一轮复习85定1和定2带电粒子在复合场中的运动Word格式文档下载.docx
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角射入磁场,恰好从坐标原点O穿过x轴射入电场,已知质子质量m=1.6×
10-27kg,求
(1)匀强磁场的磁感应强度;
(2)质子经过电场后,再次射入磁场的位置和方向.
3.如图所示,匀强电场区域和匀强磁场区域是紧邻的,且宽度相等均为d,电场方向在纸平面内,而磁场方向垂直纸面向里.一带正电粒子从O点以速度v0沿垂直电场方向进入电场,在电场力的作用下发生偏转,从A点离开电场进入磁场,离开电场时带电粒子在电场方向的位移为电场宽度的一半,当粒子从C点穿出磁场时速度方向与进入电场O点时的速度方向一致,(带电粒子重力不计)求:
(l)粒子从C点穿出磁场时的速度v;
(2)电场强度E和磁感应强度B的比值E/B;
(3)粒子在电、磁场中运动的总时间.
4.如图,在x<0的空间中,存在沿x轴负方向的匀强电场,电场强度E=10N/C;
在x>0的空间中,存在垂直xy平面方向向外的匀强磁场,磁感应强度B=0.5T.一带负电的粒子(比荷q/m=160C/kg),在距O点左边x=0.06m处的d点以v0=8m/s的初速度沿y轴正方向开始运动,不计带电粒子的重力.求
(1)带电粒子开始运动后第一次通过y轴时的速度大小和方向;
(2)带电粒子进入磁场后经多长时间返回电场;
(3)带电粒子开始运动后,第二次通过Y轴时距O点的距离是多少?
(4)带电粒子运动的周期.
8.5带电粒子在复合场中运动2班级姓名
1.如图所示,在长度足够长、宽度d=5cm的区域MNPQ内,有垂直纸面向里的水平匀强磁场,磁感应强度B=0.33T.水平边界MN上方存在范围足够大的竖直向上的匀强电场,电场强度E=200N/C.现有大量质量m=6.6×
10-27kg、电荷量q=3.2×
10-19C的带负电的粒子,同时从边界PQ上的O点沿与x轴负方向成60°
角射入磁场,射入时的速度大小为v=1.6×
106m/s,不计粒子的重力和粒子间的相互作用.求:
(1)带电粒子在磁场中运动的半径r;
(2)粒子在电场中运动的时间t;
2.如图所示,真空有一个半径r=0.5m的圆形磁场,与坐标原点相切,磁场的磁感应强度大小B=2×
10-3 T,方向垂直于纸面向里,在y=r的虚线上方足够大的范围内,有水平向左的匀强电场,电场强度的大小为E=1.5×
103 N/C..从O点处向不同方向发射出速率相同的荷质比
q/m=1×
109 C/kg带正电的粒子,粒子的运动轨迹均在纸面内,且粒子在磁场中的偏转半径也为r,不计重力、粒子间的相互作用力及阻力的作用.求:
(1)粒子射入磁场时速度的大小;
(2)沿x轴正方向射入磁场的粒子,到达y轴所需的时间;
(3)与x轴正方向成30°
角(如图所示)射入的粒子,到达y轴时的速度大小.
3.如图所示,在直角坐标系的第Ⅰ象限0≤x≤4m区域内,分布着电场强度E=×
106N/C的匀强电场,方向竖直向上;
第Ⅱ象限中的两个直角三角形区域内,分布着磁感应强度大小均为B=5.0×
10-2T的匀强磁场,方向分别垂直于纸面向外和向里.质量为m=1.6×
10-27kg、电荷量为q=+3.2×
10-19C的带电粒子(不计粒子的重力),从坐标点M(-4m,m)处,以×
107m/s的速度平行于x轴向右运动,并先后通过匀强磁场区域和匀强电场区域.
(1)求带电粒子在磁场中的运动半径r;
(2)求粒子在两个磁场及电场区域偏转所用的总时间;
(3)在图中画出粒子从直线x=-4m到x=4m之间的运动轨迹,并求出轨迹与y轴和直线x=4m交点的纵坐标.
4.如图所示,虚线MN为电场、磁场的分界线,匀强电场E=103V/m,方向竖直向上,电场线与边界线MN成45°
角,匀强磁场垂直纸面向里,磁感应强度B=1T,在电场中有一点A,A点到边界线MN的垂直距离AO=10cm,将比荷为×
104C/kg的带负电粒子从A处由静止释放(电场、磁场范围足够大,粒子所受重力不计).求:
(1)粒子第一次进入磁场时的速度大小;
(2)粒子从释放到下一次进入到电场区域所需要的时间;
(3)粒子第二次进、出磁场处两点间的距离
2.
4.如图所示xOy的区域中,x<0的区域有场强大小为E,方向沿y轴负方向的匀强电场,0<x<d的区域中有磁感应强度大小为B,方向垂直于纸面向里的匀强磁场,y轴为两场的分界线.现有一质量为m,电荷量为-q的带电粒子从电场中的P点处,以初速度v0沿x轴正方向进入电场,已知PO间的距离为L=mv02/Eq
.粒子的重力忽略不计.求:
(1)带电粒子进入磁场时的位置坐标;
(2)射入磁场时带电粒子的速度大小和方向;
(3)要使带电粒子穿过磁场区域不再返回电场中,磁场的宽度d应满足的条件.
O
5.如图所示,空间分布着有理想边界的匀强电场和匀强磁场。
左侧匀强电场的场强大小为E、方向水平向右,电场宽度为L;
中间区域匀强磁场的磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向外;
右侧匀强磁场的磁感应强度大小也为B、方向垂直纸面向里。
一个质量为m、电量为q、不计重力的带正电的粒子从电场的左边缘的O点由静止开始运动,穿过中间磁场区域进入右侧磁场区域后,又回到O点,然后重复上述运动过程。
求:
(1)带电粒子在中轨道半径R;
(1)中间磁场区域的宽度d;
(2)带电粒子从O点开始运动到第一次回到O点所用时间t.
4.如图所示,直角坐标系xoy位于竖直平面内,在-
m≤x≤0的区域内有磁感应强度大小B=4.0×
10-4T、方向垂直于纸面向里的条形匀强磁场,其左边界与x轴交于P点;
在x>0的区域内有电场强度大小E=4N/C、方向沿y轴正方向的条形匀强电场,其宽度d=2m。
一质量m=6.4×
10-27kg、电荷量q=-3.2×
10-19C的带电粒子从P点以速度v=4×
104m/s,沿与x轴正方向成α=60°
角射入磁场,经电场偏转最终通过x轴上的Q点(图中未标出),不计粒子重力。
(1)带电粒子在磁场中运动时间;
(2)当电场左边界与y轴重合时Q点的横坐标;
(3)若只改变上述电场强度的大小,要求带电粒子仍能通过Q点,讨论此电场左边界的横坐标x′与电场强度的大小E′的函数关系。
3.(2013•开封一模)如图所示K与虚线MN之间是加速电场.虚线MN与PQ之间是匀强电场,虚线PQ与荧光屏之间是匀强磁场,且MN、PQ与荧光屏三者互相平行.电场和磁场的方向如图所示.图中A点与O点的连线垂直于荧光屏.一带正电的粒子由静止被加速从A点离开加速电场,速度方向垂直于偏转电场方向射入偏转电场,在离开偏转电场后进入匀强磁场,最后恰好垂直地打在图中的荧光屏上.已知电场和磁场区域在竖直方向足够长,加速电场电压与偏转电场的场强关系为U=Ed/2
,式中的d是偏转电场的宽度且为已知量,磁场的磁感应强度B与偏转电场的电场强度E和带电粒子离开加速电场的速度v0关系符合表达式v0=E/B
,如图所示,试求:
(1)画出带电粒子的运动轨迹示意图,
(2)带电粒子在偏转电场中偏转距离多大?
(3)磁场的宽度L为多少?
(4)改变磁场的磁感应强度的大小,则荧光屏是出现的亮线长度是多少?
8.如图所示,在空间区域Ⅰ存在垂直纸面向里的磁感应强度为B=10T的匀强磁场,其边界为MN、PQ,其中PQ边界位置可以左右调节。
在PQ右边空间区域Ⅱ存在水平向右的匀强电场,
其范围足够宽。
在左边界的A点处有一个质量为m=1.0×
10-12kg、带电量大小为q=1.0×
10-13C的负电粒子,以速度V0=3m/s沿着与左边界成60°
的方向射入磁场,粒子重力不计,求:
(1)粒子在磁场中做圆周运动的半径
(2)若带电粒子从边界PQ飞出磁场,进入电场,经过一段时间,运动到电场中的C点,速度刚好减为零。
求满足此种运动情况的磁场宽度以及粒子从A点到C点的时间;
∙(3)调节磁场与电场分界线PQ的位置,使粒子在磁场中运动的时间为
恰好到达边界PQ时撤去磁场,同时将电场反向,粒子进入电场,经过一段时间到达D点,此时粒子速度方向与进入磁场时A点处的速度方向垂直,求粒子磁场中做圆
周运动的圆心O点到D点的距离S。
(结论可保留成根号形式)
4.如图所示,M、N为两块带等量异种电荷的平行金属板,S1、S2为板上正对的小孔,N板右侧有两个宽度均为d的匀强磁场区域,磁感应强度大小均为B,方向分别垂直于纸面向外和向里。
磁场区域右侧有一个荧光屏,取屏上与S1、S2共线的O点为原点,向上为正方向建立x轴,M板左侧电子枪发射出的热电子经小孔S1进入两板间,电子的质量为m,电荷量为e,初速度可以忽略。
(1)当两金属板电势差为U0时,求从小孔S2射出的电子速度V0
(2)求金属板间电势差U在什么范围内,电子不能穿过磁场区域。
(3)若电子能够穿过磁场区域而打到荧光屏上,试在图上定性画出电子运动的轨迹。
(4)求电子打到荧光屏上的位置坐标x和金属板间电势差U的函数关系。
8.图所示,空间分布着有理想边界的匀强电场和匀强磁场.左侧匀强电场的场强大小为400V/m、方向水平向右,电场宽度为L=0.1m;
方向相反且垂直于纸面的两个匀强磁场的磁感应强度大小均为2T,中间磁场的宽度d可调节,右侧磁场无限大.一个比荷为20c/kg、不计重力的带正电的粒子从电场的左边缘的O点由静止开始释放,穿过中间磁场区域后进入右侧磁场区域.
(1)若粒子第一次回到电场左侧边界时的位置距离O点正上方0.4m处,求中间磁场的宽度d;
(2)若只改变中间磁场的宽度d,求粒子第一次回到电场左边界的可能区域范围.
8.如图所示的两平行金属扳间,存在相互垂直的匀强磁场和匀强电场,磁场的磁感应强度B1=0.40T,方向垂直于纸面向里,电场强度E=2.0×
105V/m,PQ为板间中线。
紧靠平行板右侧边缘建立平面直角坐标系xOy,在第一象限内,存在着以AO为理想边界的匀强磁场B2和B3,B2和B3的磁感应强度大小相等,B2的方向垂直于纸面向外,B3的方向垂直于纸面向里,边界AO和y轴间的夹角为30°
。
一束带电荷量q=2.5×
10-8C、质量m=4.5×
10-15kg的带正电的微粒从P点射入平行板间,沿中线PQ做直线运动,穿出平行板区域后从y轴上坐标为(0,0.3m)的Q点垂直于y轴射入磁场B2区,不计微粒的重力。
(1)求微粒在乎行板间运动的速度为多大?
(2)要使进入第一象限的微粒不能通过AO边界,则匀强磁场B2的磁感应强度大小应满足什么条件?
(3)若匀强磁场B2和B3的磁感应强度大小为0.60T,求微粒从Q点进入第一象限开始,第6次通过AO边界线时的点到原点O的距离L和经过的时间t。
(答案可保留根式)
6.粒子以速度
沿
方向射人—横截面为正方形的区域,
、
均为该正方形两边的中点,如图所示,不计粒子的重力。
当区域内有竖直方向的
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- 一轮 复习 85 带电 粒子 复合 中的 运动