高考物理电磁场经典练习题(含答案详解).docVIP

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高三物理第一轮专题复习——电磁场

例1.（高考题）在以坐标原点O为圆心、半径为r的圆形区域内，存在磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向里的匀强磁场，如图所示。一个不计重力的带电粒子从磁场边界与x轴的交点A处以速度v沿－x方向射入磁场，恰好从磁场边界与y轴的交点C处沿＋y方向飞出。

（1）请判断该粒子带何种电荷，并求出其比荷q/m；

（2）若磁场的方向和所在空间范围不变，而磁感应强度的大小变为B’，该粒子仍从A处以相同的速度射入磁场，但飞出磁场时的速度方向相对于入射方向改变了60°角，求磁感应强度B’多大？此次粒子在磁场中运动所用时间t是多少？

例2．（调研）电子自静止开始经M、N板间（两板间的电压

为U）的电场加速后从A点垂直于磁场边界射入宽度为d的匀强磁场中，

电子离开磁场时的位置P偏离入射方向的距离为L，如图所示．求匀强磁

场的磁感应强度．（已知电子的质量为m，电量为e）

v0dabc·e例3．（高考）如图所示，abcd为一正方形区域，正离子束从a点沿ad方向以=80m/s的初速度射入，若在该区域中加上一个沿ab方向的匀强电场，电场强度为E，则离子束刚好从c点射出；若撒去电场，在该区域中加上一个垂直于abcd平面的匀强磁砀，磁感应强度为

v0

d

a

b

c

·

e

（1）所加磁场的方向如何？（2）E与B的比值为多少？

例4．（北京市西城区）在高能物理研究中，粒子回旋加速器起着重要作用，如图甲为它的示意图。它由两个铝制D型金属扁盒组成，两个D形盒正中间开有一条窄缝。两个D型盒处在匀强磁场中并接有高频交变电压。图乙为俯视图，在D型盒上半面中心S处有一正离子源，它发出的正离子，经狭缝电压加速后，进入D型盒中。在磁场力的作用下运动半周，再经狭缝电压加速。如此周而复始，最后到达D型盒的边缘，获得最大速度，由导出装置导出。已知正离子的电荷量为q，质量为m，加速时电极间电压大小为U，磁场的磁感应强度为B，D型盒的半径为R。每次加速的时间很短，可以忽略不计。正离子从离子源出发时的初速度为零。

（1）为了使正离子每经过窄缝都被加速，求交变电压的频率；

（2）求离子能获得的最大动能；

（3）求离子第1次与第n次在下半盒中运动的轨道半径之比。

y

y

l

N

x

A

E

O

O

O′

M

甲

乙

例5．（高考题）如图甲所示，图的右侧MN为一竖直放置的荧光屏，O为它的中点，OO’与荧光屏垂直，且长度为l。在MN的左侧空间内存在着方向水平向里的匀强电场，场强大小为E。乙图是从甲图的左边去看荧光屏得到的平面图，在荧光屏上以O为原点建立如图的直角坐标系。一细束质量为m、电荷为q的带电粒子以相同的初速度v0从O’点沿O’O方向射入电场区域。粒子的重力和粒子间的相互作用都可忽略不计。

（1）若再在MN左侧空间加一个匀强磁场，使得荧光屏上的亮点恰好位于原点O处，求这个磁场的磁感强度的大小和方向。

（2）如果磁感强度的大小保持不变，但把方向变为与电场方向相同，则荧光屏上的亮点位于图中A点处，已知A点的纵坐标，求它的横坐标的数值。

B

B

B

E

L

d

O

例6．如图所示，空间分布着有理想边界的匀强电场和匀强磁场。左侧匀强电场的场强大小为E、方向水平向右，电场宽度为L；中间区域匀强磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里。一个质量为m、电量为q、不计重力的带正电的粒子从电场的左边缘的O点由静止开始运动，穿过中间磁场区域进入右侧磁场区域后，又回到O点，然后重复上述运动过程。求：

（1）中间磁场区域的宽度d；

（2）带电粒子从O点开始运动到第一次回到O点所用时间t。

计算题部分参考答案：

1．解：（1）由几何知识知带电粒子在磁场中运动的半径为r，则有：qvB=mv2/r解得：q/m＝v/Br

（2）由几何知识得带电粒子在磁场B’中做匀速圆周运动的圆心角=600，半径为：R=r，则有：

qvB’=mv2/R，t=解得：B’＝B/3t＝πr/3v

2．解：设电子在M、N两板间经电场加速后获得的速度为v，由动能定理得： ①

电子进入磁场后做匀速圆周运动，设其半径为r，则： ②

作电子在磁场中的轨迹如图，由几何关系得： ③

联解①②③式得：

3．解：⑴磁场方向垂直于纸面向外

⑵离子在电场中运动时，设正方形的边长为L,离子的质量为m，电量为q

根据L=，L=解得：E=

离子在磁场中运动时，设半径为R，满足：（L-R）2+=R2解得R=

由根据qvB=m得R=即=解得：B=故=100