高中物理电磁场综合题

如图16－103(所示，在x轴上方有匀强电场，场强为E，在x轴下方有匀强磁场，磁感应强度为B，方向如图所示，在x轴上有一点M，离O点距离为L，现有一带电量为＋q的粒子，从静止开始释放后能经过M点，求：
(1)如果此粒子放在y轴上，其坐标应满足什么关系？
(2)如果此粒子不放在y轴上，其x、y坐标应满足什么关系？(重力忽略不计)

如图16－101所示，电源电动势E＝2V，r＝0.5Ω，竖直导轨宽L＝0.2m，导轨电阻不计．另有一金属棒质量m＝0.1kg、电阻R＝0.5Ω，它与导轨间的动摩擦因数μ＝0.4，靠在导轨的外面．为使金属棒不滑，施一与纸面夹角为30°且与导体棒垂直指向纸里的匀强磁场，(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取g＝10m/s2)．求：
(1)此磁场的方向．
(2)磁感强度B的取值范围．

如图16－107所示，两个共轴的圆筒形金属电极，外电极接地，其上均匀分布着平行于轴线的四条狭缝a、b、c和d，外筒的外半径为r0．在圆筒之外的足够大区域中有平行于轴线方向的均匀磁强，磁感应强度的大小为B．在两极间加上电压，使两圆筒之间的区域内有沿半径向外的电场．一质量为m、带电量为＋q的粒子，从紧靠内筒且正对狭缝a的S点出发，初速为零．如果该粒子经过一段时间的运动之后恰好又回到出发点S，则两电极之间的电压U应是多少？(不计重力，整个装置在真空中)．

(1996年全国，26)设在地面上方的真空室内，存在匀强电场和匀强磁场，已知电场强度和磁感应强度的方向是相同的，电场强度的大小为E＝4.0V/m，磁感应强度的大小B＝0.15T，今有一带负电的质点以v＝20m/s的速度在此区域内沿垂直场强方向做匀速直线运动，求此带电质点的电量与质量之比q/m以及磁场的所有可能方向(角度可用反三角函数表示)．

如图甲所示，在竖直平面内有一半径为R=" 0.4" m的圆形绝缘轨道，匀强磁场垂直于轨道平面向里，一质量为m= 1×10^-3 kg、带电荷量为q= +3×10^-2 C的小球，可在内壁滚动.开始时，在最低点处给小球一个初速度v₀，使小球在竖直平面内逆时针做圆周运动，图乙（a）是小球在竖直平面内做圆周运动的速率v随时间t变化的情况，图乙（b）是小球所受轨道的弹力F随时间t变化的情况，结合图象所给数据，（取g=" 10" m/s²）求：
（1）匀强磁场的磁感应强度；
（2）小球的初速度v₀

如图所示，一块长为b，宽为a，厚为h=0.1mm的铜片，放在B=1.5T的匀强磁场中，磁场方向与铜片表面垂直．若铜片中通有自左向右的I=2A的电流时，铜片前后两侧面会形成一个电势差．金属导线中电流I与自由电子定向移动速度v、导线横截面积S间存在关系I=neSv，式中n为单位体积内的自由电子个数，若每个金属导体中每个原子仅提供一个自由电子(即自由电子数与金属内所含原子数相同)，试求：

(1)铜片前后侧面哪一面电势高?电势差为多少?
(2)在磁场和电流不变的条件下，如何改变金属片尺寸，可以增大该电势差?
(铜的密度近似为9.0×，铜的原子量近似为60，阿伏伽德罗常数为6.0×，电子电量为1.6×C)

如图所示，很长的平行边界面M、N、P间距分别为，其间分别有磁感强度为B1与的匀强磁场区I和II，磁场方向均垂直纸面向里。已知≠，一个带正电的粒子电量为q，质量为m，以大小为v_o的速度垂直边界面M与磁场方向射入MN间磁场区，试讨论粒子速度v_o应满足什么条件，才可通过这两个磁场区，并从边界面P射出？（不计粒子重力）

某空间存在着变化的电场和另一变化的磁场，电场方向向右，即图中由b点到c点的方向，电场强度大小变化如图中E-t图像，磁感强度变化如图中B-t图像。已知ab垂直于bc，，在a点，从第1s末时刻开始，每隔2s有一相同带电粒子（粒子重力不计）沿ab方向以速度v射出，这些粒

子都恰能击中c点，且粒子在ac间运动时间小于1s，求：
(1)图像中E₀和B₀的比值。
(2)第二个粒子和第一个粒子从射出到击中c点所用时间的比值。

如图所示，PQ为一块长为L，水平放置的绝缘平板，整个空间存在着由右向左的匀强电场，板的右半部分还存在着垂直纸面向里的有界匀强磁场。一质量为m带电量为q的物体，从板左端P由静止开始做匀加速运动，进入磁场后作匀速运动.离开磁场后又做匀减速速运动,最后停在C点。已，物体与绝缘板间摩擦因数为.
求：(1)物体带何种电？
(2)物体与板碰撞前后的速度各是多大？
(3)电场强度E及磁感强度B多大？

如图中，XOZ是光滑水平面；空间有沿+Z方向的匀强磁场，其磁感强度为B。现有两块平行金属板，彼此间距为d，构成一个电容为C的平行板电容器；在两板之间焊一根垂直两板的金属杆PP'，已知两板和杆PP'的总质量为m，若对此杆PP'作用一个沿+X方向的恒力F，试推求此装置匀加速平移的加速度a的表达式。（用B、c、d、m、F等表示）

长方形导体如图放置，在垂直x轴的两面加电压U，电流为I且沿x轴正方向流动．如沿Z轴正方向加一个磁感强度为B的匀强磁场，则在垂直于y轴的两个侧面上得到电压为U'．试求导体中单位体积内的自由电子数n．

横截面是矩形，abcd的金属导体，放在匀强磁场中，通过电流I时，测得ab边比cd边电势高，如图所示。若导体中单位长度的电子数为n，电子电量为e，ab边长为,bc边长为。要使ab边比cd边电势高U，所加磁场的磁感强度的最小值是多少？磁场的方向是怎样的？

如图所示是利用“霍尔元件”测量磁场的磁感应强度的示意图．“霍尔元件”是由半导体材料制成的矩形薄片，它的四边各有一条引线．把它放入匀强磁场中，使薄片平面与磁场方向垂直，A．B两引线与直流电源相连，C．D两引线与电压表相连．已知该半导体材料中单位体积内的自由电荷数为n、每个自由电荷的电量为q，元件的A．B两边距离为A．C．D两边距离为B．厚度为d，通过电流表读出元件中通过的电流为I、从电压表读出电压为U．

(1)已知磁场方向向下，C．D两引线哪边的电势较高？
(2)求磁感应强度B的大小．
 

如图，一块铜板，左右两面接入电路中，有电流I自左向右流过铜板．当一匀强磁场垂直前表面穿入铜板，从后表面垂直穿出时，铜板上、下两面之间出现电势差，求：(1)上、下两面哪个表面电势高?(2)若铜板两面间距为d，铜板单位体积内的自由电子数为 n，电子电量为 e，则上、下表面间的电势差 U多大？