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高中物理磁场大题 一．解答题（共 30 小题） 1．如图甲所示，建立 Oxy 坐标系，两平行极板 P、Q 垂直于 y 轴且关于 x 轴对 称，极板长度和板间距均为 l，第一四象限有磁场， 方向垂直于 Oxy 平面向里．位 于极板左侧的粒子源沿 x 轴间右连续发射质量为 m、电量为 +q、速度相同、 重力 不计的带电粒子在 0～3t 0 时间内两板间加上如图乙所示的电压 （不考虑极边缘的 影响）．已知 t=0 时刻进入两板间的带电粒子恰好在 t 0 时刻经极板边缘射入磁 场．上述 m、q 、l、t 、B 为已知量． （不考虑粒子间相互影响及返回板间的情况） 0 （1）求电压 U 的大小． 0 （2）求 t0 时进入两板间的带电粒子在磁场中做圆周运动的半径． （3）何时射入两板间的带电粒子在磁场中的运动时间最短？求此最短时间． 2 ．如图所示， 在 xOy 平面内，0 ＜x＜2L 的区域内有一方向竖直向上的匀强电场， 2L＜x＜3L 的区域内有一方向竖直向下的匀强电场， 两电场强度大小相等． x＞3L 的区域内有一方向垂直于 xOy 平面向外的匀强磁场． 某时刻， 一带正电的粒子从 坐标原点以沿 x 轴正方向的初速度 v0 进入电场；之后的另一时刻，一带负电粒 子以同样的初速度从坐标原点进入电场． 正、负粒子从电场进入磁场时速度方向 与电场和磁场边界的夹角分别为 60°和 30°，两粒子在磁场中分别运动半周后在 某点相遇． 已经两粒子的重力以及两粒子之间的相互作用都可忽略不计， 两粒子 带电量大小相等．求： （1）正、负粒子的质量之比 m ：m ； 1 2 （2）两粒子相遇的位置 P 点的坐标； 第 1 页（共 70 页） （3）两粒子先后进入电场的时间差． 3．如图所示，相距为 R 的两块平行金属板 M、N 正对着放置， s 、s 分别为 M 、 1 2 、s 、O 三点共线，它们的连线垂直 M 、N，且 s N 板上的小孔， s1 2 2O=R．以 O 为 圆心、 R为半径的圆形区域内存在磁感应强度为 B、方向垂直纸面向外的匀强磁 场． D 为收集板，板上各点到 O 点的距离以及板两端点的距离都为 2R，板两端 点的连线垂直 M、N 板．质量为 m、带电量为 +q 的粒子，经 s 进入 M 、N 间的 1 电场后，通过 s 进入磁场．粒子在 s 处的速度和粒子所受的重力均不计． 2 1 （1）当 M 、N 间的电压为 U 时，求粒子进入磁场时速度的大小 υ； （2）若粒子恰好打在收集板 D 的中点上，求 M 、N 间的电压值 U ；