.2cm
;若粒子射入时只有磁场,则离开磁场时偏离原方向的距
p>
离为多大?
6
.据报道,最近已研制出一种可投入使用的电磁轨道炮,其原理如图所示.开始时炮弹在
导
轨的一端,
通以电流后炮弹会被磁力加速,
< br>最后从位于导轨另一端的出口高速射出.
设两导轨
之间的
距离
d=0.10m
,
导轨长
L=5.0m
,
炮弹质量
m=0.30kg
.
导轨上的电流
I
的方向如图中箭头
所示.可以认为,炮弹在轨道内运动时,磁场
的磁感应强度始终为
B=2.0T
.若炮弹出口速度为
v=2.0
×
10
3<
/p>
m/s
,求通过导轨的电流
I
.
忽略摩擦力的影响.
第
2
p>
页(共
9
页)
7
.平面
直角坐标系
xOy
中,第Ⅰ象限存在垂直于平面向里的匀强磁场
,第Ⅲ象限存在沿
y
轴
负方向的匀强电
场,如图所示.一带负电的粒子从电场中的
Q
点以速度
v
0
沿
x
轴正方向开始
运动,
Q
点到
y
轴的距离为到
x
轴距离的
2
倍.
粒子从坐标原点<
/p>
O
离开电场进入磁场,最终从
x
轴上的
P
点射出磁场,
P
点到
y
轴距离与
Q
点到
y
轴距离相等.不计粒子重
力,为:
(
1
)粒子到达
O
点时速度的大小和方向;
(
2
)电场强度和磁感应强度的大
小之比.
8
p>
.如图所示,在倾角为
θ
的光滑斜面上垂直
纸面放置一根长为
L
,质量为
m
的直导体棒,一
匀强磁场垂直于斜面向下,当导体棒内通有垂直纸面向
里的电流
I
时,导体棒恰好静止在斜面
上.
(重力加速度为
g
)
(
1
)分析、判断导体棒
所受安培力的方向,
(
2
)匀强磁场的磁感应强度的大小.
(
3
)若磁场方向可以变化,要保持导体棒静止在斜面上,试再举出两个可能
的磁场方向,并
分析说明磁感应强度
B
的大小.
第
3
页(共
9
页)
物理王老师的高中物理组卷
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磁场计算题
参考答案与试题解析
一.计算题(共
8
< br>小题)
1
.如图所示,质量为
m
、电荷量为
q
的带电粒子,经电势差为
U
的电场加速后,从
O
点垂直
MN
边界进入磁感应
强度大小为
B
、方向垂直纸面向外的匀强磁场中,速度方向与磁
场方向垂
直,最后在
MN
边界上的
p>
P
点.设带电粒子初速度为零且不计重力:
①计算粒子进入磁场时的速率;
②判断该粒子带正电还是负电;
③计
算
OP
间的距离.
【解答】
解:①粒子在电场中被加速
.由动能定理得:
qU=
mv
2
解得:
v=
;
②带电粒子在电场中受力运动的方
向是从正极向负极,可以判定电荷该粒子带正电;
同时因安培力向左,也可依据左手定则,可知,粒子带正电;
③粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动,
洛伦兹力提供向心力
p>
由牛顿第二定律可得:
qvB=
所以:
r=
解得:<
/p>
d=2r=
=
2
.一带电粒子,电量
+
q
,质量
m
,以一定的速度
v
垂直射入一磁感应强度为
B
的垂直于纸面
向外的匀强磁场中,
(不计粒子重
力)求,
(
1
)求带电粒子在磁场中运动半径;
(
2
)求带电粒子在磁场中的运动周期.
【解答】
解:
(
1
)粒子做匀速圆周运动,洛仑兹力提供向心力,故:
p>
qvB=m
解得:
r=
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