江西省赣州市崇义中学2016届高三精英班物理周测四-磁场区域面积（有答案）.docVIP

崇义中学2016届高三精英班物理周测四――磁场区域面积1．一匀强磁场，磁场方向垂直于xoy平面，在xy平面上，磁场分布在以O为中心的一个圆形区域内。一个质量为m、电荷量为q的电带粒子，由原点O开始运动，初速度为v，方向沿x正方向。后来，粒子经过y轴上的P点，此时速度方向与y轴的夹角为30°，P到O的距离为L，如图所示。不计重力的影响。求磁场的磁感应强度B的大小和xy平面上磁场区域的半径R。2．如图所示，在纸平面内建立如图所示的直角坐标系xoy，在第一象限的区域存在沿y轴正方向的匀强电场。现有一质量为m、电量为e的电子从第一象限的某点P（）以初速度v0沿x轴的负方向开始运动，经过轴上的点Q（L/4、0 ）进入第四象限，先做匀速直线运动然后进入垂直纸面的矩形匀强磁场区域，其左边界和上边界分别与y轴、x轴重合，电子经磁场偏转后恰好经过坐标原点O并沿y轴的正方向运动，不计电子的重力。求 （1）电子经过Q点的速度 ； （2）该匀强磁场的磁感应强度 ； （3）该匀强磁场的最小面积S。 提示与答案：  3．一个质量为m,带+q电量的粒子在BC边上的M点以速度v垂直于BC边飞入正三角形ABC。为了使该粒子能在AC边上的N点垂直于AC边飞出该三角形，可在适当的位置加一个垂直于纸面向里，磁感应强度为B的匀强磁场。若此磁场仅分布在一个也是正三角形的区域内，且不计粒子的重力。试求： （1）该粒子在磁场里运动的时间t； （2）该正三角形区域磁场的最小边长； （3）画出磁场区域及粒子运动的轨迹。 提示与答案： 4．2009海南16．如图，ABCD是边长为a的正方形。质量为m、电荷量为e的电子以大小为v0的初速度沿纸面垂直于BC边射入正方形区域。在正方形内适当区域中有匀强磁场。电子从BC边上的任意点入射，都只能从A点射出磁场。不计重力，求： 此匀强磁场区域中磁感应强度的方向和大小； 此匀强磁场区域的最小面积。 5.图为可测定比荷的某装置的简化示意图，在第一象限区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小B=2.0×10-3T,在X轴上距坐标原点L=0.50m的P处为离子的入射口，在Y上安放接收器，现将一带正电荷的粒子以v=3.5×104m/s的速率从P处射入磁场，若粒子在y轴上距坐标原点L=0.50m的M处被观测到，且运动轨迹半径恰好最小，设带电粒子的质量为m,电量为q,不记其重力。 （1）求上述粒子的比荷； （2）如果在上述粒子运动过程中的某个时刻，在第一象限内再加一个匀强电场，就可以使其沿y轴正方向做匀速直线运动，求该匀强电场的场强大小和方向，并求出从粒子射入磁场开始计时经过多长时间加这个匀强电场； （3）为了在M处观测到按题设条件运动的上述粒子，在第一象限内的磁场可以局限在一个矩形区域内，求此矩形磁场区域的最小面积，并在图中画出该矩形。 答案（1）=4.9×C/kg（或5.0×C/kg）；（2） ； （3） 解析：第（1）问本题考查带电粒子在磁场中的运动。第（2）问涉及到复合场（速度选择器模型）第（3）问是带电粒子在有界磁场（矩形区域）中的运动。 （1）设粒子在磁场中的运动半径为r。如图甲，依题意M、P连线即为该粒子在磁场中作匀速圆周运动的直径，由几何关系得 ① 由洛伦兹力提供粒子在磁场中作匀速圆周运动的向心力，可得 ② 联立①②并代入数据得=4.9×C/kg（或5.0×C/kg） ③ （2）设所加电场的场强大小为E。如图乙，当粒子子经过Q点时，速度沿y轴正方向，依题意，在此时加入沿x轴正方向的匀强电场，电场力与此时洛伦兹力平衡，则有 ④ 代入数据得 ⑤ 所加电场的长枪方向沿x轴正方向。由几何关系可知，圆弧PQ所对应的圆心角为45°，设带点粒子做匀速圆周运动的周期为T，所求时间为t，则有 ⑥ ⑦ 联立①⑥⑦并代入数据得 ⑧ （3）如图丙，所求的最小矩形是，该区域面积 ⑨ 联立①⑨并代入数据得 矩形如图丙中（虚线） 6. 如图所示，第四象限内匀强电场E匀强磁场B1，E×103V/m, B1大小为；第一象限的某个矩形区域内有方向垂直纸面向里匀强磁场B磁场的下边界与x轴重合．一质量m=1×10-kg、电荷量q=×10-10C的以某一速度vy轴正方向成60°角从M点沿直线经P点进入处于第一象限内的磁场B2区域，经过y轴上的N点并与y轴正方向成60°角的方向出，点的坐标为(0，),N点的坐标为(0，0)．g取10m/s2．(1)请分析判断匀强电场E的v大小；(2)匀强磁场B2；(3) B2磁场区域的最小面积第四象限 E的方向垂直于MP与y轴第象限(m) 由几何关系 解得 （m