高二物理磁场大题.doc

EB图111.（10分）如图11所示，在与水平面成角且连接电源的金属框架上，放一长为L，质量为M的金属杆ab，磁场的磁感应强度为B，方向垂直框架图11所在的平面，当金属杆中通有电流I时，它恰好沿金属框架向下匀速运动，求金属杆与金属框架之间的动摩擦因数。dbae图122(10分)如图12所示，在边长为L的正方形的区域abcd内，存在着垂直纸面向里的匀强磁场。今有一质量为m、电荷量为q的带正电粒子，以速度V从ad的中点e，垂直于磁场方向射入磁场，不计带电粒子的重力，要使该粒子恰从b点射出磁场，求该磁感应强度的大小。c3（14分）如图13所示，一个带正电的粒子，其电荷量、质量分别为图13xq、m，以速度v从x轴上某点垂直x轴进入上方匀强磁场中，若上方磁感应强度为B，是下方的4倍，不计其重力，磁场区域无限大，求：（1） 粒子运动周期（2） 粒子在n（n为正整数）个周期内在x轴上的位移。4. 如图所示，在一个圆形区域内，两个方向相反且都垂直于纸面的匀强磁场分布在以直径为边界的两个半圆形区域、中，与的夹角为60。一质量为m、带电荷量为q的粒子以某一速度从区的边缘点处沿与成30角的方向射入磁场，随后该粒子以垂直于的方向经过圆心O进入区，最后再从处射出磁场。已知该粒子从射入到射出磁场所用的时间为t，求区和区中磁感应强度的大小（忽略粒子重力）。5. 在平面直角坐标系xOy中，第象限存在沿y轴负方向的匀强电场，第象限存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场，磁感应强度为B。一质量为m、电荷量为q的带正电荷的粒子从y轴正半轴上的M点以速度垂直于y轴射入电场，经x轴上的N点与x轴正方向成角射入磁场，最后从y轴负半轴上的P点垂直于y轴射出磁场，如图所示。不计粒子重力。求：（1）M、N两点间的电势差；（2）粒子在磁场中运动的轨道半径r；（3）粒子从M点运动到P点的总时间t。1对金属杆，受力如图12所示，由于向下匀速运动，故其合外力为零，即Mgsin=Ff+BILFN= MgcosFf= FN= LRo图13ab2如图13所示，做出粒子运动轨迹的圆心o，由勾股定理得：（R-L/2）2+L2=R2.由洛伦兹力提供向心力，则qvB = m由、解得：B=3.粒子在上、下方磁场中，均做匀速圆周运动，其运动轨迹分别是半个圆周，在上磁场中，qvB= m. T1= .T1= ；r1= 在下磁场中，同理得：T2= ，r2= （1） 粒子在整个磁场中运动的周期T= （T1+ T2）= 粒子在一个周期内，运动的位移大小x= 2(r1+r2)= ，由运动的周期性得：粒子在n个周期内在x轴上的位移X=nx=n (n=1,2,3.)，方向沿x轴的反方向。4. 解析：设粒子的入射速度为v，已知粒子带正电荷，故它在磁场中先顺时针做圆周运动，再逆时针做圆周运动，最后从点射出，用分别表示在磁场区和区中的磁感应强度、轨道半径和周期。，。设圆形区域的半径为r，如图所示。已知带电粒子过圆心且垂直进入区磁场，连接，为等边三角形，为带电粒子在区磁场中运动轨迹的圆心，其轨迹的半径：。圆心角60，带电粒子在区磁场中运动的时间为：。带电粒子在区磁场中运动轨迹的圆心在的中点，即：。在区磁场中运动的时间为：。带电粒子从射入到射出磁场所用的总时间：。由以上各式可得：。5. 解析：（1）如图所示，设粒子过N点时的速度为v，有。粒子从M点运动到N点的过程，有，。（2）粒子在磁场中以为圆心做匀速圆周运动，半径为，有。（3）由几何关系得，设粒子在电场中运动的时间为，有，粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期，设粒子在磁场中做匀速圆周运动的时间为，。即。