大学物理电场习题求解_百度知道
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取圆柱体高斯面，使柱体的高垂直于板面，柱体的中心在距离原点为b的地方，柱体的高度为2(b-a)。
由对称性可知：1）大薄板内部的场强必无平行于板面方向的分量——全部电场都是垂直于板面的；2）上述圆柱体的两个底面上的电场强度一定是等大而反向的，设为E。
柱面的侧面上电场方向与侧面平行，所以那里没有电通量，整个高斯面的电通量就是两底面上的电通量T=2SE；这个高斯面所包围的总电荷Q=ρ(S*2(b-a))。由高斯定理可知：T=Q/ε0，即2SE=2ρS(b-a)/ε0，即E=ρ(b-a)/ε0。方向不难确定，略。
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出门在外也不愁大学物理电学一章 题目如图 求详解_百度知道
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B　　关键四点：1）无限大平板只要它带电的电荷密度的绝对值相同（即不论正负），那么它在它两侧产生的电场强度的大小就相同。2）带正电时，电场强度的方向是由板子指向两侧的无穷远；带负电时，电场强度的方向是由两侧的无穷远指向板子。3）无限大平板在它两侧产生的匀强的电场强度的电场线是垂直于平板的直线。4）电场满足叠加原理。　　设题中三块板各自单独存在时所产生的电场的场强大小都是E。　　开始，只有AC两板。两板之间，带正负电荷的两板的场强方向都是向右，两场叠加相长，为2E。两板之外，带正负电荷的两板的场强方向彼此相反，两场叠加相消，为0。　　后来，插入B板。它在其左侧（即P点所在一侧）的场强指向远方——向左，大小也是E，这个电场与上段所述的向右的、大小为2E的电场再次叠加，结果消弱了一半，变成向右的、大小为E的电场。　　两相对比，P点的场强由开始的2E变为E——变为原来的一半。　　（AB两板间的场强如上所说由开始的2E变为E，而BC两板间的场强则由开始的2E变为3E。）
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出门在外也不愁2015年高考物理磁场试题分类解析
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2015年高考物理磁场试题分类解析
作者：佚名 资料来源：网络 点击数： &&&
2015年高考物理磁场试题分类解析
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文章来源莲 山课件 w ww.5 Y
2015年高考物理真题分类汇编：磁场(2015新课标I-14). 两相邻的匀强磁场区域的磁感应强度大小不同，方向平行。一速度方向与磁感应强度方向垂直的带电粒子（不计重力），从较强磁场区域进入到较弱磁场区域后，粒子的A. 轨道半径减小，角速度增大&&&&&&& B. 轨道半径减小，角速度减小C. 轨道半径增大，角速度增大&&&&&&& D. 轨道半径增大，角速度减小【答案】D【考点】洛伦兹力的公式；带电粒子在匀强磁场中的运动【解析】由于磁场方向与速度方向垂直，粒子只受洛伦兹力作用，带电粒子在磁场中所受的洛伦兹力提供所需的向心力：qvB=m& ,得到轨道半径r=& ，由于洛伦兹力不做功，故带电粒子的线速度v不变，当粒子从较强到较弱磁场区域后，B减少时，r增大；由角速度ω=& 可判断角速度减小，故选项D正确。【2015新课标II-18】18. 指南针是我国古代四大发明之一。关于指南针，下列说明正确的是A. 指南针可以仅具有一个磁极B. 指南针能够指向南北，说明地球具有磁场C.指南针的指向会受到附近铁块的干扰D.在指南针正上方附近沿指针方向放置一直导线，导线通电时指南针不偏转【答案】BC&考点：安培定则【2015新课标II-19】19. 有两个匀强磁场区域I和 II，I中的磁感应强度是II中的k倍，两个速率相同的电子分别在两磁场区域做圆周运动。与I中运动的电子相比，II中的电子A. 运动轨迹的半径是I中的k倍B. 加速度的大小是I中的k倍C. 做圆周运动的周期是I中的k倍D. 做圆周运动的角速度是I中的k倍【答案】AC【解析】&考点：带电粒子在磁场中的运动；圆周运动【2015重庆-1】. 题1图中曲线a、b、c、d为气泡室中某放射物质发生衰变放出的部分粒子的经迹，气泡室中磁感应强度方向垂直纸面向里。以下判断可能正确的是&A.a、b为 粒子的经迹&& B. a、b为 粒子的经迹&& C. c、d为 粒子的经迹& D. c、d为 粒子的经迹【答案】D&考点：本题考查放射线的性质、带电粒子在磁场中的运动。【2015重庆-7】.（15分）音圈电机是一种应用于硬盘、光驱等系统的特殊电动机.题7图是某音圈电机的原理示意图，它由一对正对的磁极和一个正方形刚性线圈构成，线圈边长为 ，匝数为 ，磁极正对区域内的磁感应强度方向垂直于线圈平面竖直向下，大小为 ，区域外的磁场忽略不计.线圈左边始终在磁场外，右边始终在磁场内，前后两边在磁场内的长度始终相等.某时刻线圈中电流从P流向Ｑ，大小为 ．（１）求此时线圈所受安培力的大小和方向。（２）若此时线圈水平向右运动的速度大小为 ，求安培力的功率．&【答案】（1） ，方向水平向右 ；（2） &考点：本题考查安培力、功率。【2015重庆-9】.（18分）题9图为某种离子加速器的设计方案.两个半圆形金属盒内存在相同的垂直于纸面向外的匀强磁场.其中 和 是 间距为 的两平行极板，其上分别有正对的两个小孔 和 ， ，P为靶点， （ 为大于1的整数）.极板间存在方向向上的匀强电场，两极板间电压为 .质量为 、带电量为 的正离子从 点由静止开始加速，经 进入磁场区域.当离子打到极板上 区域（含 点）或外壳上时将会被吸收.两虚线之间的区域无电场和磁场存在，离子可匀速穿过.忽略相对论效应和离子所受的重力.求：（1）离子经过电场仅加速一次后能打到P点所需的磁感应强度大小； （2）能使离子打到P点的磁感应强度的所有可能值；（3）打到P点的能量最大的离子在磁场中运动的时间和在电场中运动的时间。&【答案】（1）&& （2） ， （3） ，
【解析】试题分析：（1）离子经电场加速，由动能定理： ，可得 磁场中做匀速圆周运动， 刚好打在P点，轨迹为半圆，由几何关系可知 联立解得 （2）若磁感应强度较大，设离子经过一次加速后若速度较小，圆周运动半径较小，不能直接打在P点，而做圆周运动到达 右端，再匀速直线到下端磁场，将重新回到O点重新加速，直到打在P点。设共加速了n次，有： &且 解得： ，要求离子第一次加速后不能打在板上，有 ，且 ， 解得： 故加速次数n为正整数最大取 即& （3）加速次数最多的离子速度最大，取 ，离子在磁场中做n-1个完整的匀速圆周运动和半个圆周打到P点。由匀速圆周运动 &电场中一共加速n次，可等效成连续的匀加速直线运动.由运动学公式&&可得： 考点：本题考查带电粒子在电场和磁场中的运动、牛顿第二定律、运动学公式。（2015浙江-25）使用回旋加速器的实验需要把离子束从加速器中引出，离子束引出的方法有磁屏蔽通道法和静电偏转法等。质量为m，速度为v的离子在回旋加速器内旋转，旋转轨道时半径为r的圆，圆心在O点，轨道在垂直纸面向外的匀强磁场中，磁感应强度为B。为引出离子束，使用磁屏蔽通道法设计引出 器。引出器原理如图所示，一堆圆弧形金属板组成弧形引出通道，通道的圆心位于 点（ 点图中未画出）。引出离子时，令引出通道内磁场的磁感应强度降低，从而使离子从P点进入通道，沿通道 中心线从Q点射出。已知OQ长度为L。OQ与OP的夹角为 ，&（1）求离子的电荷量q并判断其正负（2）离子从P点进入，Q点射出，通道内匀强磁场的磁感应强度应降为 ，求 （3）换用静电偏转法引出离子束，维持通道内的原有磁感应强度B不变，在内外金属板间加直流电压，两板间产生径向电场，忽略边缘效应。为使离子仍从P点进入，Q点射出，求通道内引出轨迹处电场强度E的方向和大小【答案】（1） ，正电荷（2） （3） 【解析】试题分析：（1）离子做圆周运动&&&&&& ①解得 ，正电荷&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& ②（2）如图所示&&， ， 引出轨迹为圆弧&&&&&&&&&&&&&&&&&& ③&考点：回旋加速器，带电粒子在电磁场中的运动（2015四川-7）．如图所示，S处有一电子源，可向纸面内任意方向发射电子，平板MN垂直于纸面，在纸面内的长度L＝9.1cm，中点O与S间的距离d＝4.55cm，MN与SO直线的夹角为θ，板所在平面有电子源的一侧区域有方向垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度B＝2.0×10－4T，电子质量m＝9.1×10－31kg，电量e＝－1.6×10－19C，不计电子重力。电子源发射速度v＝1.6×106m/s的一个电子，该电子打在板上可能位置的区域的长度为l，则&A．θ＝90°时，l＝9.1cm&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& B．θ＝60°时，l＝9.1cmC．θ＝45°时，l＝4.55cm&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& D．θ＝30°时，l＝4.55cm【答案】AD【解析】试题分析：电子在磁场中受洛伦兹力作用做匀速圆周运动，根据洛伦兹力大小计算公式和向心力 公式有：evB＝ ，解得电子圆周运动的轨道半径为：r＝ ＝ m＝4.55×10－2m＝4.55cm，恰好有：r＝d＝L/2，由于电子源S，可向纸面内任意方向发射电子，因此电子的运动轨迹将是过S点的一系列半径为r的等大圆，能够打到板MN上的区域范围如下图所示，实线SN表示电子刚好经过板N端时的轨迹，实线SA表示电子轨迹刚好与板相切于A点时的轨迹，因此电子打在板上可能位置的区域的长度为：l＝NA，&&& 考点：带电粒子在有界磁场中的运动。【2015山东-24】. 如图所示，直径分别为D和2D的同心圆处于同一竖直面内，O为圆心，GH为大圆的水平直径。两圆之间的环形区域（Ⅰ区）和小圆内部（Ⅱ区）均存在垂直圆面向里的匀强磁场。间距为d的两平行金属极板间有一匀强电场，上极 板开有一小孔。一质量为m，电量为+q的粒子由小孔下方d/2处静止释放，加速后粒子以竖直向上的速度v射出电场，由点紧靠大圆内侧射入磁场。不计粒子的重力。&（1）求极板间电场强度的大小；（2）若粒子运动轨迹与小圆相切，求区磁感应强度的大小；（3）若Ⅰ区，Ⅱ区磁感应强度的大小分别为2mv/qD，4mv/qD，粒子运动一段时间后再次经过H点，求这段时间粒子运动的路程。【答案】（1） （2） 或 （3）5.5πD&（3）若Ⅰ区域的磁感应强度为 ，则粒子运动的半径为 ；Ⅱ区域的磁感应强度为 ，则粒子运动的半径为 ；设粒子在Ⅰ区和Ⅱ区做圆周运动的周期分别为T1、T2，由运动公式可得：&； &据题意分析，粒子两次与大圆相切的时间间隔内，运动轨迹如图所示，根据对称性可知，Ⅰ区两段圆弧所对的圆心角相同，设为 ，Ⅱ区内圆弧所对圆心角为 ，圆弧和大圆的两个切点与圆心O连线间的夹角设为 ，由几何关系可得： ； ； 粒子重复上述交替运动回到 H点，轨迹如图所示，设粒子在Ⅰ区和Ⅱ区做圆周运动的时间分别为t1、t2，可得： ； &设粒子运动的路程为s，由运动公式可知：s=v(t1+t2)联立上述各式可得：s=5.5πD考点：带电粒子在匀强磁场中的运 动；动能定理。【2015广东-16】16、在同一匀强磁场中，a粒子（ ）和质子（ ）做匀速圆周运动，若它们的动量大小相等，则a粒子和质子A、运动半径之比是2:1B、运动周期之比是2:1C、运动速度大小之比是4:1D. 受到的洛伦兹力之比是2:1【答案】B【考点】动量；洛伦兹力的公式；带电粒子在匀强磁场中的运动【解析】a粒子和质子质量之比为4 ：1，电荷量之比为2 ：1 ，由于动量相同，故速度之比为1 ：4，选项C错误；在同一匀强磁场B中，带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径r =& ，得两者的运动半径之比为1 ：2，选项A错误；带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的周期T =& ，得周期之比为2 ：1，选项B正确；由带电粒子在匀强磁场中受到的洛伦兹力f = qvB，得受到的洛伦兹力之比为1 ：2，选项D错误。【2015福建-18】18．如图，由某种粗细均匀的总电阻为3R的金属条制成的矩形线框abcd，固定在水平面内且处于方向竖直向下的匀强磁场B中。一接入电路电阻为R的导体棒PQ，在水平拉力作用下沿ab、dc以速度v匀速滑动，滑动过程PQ始终与ab垂直，且与线框接触良好，不计摩擦。在PQ从靠近ad处向bc滑动的过程中（& ）&A．PQ中电流先增大后减小B．PQ两端电压先减小后增大C．PQ上拉力的功率先减小后增大D．线框消耗的电功率先减小后增大【答案】：C&& 【2015福建-22】22. 如图，绝缘粗糙的竖直平面MN左侧同时存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场，电场方向水平向右，电场强度大小为E，磁场方向垂直纸面向外，磁感应强度大小为B。一质量为m、电荷量为q的带正电的小 滑块从A点由静止开始沿MN下滑，到达C点时离开MN做曲线运动。A、C两点间距离为h，重力加速度为g。&（1）求小滑块运动到C点时的速度大小vc；（2）求小滑块从A点运动到C点过程中克服摩擦力做的功Wf；（3）若D点为小滑块在电场力、洛伦兹力及重力作用下运动过程中速度最大的位置，当小滑块运动到D点时撤去磁场，此后小滑块继续运动到水平地面上的P点。已知小滑块在D点时的速度大小为vD，从D点运动到P点的时间为t，求小滑块运动到P点时速度的大小vp.【答案】：（1）E/B& （2 ） （3） 【解析】试题分析：（1）由题意知，根据左手定则可判断，滑块在下滑的过程中受水平向左的洛伦兹力，当洛伦兹力等于电场力qE时滑块离开MN开始做曲线运动，即Bqv=qE解得：v=E/B（2）从A到C根据动能定理： 解得： （3）设重力与电场力的合力为F，由图意知，在D点速度vD的方向与F地方向垂直，从D到P做类平抛运动，在F方向做匀加速运动a=F/m，t时间内在F方向的位移为 从D到P，根据动能定理： ，其中 联立解得： 【2015江苏-4】4．如图所示，用天平测量匀强磁场的磁感应强度，下列各选项所示的载流线圈匝数相同，边长NM相等，将它们分别挂在天平的右臂下方，线圈中通有大小相同的电流，天平处于平衡状态，若磁场发生微小变化，天平最容易失去平衡的是&&【答案】A&【2015江苏-15】15．（16分）一台质谱仪的工作原理如图所示，电荷量均为+q、质量不同的离子飘入电压为 的加速电场，其初速度几乎为零，这些离子经过加速后通过狭缝O沿着与磁场垂直的方向进入磁感应强度为B的匀强磁场，最后打在底片上，已知放置底片区域已知放置底片的区域MN =L，且OM =L。某次测量发现MN中左侧 区域MQ损坏，检测不到离子，但右侧 区域QN仍能正常检测到离子. 在适当调节加速电压后，原本打在MQ的离子即可在QN检测到。（1）求原本打在MN中点P的离子质量m；（2）为使原本打在P的离子能打在QN区域，求加速电压U的调节范 围；（3）为了在QN区域将原本打在MQ区域的所有离子检测完整，求需要调节U的最少次数。（取 ； ）【答案】（1）&& （2）& （3）3次【解析】（1）离子在电场中加速： 在磁场中做匀速圆周运动： 解得： 代入 ，解得 &【2015海南-1】如图，a是竖直平面P上的一点，P前有一条形磁铁垂直于P，且S极朝向a点，P后一电子在偏转线圈和条形磁铁的磁场的共同作用下，在水平面内向右弯曲经过a点。在电子经过a点的瞬间。条形磁铁的磁场对该电子的作用力的方向（）&A．向上&& B.向下&& C.向左&&&& D.向右 【答案】A&【2015天津-12】12．(20分)现代科学仪器常利用电场、磁场控制带电粒子的运动。真空中存在着如图所示的多层紧密相邻的匀强电场和匀强磁场，电场与磁场的宽度均为d。电场强度为E．方向水平向右；磁感应强度为B．方向垂直纸面向里。电场、磁场的边界互相平行且与电场方向垂直。一个质量为m、电荷量为q的带正电粒子在第1层电场左侧边界某处由静止释放．粒子始终在电场、磁场中运动，不计粒子重力及运动时的电磁辐射。(1)求粒子在第2层磁场中运动时速度v2的大小与轨迹半径r2(2)粒子从第n层磁场右侧边界穿出时，速度的方向与水平方向的夹角为θn ．试求sinθ ；(3)若粒子恰好不能从第n层磁场右侧边界穿出．试问在其他条件不变的情况下，也进入第n层磁场．但比荷较该粒子大的粒子能否穿出该层磁场右侧边界，请简要推理说明之。
【答案】&文章来源莲 山课件 w ww.5 Y
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? ? ? ? ? ? ? ? ? ?高中物理带电粒子在电场中的运动典型例题解析_百度文库
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高中物理带电粒子在电场中的运动典型例题解析
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十年高考试题分类解析-物理 专题10 带电粒子在电场中的运动（2013高考）
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