2021年天津市高考物理磁场复习题 (48).pdf

2021年天津市高考物理磁场复习题

48．如图所示，一对足够大的金属板M、N正对且竖直放置，两极板分别接在电压为U的

电源两端，N极板右侧放有一半径为R的圆柱体，圆柱体的轴线垂直于纸面，圆柱体横

截面的圆心O到极板N的距离为OO′＝3R，在贴近极板M处均匀分布着足够多的负离

子，这些离子（初速度为零）经电场加速后垂直于N极板（经过特殊处理，离子能透过）

射入右侧区域，已知所有离子的质量均为m，电量为q，忽略离子的重力和离子间的相

互作用力。求：

（1）离子刚到达N极板时速度的大小；

（2）若N极板右侧所有空间分布有垂直纸面的匀强磁场，某个离子经过N极板后恰好

垂直打在圆柱体的最高点，求匀强磁场的磁感应强度；

（3）若（2）问中的匀强磁场仅分布在以O点为圆心，半径为3R的区域，则从极板N

上哪个范围内射出的离子能打在圆柱体上。

1

【解答】解：（1）根据动能定理可得：qU=2

2

解得：v=√2

（2）由几何关系知，离子在磁场中做圆周运动的半径r＝3R

2

又=

12

解得==√

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方向：垂直纸面向里

12

，=2=

（3）如图，过A点作BO的垂线，由几何关系知=

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7

得：=3−=

3

同理可得：=

3

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所以：则从N极板O′点上方−

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范围内射出的离子能打在圆柱体上

答：（1）离子刚到达N极板时速度的大小为√2；

12

（2）匀强磁场的磁感应强度为√；

3

（3）若（2）问中的匀强磁场仅分布在以O点为圆心，半径为3R的区域，则从极板N

7

上−范围内射出的离子能打在圆柱体上。

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