高中物理综合题

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＝4.0 V/m，磁感应强度的大小为B＝0.15 T.今有一带负电的质点，以v＝20 m/S的速度在此区域内沿垂直场强的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15-5-8所示，带负电的粒子垂直磁场方向进入圆形匀强磁场区域，出磁场时速度偏离原方向60°角.已知带电粒子质量m=3×10^-20kg，电荷量q=10^-13C，速度v₀=10⁵m/S，磁场区域的半径R=×10^-1m，不计重力.求磁场的磁感应强度.
               
图15-5-8　　　　　          图15-5-9

图15-5-15是测量带电粒子质量的仪器工作原理示意图，设法使某有机化合物的气态分子导入图中所示的容器A中，使它受到电子束轰击，失去一个电子变成为正一价的分子离子，分子离子从狭缝S₁以很小的速度进入电压为U的加速电场区（初速度不计），加速后，再通过狭缝S₂、S₃射入磁感应强度为B的匀强磁场，方向垂直于磁场区的界面PQ.最后，分子离子打到感光片上，形成垂直于纸面且平行狭缝S₃的细线.若测得细线到狭缝S₃的距离为d.导出分子离子的质量m的表达式.

图15-5-15

如图所示，一个电子从M板附近由静止开始被电场加速，又从N板的小孔水平射出，并垂直磁场方向进入一个半径为R的圆形匀强磁场B的区域．若入射点为b，且v₀与Ob成30°角，要使电子在磁场中飞过的距离最大，则两板间的电势差U是多大?(电子质量为m、电荷量为e)

如图15-5-10所示，匀强磁场的磁感应强度为B，垂直纸面向里，宽度为d ₀，一电荷量为e的电子以水平速度v ₀垂直射入磁场中，穿出磁场时，速度与竖直方向的夹角为60°.求：
（1）电子的质量m；
（2）电子在磁场中的运动时间.
        
图15-5-10　　　　　图15-5-11

如图所示，水平放置的厚度均匀的铝箔，置于匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里，一带电粒子进入磁场后在磁场中做匀速圆周运动，到达P点垂直穿过铝箔后仍做匀速圆周运动，粒子每次穿过铝箔时损失的能量都相同，如图中两圆弧半径R=25 cm，r="20" cm.问：
（1)这个粒子带何种电荷；
(2)该粒子总共能穿过铝箔多少次?

如图11-44所示，将带电荷量Q＝0.3 C、质量m′="0.15" kg 的滑块放在小车的绝缘板的右端，小车的质量M="0.5" kg，滑块与绝缘板间动摩擦因数μ=0.4，小车的绝缘板足够长，它们所在的空间存在着磁感应强度B="20" T 的水平方向的匀强磁场.开始时小车静止在光滑水平面上，一摆长 L="1.25" m、摆球质量 m＝0.3 kg的摆从水平位置由静止释放，摆到最低点时与小车相撞，如图11-44所示，碰撞后摆球恰好静止，g取10 m/s².求：
（1）摆球与小车的碰撞过程中系统损失的机械能ΔE.
（2）碰撞后小车的最终速度.

图11-44

如图所示，相互平行的竖直分界面MN、PQ，相距L，将空间分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ区.Ⅰ、Ⅲ区有水平方向的匀强磁场，Ⅰ区的磁感应强度未知，Ⅲ区的磁感应强度为B；Ⅱ区有竖直方向的匀强电场（图中未画出）.一质量为m、电荷量为e的电子，自MN上的O点以初速度v₀水平射入Ⅱ区，此时Ⅱ区的电场方向竖直向下，以后每当电子刚从Ⅲ区进入Ⅱ区或从Ⅰ区进入Ⅱ区时，电场突然反向，场强大小不变，电子总是经过O点且水平进入Ⅱ区.

（1）画出电子运动的轨迹图；
（2）求电子经过界面PQ上两点间的距离；
（3）若Ⅱ区的电场强度大小恒为E，求Ⅰ区的磁感应强度.

如图所示,在虚线MN的上方存在磁感应强度为B的匀强磁场,方向垂直纸面向内,质子和α粒子以相同的速度v₀由MN上的O点以垂直MN且垂直于磁场的方向射入匀强磁场中,再分别从MN上A、B两点离开磁场.已知质子的质量为m,电荷为e,α粒子的质量为4m,电荷为2e.忽略带电粒子的重力及质子和α粒子间的相互作用.求：

(1)A、B两点间的距离.
(2)α粒子在磁场中运动的时间.

如图11-43所示，直角坐标系中的第Ⅰ象限中存在沿y轴负方向的匀强电场,在第Ⅱ象限中存在垂直纸面向外的匀强磁场.一电荷量为q、质量为m的带正电的粒子，在-x轴上的点a以速率v₀、方向和-x轴方向成60°射入磁场,然后经过y轴上y＝L处的 b点垂直于y轴方向进入电场，并经过x轴上x＝2L处的c点.不计重力.求

图11-43
(1)磁感应强度B的大小；
(2)电场强度E的大小；

一细棒处于磁感应强度为B的匀强磁场中，棒与磁场垂直，与水平方向夹角为θ.磁感线水平指向纸内，如图11-42所示，棒上套一个可在其上滑动的带负电的小球C，小球质量为m，带电荷量为q，球与棒间动摩擦因数为μ，让小球从棒上端由静止下滑，求：

图11-42
(1) 小球的最大速度；
(2) 动摩擦因数μ应具备的条件.

如图11-1-5所示，三根平行长直导线，分别垂直地通过一等腰直角三角形的三个顶点，现在使每条通电导线在斜边中点处所产生的磁感应强度大小均为B，则该处的实际磁感应强度大小、方向如何？
   
图11-1-5          图11-1-6

如图11-34所示，在y＜0的区域内存在匀强磁场，磁场方向垂直于xy平面并指向纸面外，磁感应强度为B.一带正电的粒子以速度v₀从O点射入磁场，入射方向在xy平面内，与x轴正向的夹角为θ.若粒子射出磁场的位置与O点的距离为L，求该粒子的电荷量和质量之比

图11-34

一个圆柱形玻璃管里面刚好装了半管水银，水银质量为m，玻璃管水平固定在竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度为B，如图11-28所示为玻璃管的截面图.如有电流I通过水银向纸内方向流过，当水银面再次平衡时，测得水银面上表面与竖直方向的夹角为α.求此时水银受到的安培力及玻璃管对水银的支持力.

图11-28

如右图所示，在正交的匀强电磁场中，电场强度为E，磁感应强度为B；质量为m、带电荷量为+q的粒子由A孔以v₀飞入，飞出电场时，距上板为d.求刚飞离电场时粒子受的洛伦兹力大小.（重力不计）