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磁场难度计算题
2025-09-25 03:06:38 责编:小OO
文档
1.(2010•海淀区模拟)如图所示,在一个正方形区域abcd内存在磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场,现从ad边的中心O点处,垂直磁场方向射入一速度为v0的带正电粒子,v0与ad边垂直.已知粒子质量为m,带电量为q,正方形的边长为L,不计粒子的重力.

(1)若要使粒子能从ab边射出磁场,求v0的大小范围;

(2)粒子在磁场中运动的最长时间是多少?

 

2.(2008•汕头二模)在直径为d的圆形区域内存在着均匀磁场,磁感应强度为B,磁场方向垂直于圆面指向纸外.一电荷量为q、质量为m的带正电粒子,从磁场区域的一条直径AC上的A点沿纸面射入磁场,其速度方向与AC成a=15°角,如图所示.若此粒子在磁场区域运动过程,速度的方向一共改变了90°.重力可忽略不计,求:

(1)该粒子在磁场区域内运动所用的时间t.

(2)该粒子射入时的速度大小v.

 

3.(2011•无锡一模)在直径为d的圆形区域内存在着均匀磁场,磁感应强度为B,磁场方向垂直于纸面向外.一电荷量为q、质量为m的带正电粒子,从磁场区域的一条直径AC上的A点沿纸面射入磁场,其速度方向与AC成α=30°角,如图所示,若此粒子在磁场区域运动过程中速度的方向改变了120°,粒子的重力忽略不计,求:

(1)该粒子在磁场区域内运动所用的时间t;

(2)该粒子射入时的速度大小v.

 

4.如图所示,分布在半径为r的圆形区域内的匀强磁场,磁感应强度为B,方向垂直于纸面向里,带电量为q、质量为m的带电粒子从磁场的边缘A点沿圆半径AO方向射入磁场,穿过磁场区域后速度方向偏转了2a角,其中tanα=0.5.求:

(1)带电粒子入射速度的大小.

(2)若改变粒子的入射方向但仍保持带电粒子在纸面内运动和速率不变,则粒子在这个磁场中运动的最长时间是多少?

 

5.如图所示的匀强磁场区域abcd为一边长为L的正方形,磁感应强度大小为B,一电荷量为+q,质量为m、重力不计的带电粒子,从ad边的中点o与ad边成30°的角且垂直于磁场方向射入.求:

(1)若要带电粒子在磁场中的飞行时间最长,带电粒子的速度必须满足什么条件?

(2)若要带电粒子从ab边射出,粒子的速度又满足什么条件?

 

6.如图所示,虚线为有界磁场的竖直界面所在处,其区域宽度为d,磁场磁感应强度为B方向垂直纸面向里.有一带电粒子从磁场O点出发,粒子速度大小为v,方同垂直磁场且与水平方向成30°角粒子质量为m电荷量为q,不计粒子重力若要求粒子能从左边边界射出磁场,则对粒子速度v的要求如何?

 

7.(2011•天津模拟)如图所示,半径为R的圆形区域内存在着磁感应强度为B的匀强磁场,方向垂直于纸面向里,一带负电的粒子(不计重力)沿水平方向以速度v正对着磁场圆的圆心入射,通过磁场区域后速度方向偏转了60°角.

(1)求粒子的比荷及粒子在磁场中的运动时间;

(2)如果想使粒子通过磁场区域后速度方向的偏转角度最大,在保持入射方向仍然沿水平方向的基础上,需将粒子的入射点向上平移的距离为多少?

 

8.在真空中,半径R=3cm的圆形区域内有匀强磁场,方向如图所示,磁感应强度B=0.2T,一个带负电粒子,以初速度v0=106m/s从磁场边界上直径AB的一端A射入磁场,已知该粒子的比荷=,不计粒子重力,求

(1)粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径;

(2)若要使粒子飞离磁场时有最大偏向角,θ=?

 

9.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;

(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最大改变了106°角,求磁感应强度B′的范围是多大?(tan53°=)

 

10.如图所示,质量为m、电荷量为e的电子从坐标原点O处沿xOy平面射入第一象限内,射入时的速度方向不同,但大小均为v0.现在某一区域内加一方向向外且垂直于xOy平面的匀强磁场,磁感应强度大小为B,若这些电子穿过磁场后都能垂直地射到与y轴平行的荧光屏MN上,求:

(1)荧光屏上光斑的长度. 

(2)所加磁场范围的最小面积.

 

11.一带电质点,质量为m,电荷量为q,以平行于x轴的速度v从y轴上的a点射入如图所示的第一象限所示的区域、为了使该质点能从x轴上的b点以垂直于x轴的速度v射出,可在适当地方加一个垂直于xOy平面磁感应强度为B的匀强磁场.若此磁场仅分布在一个圆形区域内,试求这个圆形磁场区域的最小半径,重力忽略不计.

 

12.(2006•南通一模)如图所示,现有一质量为m、电荷量为e的电子从y轴上的P(0,a)点以初速度v0平行于x轴射出,为了使电子能够经过x轴上的Q(b,0)点,可在y轴右侧加一垂直于x0y平面向里、宽度为L的匀强磁场,磁感应强度大小为B,该磁场左、右边界与y轴平行,上、下足够宽(图中未画出).已知<a<,L<b.试求磁场的左边界距y轴的可能距离.(结果可用反三角函数表示)

 

13.如图所示,一个质量为m,带电量为+q的粒子以速度v0从O点沿y轴正方向射入磁感应强度为B的圆形匀强磁场区域,磁场方向垂直纸面向外,粒子飞出磁场区域后,从点b处穿过x轴,速度方向与x轴正方向的夹角为300.粒子的重力不计,试求:

(1)粒子在磁场中的运动半径

(2)粒子在磁场中运动的时间.

(3)圆形匀强磁场区域的最小面积.

 

14.如图所示,一质量为m、带电量为q的粒子以速度v0从A点沿等边三角形ABC的AB方向射入磁感应强度为B.方向垂直于纸面的圆形匀强磁场区域中,要使该粒子飞出磁场后沿BC方向,求圆形磁场区域的最小面积.(粒子重力忽略不计)

 

15.(2007•清远一模)如图所示,一个质量为m,带电量为+q的粒子以速度V0从O点沿y轴正方向射入磁感应强度为B的圆形匀强磁场区域,磁场方向垂直纸面向外,粒子飞出磁场区域后,从点b处穿过x轴,速度方向与x轴正方向的夹角为30°.粒子的重力不计,试求:

(1)圆形匀强磁场区域的最小面积?

(2)粒子在磁场中运动的时间?

(3)b点到O点的距离?

 

16.如图所示,一个质量为m,带电荷量为q的正粒子以速度v0从O点沿x轴正方向射入磁感应强度为B的圆形匀强磁场区域,磁场方向垂直纸面向外,粒子飞出磁场区域后,从y负半轴上的a点穿过,其速度方向与y轴负方向的夹角为30°,粒子的重力可忽略不计,试求:

(1)粒子在磁场中运动的时间;

(2)a到O的距离L=?

(3)圆形匀强磁场区域的最小面积.

 

17.如图所示,宽度为d的匀强磁场的磁感应强度为B,方向垂直于纸面向里,现有一个电量为﹣q,质量为m的粒子(不计重力),从a点以垂直于磁场边界PQ并垂直与磁场方向射入磁场,然后从磁场上边界MN上的b点射出磁场,已知ab连线与PQ成60°,求该带电粒子射出磁场时的速度大小.

 18.如图所示的圆形区域内存在匀强磁场,磁场方向与纸面垂直,已知圆形区域的直径AD=d,弦AP与AD的夹角为30°.一个质量为m,带电量为q的带正电的粒子以速度v0自A点沿AP方向射入磁场区域.恰使粒子从D点射出磁场区域;不计粒子重力,求:

(1)匀强磁场的磁感应强度

(2)粒子在磁场中运动多长时间离开磁场区域?

 

19.如图所示,垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B,磁场的宽度为L.一质量为m、带电量为q、速率为V0的正粒子从边界a垂直于磁场方向射入,入射方向与边界a的夹角为θ,求粒子再次从磁场里射出所经历的时间.

 

20.如图所示,在半径为r0的圆形区域内有匀强磁场,磁感应强度为B,磁场方向垂直于纸面向外,已知∠MAC=∠NAC=30°,有一束不计重力的质量为m、带电量为q的正电荷以大小不同的速度从A点沿直径AC方向射入磁场,要使该粒子束只能从MCN弧上射出,求粒子束的速度大小的范围?

 

21.物理学家在科学研究的过程中,经常需要测量微观带电粒子的运动速度.有同学提出如下方案进行粒子速度的测量:如图所示,半径为r的圆形区域内存在着垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B.现有一带电离子(不计重力,已知电量q,质量m),从A沿圆形区域的直径射入磁场,测得离子从C点射出磁场的方向(反向延长通过圆心O点)与初速度方向间的夹角为α.求该离子的运动速度v.

 

22.一质量为m、带电量为+q的粒子以速度v0从O点沿y轴正方向射入一圆形匀强磁场区域,磁场方向垂直纸面向外,粒子飞出磁场区域后,从b处穿过x轴,速度方向与x轴正方向的夹角为30°,同时进入场强E,方向沿x轴负方向成60°角斜向下的匀强电场中,通过了b点正下方c点,如图所示,已知 b到O的距离为L,粒子的重力不计,试求:

(1)磁感应强度B

(2)圆形匀强磁场区域的最小面积;

(3)c点到b点的距离.

23.如图所示,在一个矩形区域abcd内,有两个方向相反且都垂直纸面的匀强磁场分布在以对角线bd为边界的两个区域Ⅰ、Ⅱ内,已知ab边长为L,ad与ac夹角为θ=30°.一质量为m带电量为+q的粒子以

速度V0从Ⅰ区边缘a点沿ad方向射入磁场,随后粒子经过ac与bd交点o进入Ⅱ区(粒子重力不计).

(1)求Ⅰ区的磁感应强度B1的方向和大小

(2)如果粒子最终能从cd边射出磁场,求Ⅱ区磁感应强度B2应满足的条件.

 

24.如图所示,在直角三角形ABC所包围的区域内存在垂直纸面向外的水平匀强磁场,AB边竖直,BC为绝缘水平挡板,且边长BC=2AB=2d,有一重力不计,电荷量为+q,质量为m的粒子以速率v0从AB边中点垂直AB边射入磁场区域,然后垂直打在绝缘挡板BC上并以相同的速率反弹回磁场.求:

(1)在直角三角形ABC内磁场的磁感应强度B.

(2)带电粒子从AB边进入磁场到从AC边射出磁场所用的时间.

 

25.(2009•海南)如图,ABCD是边长为a的正方形.质量为m、电荷量为e的电子以大小为v0的初速度沿纸面垂直于BC变射入正方形区域.在正方形内适当区域中有匀强磁场.电子从BC边上的任意点入射,都只能从A点射出磁场.不计重力,求:

(1)此匀强磁场区域中磁感应强度的方向和大小;

(2)此匀强磁场区域的最小面积.

 

26.(2014•大连模拟)如图所示,矩形区域abcdef分成两个矩形区域,左侧区域充满匀强电场,电场强度为E,方向竖直向上,右侧区域充满匀强磁场,方向垂直纸面向外,be为其分界线.af=L,ab=0.75L,磁场区域的宽度未知.一质量为m、电荷量为e的电子(重力不计)从a点沿ab方向射入电场,从be边的中点g进入磁场.(已知sin37°=0.6,cos37°=0.8),求:

(1)电子射入电场的初速度大小;

(2)若电子能从d点沿ed方向飞出磁场,则磁场区域的宽度ed为多少?

(3)若磁场区域的宽为L,要求电子只能从bc边射出磁场,则磁感应强度应该满足什么条件?

 

27.如图所示,截面为直角三角形的区域内,有一个具有理想边界的匀强磁场,磁场方向垂直纸面向里,磁感应强度大小为B,三角形区域的ab边长为L,θ=30°.一个电子从ab边界外侧由ab边中点处与ab成30°角垂直于磁场方向射入磁场内,已知电子的电荷量为e,质量为m,为使电子能从ac边射出,电子的入射速度v0的大小应该满足什么条件?

28.(2013•漳州模拟)如图所示的区域中,第二象限为垂直纸面向外的匀强磁场,磁感应强度为B,第一、第四象限是一个电场强度大小未知的匀强电场,其方向如图.一个质量为m,电荷量为+q的带电粒子从P孔以初速度v0沿垂直于磁场方向进入匀强磁场中,初速度方向与边界线的夹角θ=30°,粒子恰好从y轴上的C孔垂直于匀强电场射入匀强电场,经过x轴的Q点,已知OQ=OP,不计粒子的重力,求:

(1)粒子从P运动到C所用的时间t;

(2)电场强度E的大小;

(3)粒子到达Q点的动能EK.

 

29.(2014•泰安一模)如图所示,在同一平面内边长均为l的正方形区域abcd和cdef中.分别存在平行于ab方向的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场.质量为m电荷量为q的带电粒子,以速度υ0沿ad方向从a点射入电场,并从dc边的中点O射出,不计重力.

(1)求电场强度的大小;

(2)若粒子垂直于ef边界射出磁场,求它在电、磁场中运动的总时间;

(3)磁场的磁感应强度大小在什么范围内时,粒子才能从de边界射出磁场?

 

30.(2013•宝安区模拟)如图所示,矩形ABCD的AD边长为L,θ=30°.在矩形区域内,对角线BD以上的区域存在有平行于AD向下的匀强电场,对角线BD以下的区域存在有垂直于纸面的匀强磁场(图中未标出),一个质量为m、电荷量为+q的带电粒子(重力不计)以初速度v0从A点沿AB方向进入电场,在对角线 BD上的P处进入磁场,且PD=4L/5,求:

(1)电场强度E的大小和带电粒子经过P点时速度v的大小和方向;

(2)若粒子恰能垂直穿出CD边界,则磁场的磁感应强度B的方向如何?大小为多少?

(3)磁场的磁感应强度B的大小和方向满足什么条件时,粒子不会返回电场区域.下载本文

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