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电场加磁场分立类问题单元过关检测卷(三)带答案高中物理选修3-1艺考生专用

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高中物理专题复习选修 3-1 磁场单元过关检测 考试范围:电场+磁场二者分立问题;满分:100 分 注意事项: 1.答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息 2.请将答案正确填写在答题卡上 评卷人 得分 一、计算题 1. 如图所示,真空室内存在宽度为 d=8cm 的匀强磁场区域,磁感应强度 B=0.332T,磁场方向垂直于纸面向里;ab、cd 足够长,cd 为厚度不计的金箔, 金箔右侧有一匀强电场区域,电场强度 E=3.32×105 N/C,方向与金箔成 37° 角。紧挨边界 ab 放一点状? 粒子放射源 S,可沿纸面向各个方向均匀放射初速 率相同的 ? 粒子,已知:mα =6.64×10-27Kg,qα =3.2×10-19C,初速率 v=3.2× 106 m/s . (sin37°=0.6,cos37°=0.8)求: (1) ? 粒子在磁场中作圆周运动的轨道半径 R; (2) 金箔 cd 被 ? 粒子射中区域的长度 L; (3) 设打在金箔上 d 端离 cd 中心最远的? 粒子沿直线穿出金箔进入电场,在 电场中运动通过 N 点,SN⊥ab 且 SN=40cm,则此? 粒子从金箔上穿出时,损失的 动 能 ?EK 为 多 少 ? 2. 如图甲所示,在真空中半径为 R 的虚线所围的圆形区域内存在着匀强磁场, 磁场方向与纸面垂直。在磁场右侧有一对平行金属板 M 和 N,两板间的距离也为 R , 板 长 为 L ( L > > R ) , 两 板 的 中 心 线 O1 O2 与 磁 场 区 域 的 圆 心 O 在 同 一 直 线 上 , O1 点 在 电 场 的 左 边 缘 。 有 一 电 荷 量 为 + q 、 质 量 为 m 的 带 电 粒 子 , 以 速 率 v0 从 圆 周 上 的 P 点 沿 垂 直 于 半 径 O O1 并 指 向 圆 心 O 的 方 向 进 入 磁 场 。 当 粒 子 从 圆 周 上 的 O1 点 飞 出 磁 场 时 , 给 M 、 N 板 加 上 如 图 乙 所 示 的 交 变 电 压 u 。 最 后 粒 子 刚 好 以 平行于 N 板的速度从 N 板的边缘飞出。不计金属板两端的边缘效应及粒子所受的 重力。 (1)求磁场的磁感应强度 B; (2)求交变电压的周期 T 和电压 U0的值; (3)若 t= T 时刻,将该粒子从 M 4 N 板 的 右 侧 沿 板 的 中 心 线 O2 O1 , 仍 以 v0 射 入 M、N 板之间,求粒子从磁场中射出的点到 P 点的距离。 3.如图所示,真空室内存在宽度为 d=8cm 的匀强磁场区域,磁感应强度 B=0.332T,磁场方向垂直于纸面向里;ab、cd 足够长,cd 为厚度不计的金箔, 金箔右侧有一匀强电场区域,电场强度 ;方向与金箔成 37° 角.紧挨边界 ab 放一点状 a 粒子放射源 S,可沿纸面向各个方向均匀放射初速率 相同的 a 粒子,已知:a 粒子的质量 ,电荷量 , ,向 d 端偏转的 a 粒子射中金箔 cd 的最远位置到 SN 与 cd 交点的距离 L 为 16cm。 求: (1)a 粒子在磁场中作圆周运动的轨道半径 R (2)a 粒射出的初速度 v; (3)设粒子从金箔上穿出时,损失的动能 为 ,速度方向不 变,打在金箔上 d 端离 cd 中心最远的 a 粒子穿出金箔进入电场,在电场中运动 时通过 N 点, 。求:SN 多大 评卷人 得分 一、计算题 1.解析:(1)20cm (2)32cm (3)如下图, Sx ? (SN ? R)sin 53 ?16cm , Sy ? (SN ? R) cos53 ? R ? 32cm , Sx ? V ?t Sy ? 1 2 at 2 a ? q? E m? ?Ek ? 1 2 m?V 2 ? 1 2 m?V ?2 ? 3.19?10?14 J 2.解析:(1)B= m v0 /qR 迹如下图 (2) U0 = 2nmv02 R 2 qL2 (n=1,2,3…) (3)轨 射出的点 Q 到 P 点的距离为 2R 1.如图甲所示,竖直放置的金属板 A、B 中间开有小孔,小孔的连线沿水平放置 的金属板 C、D 的中间线,粒子源 P 可以间断地产生质量为 m、电荷量为 q 的带 正电粒子(初速不计),粒子在 A、B 间被加速后,再进入金属板 C、D 间偏转并 均能从此电场中射出。已知金属板 A、B 间的电压 UAB=U0,金属板 C、D 长度为 L,间距 d= 3L/3。两板之间的电压 UCD 随时间 t 变化的图象如图乙所示。在金 属板 C、D 右侧有一个垂直纸面向里的均匀磁场分布在图示的半环形带中,该环 带的内、外圆心与金属板 C、D 的中心 O 点重合,内圆半径 Rl= 3L/3,磁感应强 度 B 0 = 24mU0 。 已 知 粒 子 在 偏 转 电 场 中 运 动 的 时 间 远 小 于 电 场 变 化 的 周 期 ( 电 场 qL2 变化的周期 T 未知),粒子重力不计。 (1)求粒子离开偏转电场时,在垂直于板面方向偏移的最大距离; (2)若所有粒子均不能从环形磁场的右侧穿出,求环带磁场的最小宽度; (3)若原磁场无外侧半圆形边界且磁感应强度 B 按如图丙所示的规律变化,设 垂直纸面向里的磁场方向为正方向。t=T/2 时刻进入偏转电场的带电微粒离开电 场后进入磁场, t=3T/4 时该微粒的速度方向恰好竖直向上,求该粒子在磁场中 运动的时间为多少? {答案}解析:(1) 3 L (注意:运动时间远小于电场变化周期的含义。即在偏 6 转电场中运动时间极短,电压没有来得及发生改变。由此可以得到,T/2 时刻进 入时偏转距离最大)。 ( 2 ) (1? 3 3 )L ( 注 意 : 几 何 关 系 (R2 ? R)2 ? R2 ? R12



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