2008高考物理总复习 电场与磁场计算题.docVIP

2008高考物理总复习 电场与磁场计算题 1．如图所示，A和B是两个相同的带电小球，可视为质点，质量均为m，电荷量均为q，A固定在绝缘地面上，B放在它的正上方很远距离的一块绝缘板上，现手持绝缘板使B从静止起以恒定的加速度a（ag）竖直下落h时，B与绝缘板脱离．静电力常量为k ，求： （1）B刚脱离绝缘板时的动能． （2）B在脱离绝缘板前的运动过程中，电场力和板的支持力对B做功的代数和W。 （3）B脱离绝缘板时离A的高度H。 2．如图所示，A、B为两块平行金属板，A板带正电、B板带负电。两板之间存在着匀强电场，两板间距为d、电势差为U，在B板上开有两个间距为L的小孔。C、D为两块同心半圆形金属板，圆心都在贴近B板的O’处，C带正电、D带负电。两板间的距离很近，两板末端的中心线正对着B板上的小孔，两板间的电场强度可认为大小处处相等，方向都指向O’。半圆形金属板两端与B板的间隙可忽略不计。现从正对B板小孔紧靠A板的O处由静止释放一个质量为m、电量为q的带正电微粒（微粒的重力不计），问： （1）微粒穿过B板小孔时的速度多大？ （2）为了使微粒能在CD板间运动而不碰板，CD板间的电场强度大小应满足什么条件？ （3）从释放微粒开始，经过多长时间微粒通过半圆形金属板间的最低点P点？ 3．内壁光滑的圆环状管子固定在竖直平面内，环的圆心位于坐标圆点，圆环的半径为R，x轴位于水平面内，匀强电场在竖直平面内方向竖直向下，y轴左侧场强大小，右侧场强大小为．质量为m、电荷量为q的带正电小球从A点进入管中并沿逆时针方向运动，小球的直径略小于管子的内径，小球的初速度不计，求： （1）小球到达B点时的加速度； （2）小球到达C点时对圆环的压力； （3）通过进一步计算说明这种物理模型存在的问题及形成原因． 4．如图所示，一个质量为m =2.0×10-11kg，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 =cm。求：（1）微粒进入偏转电场时的速度v0（2）微粒射出偏转电场时的偏转角θ（3）若该匀强磁场的宽度为D=10cm，为使微粒不会由磁场右边射出，该匀强磁场的磁感应强度B至少多大？ 6．如图所示，真空中有一以（r，0）为圆心，半径为r的圆柱形匀强磁场区域，磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向里，在y≥r的范围内，有方向水平向左的匀强电场，电场强度的大小为E；从O点向不同方向发射速率相同的质子，质子的运动轨迹均在纸面内. 已知质子的电量为e，质量为m，质子在磁场中的偏转半径也为r，不计重力及阻力的作用，求： （1）质子射入磁场时的速度大小； （2）速度方向沿x轴正方向射入磁场的质子，到达y轴所需的时间； （3）速度方向与x轴正方向成30°角（如图中所示）射入磁场的质子，到达y轴的位置坐标. 7．如图所示，x轴上方存在磁感应强度为B的圆形匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向外（图中未画出）。x轴下方存在匀强电场，场强大小为E，方向沿与x轴负方向成60°角斜向下。一质量为m，带电量为＋e的质子以速度v0从O点沿y轴正方向射入匀强磁场区域。质子飞出磁场区域后，从b点处穿过x轴进入匀强电场中，速度方向与x轴正方向成30°，之后通过了b点正下方的c点。不计质子的重力。 （1）画出质子运动的轨迹，并求出圆形匀强磁场区域的最小半径和最小面积； （2）求出O点到c点的距离 时，将该粒子从MN板右侧沿板的中心线O2O1，仍以速率v0射入M、N之间，求粒子从磁场中射出的点到P点的距离． [ (1)mah (2)-m(g-a)h (3)[kq2/(mg-ma)]1/2 ] （1）微粒在加速电场中由动能定理得： ① 解得v0=1.0×104m/s ……3分 （2）微粒在偏转电场中做类平抛运动，有： ， ……2分 飞出电场时，速度偏转角的正切为： ② 解得 θ=30o ……3分 （3）进入磁场时微粒的速度是： ③ 轨迹如图，由几何关系有： ④ ……2分 洛伦兹力提供向心力： ⑤ 由③～⑤联立得： 代入数据解得：B ＝/5=0.346T ……2分 所以，为使微粒不会由磁场右边射出，该匀强磁场的磁感应强度B至少为0.3T。 B =0.35T照样给分) 解：（1）为 ⑴ 解得 （2）微粒进入半圆形金属板后，电场力提供向心力，有 ⑵ 联立⑴、⑵，得 （3）微粒从释放开始经t1射出B板的小孔，则