自学考试电磁场考试题

v0 E图17Bbaqld15. （7分）如图17所示，水平放置的两块带电金属极板a、b平行正对。极板长度为l，板间距为d，板间存在着方向竖直向下、场强大小为E的匀强电场和垂直于纸面向里的匀强磁场。假设电场、磁场只存在于两板间。一质量为m、电荷量为q的粒子，以水平速度v0从两极板的左端正中央沿垂直于电场、磁场的方向射极板间，恰好做匀速直线运动。不计粒子的重力及空气阻力。（1）求匀强磁场磁感应强度B的大小；（2）若撤去磁场，粒子能从极板间射出，求粒子穿过电场时沿电场方向移动的距离；（3）若撤去磁场，并使电场强度变为原来的2倍，粒子将打在下极板上，求粒子到达下极板时动能的大小。 15．（7分）如图11所示，两块带电金属板a、b水平正对放置，在板间形成匀强电场，电场方向竖直向上。板间同时存在与电场正交的匀强磁场，假设电场、磁场只存在于两板间的空间区域。一束电子以一定的初速度vo从两板的左端中央，沿垂直于电场、磁场的方向射入场中，无偏转的通过场区。已知板长l=10.0cm，两板间距d=3.0cm，两板间电势差U=150V，v0=2.0×10-7m/s。电子所带电荷量与其质量之比e/m=1.76×1011C/kg，电子电荷量e=1.60×10-19C，不计电子所受重力和电子之间的相互作用力。 （1）求磁感应强度B的大小； （2）若撤去磁场，求电子离开电场时偏离入射方向的距离y ； （3）若撤去磁场，求电子穿过电场的整个过程中动能的增加量△Ek。 yzxv0图21O19．（9分）在一真空室内存在着匀强电场和匀强磁场，电场与磁场的方向相同，已知电场强度E=40.0V/m，磁感应强度B=0.30 T。如图21所示，在该真空室内建立Oxyz三维直角坐标系，其中z轴竖直向上。质量m=1.0�0�710-4kg、带负电的质点以速度v0=100m/s沿+x方向做匀速直线运动，速度方向与电场、磁场垂直，取g=10m/s2。（1）求质点所受电场力与洛仑兹力的大小之比; （2）求带电质点的电荷量；（3）若在质点通过O点时撤去磁场，求经过时间t=0.20 s带电质点的位置坐标。 yxzoM(0,H,0)N(l,0,b)P(l,0,0)图2019．（9分）如图20所示，oxyz坐标系的y轴竖直向上，在坐标系所在的空间存在匀强电场和匀强磁场，电场方向与x轴平行。从y轴上的M点（0，H，0）无初速释放一个质量为m、电荷量为q的带负电的小球，它落在xz平面上的N（l,0,b）点（l>0,b>0）。若撤去磁场则小球落在xz平面的P点（l,0,0）。已知重力加速度为ｇ。 （1）已知匀强磁场方向与某个坐标轴平行，请确定其可能的具体方向。 （2）求出电场强度的大小。 （3）求出小球落至N点时的速率。 18．（8分）如图14所示，在水平地面上方有一范围足够大的互相正交的匀强电场和匀强磁场区域，磁场的磁感应强度为B，方向水平并垂直纸面向里。一质量为m、带电荷量q的带正电微粒在此区域内沿竖直平面（垂直于磁场方向的平面）做速度大小为v的匀速圆周运动，重力加速度为g。 （1）求此区域内电场强度的大小和方向； （2）若某时刻微粒在场中运动到P点时，速度与水平方向的夹角为60°，且已知P点与不平地面间的距离等于其做圆周运动的半径。求该微粒运动到最高点时与水平地面间的距离； （3）当带电微粒运动至最高点时，将电场强度的大小变为原来的1/2（方向不变，且不计电场变化对原磁场的影响），且带电微粒能落至地面，求带电微粒落至地面时的速度大小。 xyO图21Pv0E 20．（１０分）如图21所示，在xoy平面内的第三象限中有沿－ｙ方向的匀强电场，场强大小为E。在第一和第二象限有匀强磁场，方向垂直于直角坐标平面向里。今有一个质量为m、电荷量为e的电子，从y轴的P点以初速度v0垂直于电场方向进入电场（不计电子所受重力）。经电场偏转后，沿着与x轴负方向成45°进入磁场，并能返回到原出发点P。（1）简要说明电子的运动情况，并画出电子运动轨迹的示意图；（2）求P点距坐标原点的距离；（3）电子从P点出发经多长时间再次返回P点？ 20．（9分）由于受地球信风带和盛行西风带的影响，海洋中一部分海水做定向流动，称为风海流，风海流中蕴藏着巨大的动力资源。因为海水中含有大量的带电离子，这些离子随风海流做定向运动，如果有足够强的磁场能使海流中的正、负离子发生偏转，便可用来发电。B 风海流方向vabM图22东西北南dN图22为一利用风海流发电的磁流体发电机原理示意图，用绝缘材料制成一个横截面为矩形的管道，在管道的上、下两个内表面装有两块金属板M、N，金属板长为a，宽为b，两板间的距离为d。将管道沿风海流方向固定在风海流中，在金属板之间加一水平匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向由南向北，用导线将M、N外侧连接电阻为R的航标灯（图中未画出）。工作时，海水从东向西流过管道，在两金属板之间形成电势差，可以对航标灯供电。设管道内海水的流速处处相同，且速率恒为v，海水的电阻率为ρ，海水所受摩擦阻力与流速成正比，比例系数为k。（1）求磁流体发电机电动势E的大小，并判断M、N两板哪个板电势较高；（2）由于管道内海水中有电流通过，磁场对管道内海水有力的作用，求此力的大小和方向；（3）求在t时间内磁流体发电机消耗的总机械能。