专题九综合场.doc

专题九：电场与磁场的综合
1．空间存在水平方向的匀强电场和匀强磁场，强度分别为E=10 N/C,B＝1T，如图所示。有一质量为m＝2.0×10-6 kg，带正电q＝2.0×10-6 C的微粒，在此空间做匀速直线运动，其速度的大小为 ，方向为 。

2.（2009·济宁统考）如图所示,在互相垂直的匀强电场和匀强磁场中,电荷量为q的液滴在竖直面内做半径为R的匀速圆周运动,已知电场强度为E,磁感应强度为B,则油滴的质量和环绕速度分别为 （ ）
A. B. C.B
D.
3．(2011年惠州高二检测)一个带电粒子以初速度v0垂直于电场方向向右射入匀强电场区域，穿出电场后接着又进入匀强磁场区域．设电场和磁场区域有明确的分界线，且分界线与电场强度方向平行，如图3－6－26中的虚线所示．在图所示的几种情况中，可能出现的是(　　)

e的质子从静止开始经加速电压U加速后，
紧挨A板水平进入竖直方向的偏转电场中，已知A、B板的长度及板间距离都是L，A板
电势比B板电势高2U，紧挨A、B的右侧有平面直角坐标系，坐标原点与A板右端重合，
第四象限有垂直纸面向里的匀强磁场，质子在匀强磁场中运动后刚好垂直x轴射出磁场。
（1）质子从加速电场射出时的速度v1是多大？
（2）质子射出偏转电场时的偏转角θ是多大？
×
×
×
×
x
y
A
B
U
×
×
×
×
×
×
×
×
B
（3）磁感应强度B是多

24.(12分)如图所示，在y>0的空间中存在匀强电场，场强沿y轴负方向；在y<0的空间中，存在匀强磁场，磁场方向垂直xy平面（纸面向外）。一电量为q，质量为m的带正电的运动粒子，经过y轴上y=h处的点P1时速率为v0，方向沿x轴正方向；然后，经过x轴上x=2h处的P2点进入磁场，并经过y轴上y=-2h处的P3点。不计重力。求：
(1)电场强度的大小
(2)粒子到达P2时的速度大小和方向
(3)磁感应强度的大小

9. (15分)如图所示，直角坐标系xOy位于竖直平面内，x轴下方不仅有方向沿y轴正 方向的匀强电场，在虚线(虚线与 y轴成45°角）右侧还有垂直于纸面向外的匀强磁场。现 有一个质量为m、电荷量为q的粒子以速度v从O点垂直于虚线进入x轴下方，恰能做匀速 圆周运动，并从虚线上的P(—L,—L)点穿出磁场。若重力加速度大小为g。求：
(1) 电场强度的大小。
(2) 磁感应强度的大小。
(3) 粒子从O点进入x轴下方到再次回到工轴经过的时间。(结果用 m、q、v、L、g 表示)

13.（18分） 如图所示，M、N为两块带等量异种电荷的平行金属板，两板间电压可取从零到某一最大值之间的各种数值，静止的带电粒子的电荷量为+q，质量为m（不计重力），从点P经电场加速后，从小孔Q进入N板右侧的匀强磁场区域，磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向外，CD为磁场边界上的一绝缘板，它与N板的夹角为，孔Q到板的下端C的距离为L．当M、N两板间电压取最大值时，粒子恰好垂直打在CD板上．求:
（1）两板间电压的最大值Um；
（2）CD板上可能被粒子打中的区域的长度；
（3）粒子磁场中运动的最长时间tm．

16．（12分）如图所示，一个质量为m =2．0 ×10-11 kg，电荷量q=+1．0×10-5C的带电微粒（重力忽略不计），从静止开始经“U1= 100V电压加速后，水平进入两平行金属板间的偏转电场，偏转电场的电压U2= 100V．金属板长L=20cm，两板间距d=10 cm求：
（1）微粒射出偏转电场时的偏转角；
（2）若该匀强磁场的磁感应强度B=T，为使微粒不会由磁场右边射出，匀强磁场的宽度D至少多大．

8．如图所示，长方体玻璃水槽中盛有NaCl的水溶液，在水槽左、右侧壁内侧各装一导体片，使溶液中通入沿x轴正向的电流I，沿y轴正向加恒定的匀强磁场B．图中a、b是垂直于z轴方向上水槽的前后两内侧面，则（　

A．a处电势高于b处电势
B．a处离子浓度大于b处离子浓度
C．溶液的上表面电势高于下表面的电势
D．溶液的上表面处的离子浓度大于下表面处的离子浓度
9．质谱仪是一种测定带电粒子质量和分析同位素的重要工具， 它的构造原理如图所示，离子源S产生的各种不同正离子束(速度可看作为零)，经加速电场加速后垂直进入有界匀强磁场，到达记录它的照相底片P上，设离子在P上的位置到入口处S1的距离为x，可以判断（ ）

A．离子束是同位素，则x越大，离子质量越大
B．若离子束是同位素，则x越大，离子质量越小
C．只要x相同，则离子质量一定相同
D．只要x相同，则离子的荷质比一定相同

10. (17 分）
如图所示的坐标系xOy中，x<0, y>0的区域内有沿x轴正方向的匀强电场，x0的区域内有垂直于xOy坐标平面向外的匀强磁场，X轴上A点坐标为（－L，0)，Y轴上B点的坐标为（0，）。有一个带正电的粒子从A点以初速度vA沿y轴正方向射入匀强电 场区域，经过B点进入匀强磁场区域，然后经x轴上的C点 (图中未画出）运动到坐标原点O。不计重力。求：
(1) 粒子在B点的速度vB是多大？
(2) C点与O点的距离xc是多大？
(3) 匀强电场的电场强度与匀强磁场的磁感应强度的比值是多大？

8．如图所示，长方体玻璃水槽中盛有NaCl的水溶液，在水槽左、右侧壁内侧各装一导体片，使溶液中通入沿x轴正向的电流I，沿y轴正向加恒定的匀强磁场B．图中a、b是垂直于z轴方向上水槽的前后两内侧面，则（　

A．a处电势高于b处电势
B．a处离子浓度大于b处离子浓度
C．溶液的上表面电势高于下表面的电势
D．溶液的上表面处的离子浓度大于下表面处的离子浓度
9．质谱仪是一种测定带电粒子质量和分析同位素的重要工具， 它的构造原理如图所示，离子源S产生的各种不同正离子束(速度可看作为零)，经加速电场加速后垂直进入有界匀强磁场，到达记录它的照相底片P上，设离子在P上的位置到入口处S1的距离为x，可以判断（ ）

A．离子束是同位素，则x越大，离子质量越大
B．若离子束是同位素，则x越大，离子质量越小
C．只要x相同，则离子质量一定相同
D．只要x相同，则离子的荷质比一定相同

10. (17 分）
如图所示的坐标系xOy中，x<0, y>0的区域内有沿x轴正方向的匀强电场，x0的区域内有垂直于xOy坐标平面向外的匀强磁场，X轴上A点坐标为（－L，0)，Y轴上B点的坐标为（0，）。有一个带正电的粒子从A点以初速度vA沿y轴正方向射入匀强电 场区域，经过B点进入匀强磁场区域，然后经x轴上的C点 (图中未画出）运动到坐标原点O。不计重力。求：
(1) 粒子在B点的速度vB是多大？
(2) C点与O点的距离xc是多大？
(3) 匀强电场的电场强度与匀强磁场的磁感应强度的比值是多大？

24．（19分）如图所示，在轴的右方有一磁感应强度为的方向垂直纸面向外的的匀强磁场，在轴的下方有一场强为的方向平行轴向右的匀强电场。有一铅板放置在轴处，且与纸面垂直。现有一质量为、电荷量为的粒子由静止经过加速电压为的电场加速，然后以垂直于铅板的方向从A处沿直线穿过铅板，而后从轴上的处以与轴正向夹角为60°的方向进入电场和磁场叠加的区域，最后到达轴上的点。已知长为，粒子的重力可以忽略不计，求：
（1）粒子经过铅板时损失了多少动能？
（2）粒子到达点时的速度多大？

12．（12分）如图所示，某空间内存在着正交的匀强电场和匀强磁场，电场方向水平向右，磁场方向垂直于纸面向里。一段光滑绝缘的圆弧轨道AC固定在场中，圆弧所在平面与电场平行，圆弧的圆心为O，半径R=1.8m，连线OA在竖直方向上，圆弧所对应的圆心角=37°。现有一质量m=3.6×10-4kg、电荷量q=9.0×10-4C的带正电的小球（视为质点），以v0=4.0m/s的速度沿水平方向由A点射入圆弧轨道，一段时间后小球从C点离开圆弧轨道恰能在场中做匀速直线运动。不计空气阻力，取g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。求：
（1）匀强电场场强E的大小；
（2）小球刚射入圆弧轨道瞬间对轨道压力的大小。

24．（20分）如图所示的坐标系，x轴沿水平方向，y轴沿竖直方向. 在x轴上方空间的第一、第二象限内，既无电场也无磁场，在第三象限，存在沿y轴正方向的匀强电场和垂直xy平面（纸面）向里的匀强磁场，在第四象限，存在沿y轴负方向、场强大小与第三象限电场场强相等的匀强电场. 一质量为m、电荷量为q的带电质点，从y轴上y=h处P1点以一定的水平初速度沿x轴负方向进入第二象限. 然后经过x轴上x=2h处的P2点进入第三象限，带电质点恰好能做匀速圆周运动. 之后经过y轴上y=-2h处的P3点进入第四象限. 已知重力加速度为g. 求：
（1）粒子到达P2点时速度的大小和方向；
（2）第三象限空间中电场强度和磁感应强度的大小；
（3）带电质点在第四象限空间运动过程中最小速度的大小和方向.

x
E
B
v
y
O
C

A
P
D
22．(18分) 如图所示，在直角坐标系中，有一匀强磁场均匀分布在半径为R的圆内，磁感应强度为B，方向垂直纸面向外，其中OD是圆的直径．在轴的左侧空间有平行于在轴的匀强电场，有一质量为m、带电量为q的带正电粒子，在轴上的点，以大小为，方向与场强方向成角射入运强电场，经电场偏转后垂直轴上的点射出，点坐标为（，0.6R），经过一段时间后进入磁场区域，若带电粒子在磁场中运动的时间是其在磁场运动周期的 ，(粒子重力不计) ．求:
(1)匀强电场的场强E及A点的坐标；
（2）匀强磁场的磁感应强度B；
（3）带电粒子从A点射入到偏转出磁场的过程中运动的总时间T.