2022年2022年帶電粒子在復(fù)合場中的運(yùn)動(dòng)2

1、精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載學(xué)習(xí)必備歡迎下載精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載專題二：帶電粒子在復(fù)合場中的運(yùn)動(dòng)一.復(fù)合場及其特點(diǎn)這里所說的復(fù)合場為指電場.磁場.重力場并存,或其中某兩種場并存的場帶電粒子在這些復(fù) 合場中運(yùn)動(dòng)時(shí),必需同時(shí)考慮電場力.洛侖茲力和重力的作用或其中某兩種力的作用,因此對(duì)粒子的 運(yùn)動(dòng)形式的分析就顯得極為重要二.帶電粒子在復(fù)合場電運(yùn)動(dòng)的基本分析1當(dāng)帶電粒子在復(fù)合場中所受的合外力為0 時(shí),粒子將做勻速直線運(yùn)動(dòng)或靜止2當(dāng)帶電粒子所受的合外力與運(yùn)動(dòng)方向在同一條直線上時(shí),粒子將做變速直線運(yùn)動(dòng)3當(dāng)帶電粒子所受的合外力充當(dāng)向心力時(shí),粒子將做勻速圓周運(yùn)動(dòng)4當(dāng)帶電粒子所受

2、的合外力的大小.方向均為不斷變化的時(shí),粒子將做變加速運(yùn)動(dòng),這類問題 一般只能用能量關(guān)系處理三.電場力和洛侖茲力的比較如下列圖,由燃燒室o燃燒電離成的正.負(fù)離子（等離子體）以高速噴入偏轉(zhuǎn)磁場b 中在洛侖茲力作用下,正.負(fù)離子分別向上.下極板偏轉(zhuǎn).積存,從而在板間形成一個(gè)向下的電場兩板間形成肯定的電勢(shì)差當(dāng)qvb=qu/d 時(shí)電勢(shì)差穩(wěn)固udvb,這就相當(dāng)于一個(gè)可以對(duì)外供電的電源 3電磁流量計(jì)電磁流量計(jì)原理可說明為：如下列圖,一圓形導(dǎo)管直徑為 d,用非磁性材料制成, 其中有可以導(dǎo)電的液體向左流淌 導(dǎo)電液體中的自由電荷 （正負(fù)離子）在洛侖茲力作用下縱向偏轉(zhuǎn), a、b 間顯現(xiàn)電勢(shì)差當(dāng)自由電荷所受電場力和洛

3、侖茲力平穩(wěn)時(shí),a.b 間的電勢(shì)差就保持穩(wěn)固由 bqv=eq=uq/d,可得 v=u/bd流量 q=sv=ud/4b4質(zhì)譜儀如下列圖組成：離子源o,加速場u,速度挑選器（e、b）,偏轉(zhuǎn)場 b2,膠片精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載1在電場中的電荷,不管其運(yùn)動(dòng)與否,均受到電場力的作用；而磁場僅僅對(duì)運(yùn)動(dòng)著的.且速度 與磁場方向不平行的電荷有洛侖茲力的作用2電場力的大小feq,與電荷的運(yùn)動(dòng)的速度無關(guān)；而洛侖茲力的大小f=bqvsin 、 與電荷運(yùn)動(dòng)的速度大小和方向均有關(guān)原理：加速場中qu=.mv2挑選器中： v=e/b 12偏轉(zhuǎn)場中： d 2r , qvb mv2/r比荷：q2e精品學(xué)習(xí)

4、資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載3電場力的方向與電場的方向或相同.或相反；而洛侖茲力的方向始終既和磁場垂直,又和速度方向垂直4電場力既可以轉(zhuǎn)變電荷運(yùn)動(dòng)的速度大小,也可以轉(zhuǎn)變電荷運(yùn)動(dòng)的方向,而洛侖茲力只能轉(zhuǎn)變質(zhì)量 mmb1b2 db1 b2 dq 2e精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載電荷運(yùn)動(dòng)的速度方向,不能轉(zhuǎn)變速度大小5電場力可以對(duì)電荷做功,能轉(zhuǎn)變電荷的動(dòng)能；洛侖茲力不能對(duì)電荷做功,不能轉(zhuǎn)變電荷的動(dòng)能6勻強(qiáng)電場中在電場力的作用下,運(yùn)動(dòng)電荷的偏轉(zhuǎn)軌跡為拋物線；勻強(qiáng)磁場中在洛侖茲力的作 用下,垂直于磁場方向運(yùn)動(dòng)的電荷的偏轉(zhuǎn)軌跡為圓弧四.對(duì)于重力的考慮重力考慮與否分三種情形（ 1

5、對(duì)于微觀粒子,如電子.質(zhì)子.離子等一般不做特別交待就可以不計(jì)其重力,由于其重力一般情形下與電場力或磁場力相比太小,可以忽視；而對(duì)于一些實(shí)際物體,如帶電小球.液滴.金屬塊等不做特別交待時(shí)就應(yīng)當(dāng)考慮其重力（ 2 在題目中有明確交待的為否要考慮重力的,這種情形比較正規(guī),也比較簡潔（ 3 對(duì)未知名的帶電粒子其重力為否忽視又沒有明確 時(shí),可采納假設(shè)法判定,假設(shè)重力計(jì)或者不計(jì),結(jié)合題給條件得出的結(jié)論如與題意相符就假設(shè)正確,否就假設(shè)錯(cuò)誤作用：主要用于測(cè)量粒子的質(zhì)量.比荷.討論同位素5回旋加速器如下列圖 .組成：兩個(gè)d 形盒,大型電磁鐵,高頻振蕩交變電壓,兩縫間可形成電壓u作用：電場用來對(duì)粒子（質(zhì)子.氛核、a

6、 粒子等）加速,磁場用來使粒子回旋從而能反復(fù)加速高能粒子為討論微觀物理的重要手段要求：粒子在磁場中做圓周運(yùn)動(dòng)的周期等于交變電源的變化周期 關(guān)于回旋加速器的幾個(gè)問題：(1) 回旋加速器中的d 形盒, 它的作用為靜電屏蔽,使帶電粒子在圓周運(yùn)動(dòng)過程 中只處在磁場中而不受電場的干擾,以保證粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng).(2) 回旋加速器中所加交變電壓的頻率f、 與帶電粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的頻率相等： f1qb精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載五.復(fù)合場中的特別物理模型1粒子速度挑選器t2 m1q2 b2 r2精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載如下列圖,粒子經(jīng)加速電場后得到肯定的速度v0,進(jìn)

7、入正交的電場和磁場,受到的電場力與洛侖(3) 回旋加速器最終使粒子得到的能量,可由公式emv2k22m來運(yùn)算,精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載茲力方向相反,如使粒子沿直線從右邊孔中出去,就有qv0b qe、v 0=e/b,如 v= v 0=e/b,粒子做直線運(yùn)動(dòng),與粒子電量.電性.質(zhì)量無關(guān)如 ve/b ,電場力大,粒子向電場力方向偏,電場力做正功,動(dòng)能增加 如 v e/b,洛侖茲力大,粒子向磁場力方向偏,電場力做負(fù)功,動(dòng)能在粒子電量, .質(zhì)量 m和磁感應(yīng)強(qiáng)度b 肯定的情形下,回旋加速器的半徑r越大,粒子的能量就越大精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載削減2磁流體發(fā)電機(jī)精

8、品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載學(xué)習(xí)必備歡迎下載精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載專題二：帶電粒子在復(fù)合場中的運(yùn)動(dòng)1姓名 1如下列圖, 在 x 軸上方有勻強(qiáng)電場, 場強(qiáng)為 e；在 x 軸下方有勻強(qiáng)磁場, 磁感應(yīng)強(qiáng)度為 b,方向如圖, 在 x 軸上有一點(diǎn) m,離 o點(diǎn)距離為 l現(xiàn)有一帶電量為十 q 的粒子,使其從靜止開頭釋放后能經(jīng)過 m 點(diǎn)假如把此粒子放在 y 軸上,其坐標(biāo)應(yīng)滿意什么關(guān)系？（重力忽視不計(jì)）2如下列圖,在寬l 的范疇內(nèi)有方向如圖的勻強(qiáng)電場,場強(qiáng)為e,一帶電粒子以速度v 垂直于電場方向.也垂直于場區(qū)邊界射入電場,不計(jì)重力,射出場區(qū)時(shí),粒子速度方向偏轉(zhuǎn)了 角,去

9、掉電場,改換成方向垂直紙面對(duì)外的勻強(qiáng)磁場,此粒子如原樣射入磁場,它從場區(qū)的另一側(cè)射出時(shí),也偏轉(zhuǎn)了 角,求此磁場的磁感強(qiáng)度b3初速為零的離子經(jīng)過電勢(shì)差為u 的電場加速后,從離子槍t 中水平射出,經(jīng)過一段路程后進(jìn)入水平 放置的兩平行金屬板mn和 pq之間離子所經(jīng)空間存在一磁感強(qiáng)度為b 的勻強(qiáng)磁場,如下列圖（不 考慮重力作用） ,離子荷質(zhì)比q/m（ q.m 分別為離子的電量與質(zhì)量）在什么范疇內(nèi),離子才能打在金屬板上？4如圖,兩個(gè)共軸的圓筒形金屬電極,外電極接地,其上勻稱分布著平行于軸線的四條狹縫a.b.c和 d,外筒的半徑為r 0在圓筒之外的足夠大區(qū)域中有平行于軸線方向的勻稱磁場,磁感強(qiáng)度的大小為

10、b在兩極間加上電壓,使兩圓筒之間的區(qū)域內(nèi)有沿半徑向外的電場一質(zhì)量為m.帶電量為 q的粒子,從緊靠內(nèi)筒且正對(duì)狹縫a 的 s 點(diǎn)動(dòng)身,初速為零假如該粒子經(jīng)過一段時(shí)間的運(yùn)動(dòng)之后恰好又回到動(dòng)身點(diǎn)s,就兩電極之間的電壓u 應(yīng)為多少？（不計(jì)重力,整個(gè)裝置在真空中）a s精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載dobc精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載學(xué)習(xí)必備歡迎下載精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載專題二：帶電粒子在復(fù)合場中的運(yùn)動(dòng)2姓名 1如下列圖,從正離子源發(fā)射的正離子經(jīng)加速電壓u加速后進(jìn)入相互垂直的勻強(qiáng)電場e（方向豎直向上） 和勻強(qiáng)磁場 b（方向垂直于紙面對(duì)外）中,發(fā)覺離

11、子向上偏轉(zhuǎn),要使此離子沿直線穿過電場.a增大電場強(qiáng)度e,減小磁感強(qiáng)度b b減小加速電壓u ,增大電場強(qiáng)度e c 適當(dāng)?shù)丶哟蠹铀匐妷簎d 適當(dāng)?shù)販p小電場強(qiáng)度e 2湯姆生用來測(cè)定電子的比荷（電子的電荷量與質(zhì)量之比）的試驗(yàn)裝置如下列圖,真空管內(nèi)加速后,1/穿過 a' 中心的小孔沿中心軸0 0 的方向進(jìn)入到兩塊水平正對(duì)放置的平行極板p 和 p/ ,間的區(qū)域 當(dāng)極板間不加偏轉(zhuǎn)電壓時(shí),電子束打在熒光屏的中心0 點(diǎn)處,形成了一個(gè)亮點(diǎn)；加上偏轉(zhuǎn)電壓u后,亮點(diǎn) 偏離到 0' 點(diǎn),（ o' 與 0 點(diǎn)的豎直間距為d,水平間距可忽視不計(jì)）此時(shí),在p 和 p 間的區(qū)域,再加上一個(gè)方向垂直于紙面

12、對(duì)里的勻強(qiáng)磁場調(diào)劑磁場的強(qiáng)弱,當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為b 時(shí),亮點(diǎn)重新回到0 點(diǎn)已知極板水平方向的長度為l1,極板間距為b,極板右端到熒光屏的距離為l2（如下列圖） (1) 求打在熒光屏0 點(diǎn)的電子速度的大小2 ）推導(dǎo)出電子的比荷的表達(dá)式3如下列圖, m.n 為兩塊帶等量異種電荷的平行金屬板,s1 .s2 為板上正對(duì)的小孔,n 板右側(cè)有兩個(gè)寬度均為 d 的勻強(qiáng)磁場區(qū)域,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為b,方向分別垂直于紙面對(duì)里和向外,磁場區(qū)域右側(cè) 有一個(gè)熒光屏,取屏上與s1 .s2 共線的 o點(diǎn)為原點(diǎn),向下為正方向建立x 軸板左側(cè)電子槍發(fā)射出的熱電子經(jīng)小孔s1 進(jìn)入兩板間,電子的質(zhì)量為m,電荷量為e,初速度可以

13、忽視求：(1) 當(dāng)兩板間電勢(shì)差為u0 時(shí),求從小孔s2 射出的電子的速度v0；(2) 兩金屬板間電勢(shì)差u 在什么范疇內(nèi),電子不能穿過磁場區(qū)域而打到熒光屏上；(3) 電子打到熒光屏上的位置坐標(biāo)x 和金屬板間電勢(shì)差u 的函數(shù)關(guān)系精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載學(xué)習(xí)必備歡迎下載3如下列圖,在直角坐標(biāo)系的第象限和第象限中的直角三角形區(qū)域內(nèi),分布著磁感應(yīng)強(qiáng)度均為b精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載 3專題二：帶電粒子在復(fù)合場中的運(yùn)動(dòng)35.0 ×10t 的勻強(qiáng)磁場,方向分別垂直紙面對(duì)外和向里質(zhì)量為m6.64 ×1027.電荷量為q精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 -

14、- - 歡迎下載姓名 1回旋加速器為用來加速帶電粒子的裝置, 如下列圖 . 它的核心部分為兩個(gè) d 形金屬盒, 兩盒相距很近, 分別和高頻溝通電源相連接, 兩盒間的窄縫中形成勻強(qiáng)電場, 使帶電粒子每次通過窄縫都得到加速 兩盒放在勻強(qiáng)磁場中,磁場方向垂直于盒底面,帶電粒子在磁場中做圓周運(yùn)動(dòng),通過兩盒間的窄縫時(shí)反復(fù)被加速, 直到達(dá)到最大圓周半徑時(shí)通過特別裝置被引出假如用同一回旋加速 3.2 ×10c 的 粒子（不計(jì) 粒子重力）,由靜止開頭經(jīng)加速電壓為u1205v 的電場（圖中未畫出）加速后,從坐標(biāo)點(diǎn)m（ 4,2 ）處平行于x 軸向右運(yùn)動(dòng),并先后通過兩個(gè)勻強(qiáng)磁場區(qū)域 19(1) 請(qǐng)你求出

15、粒子在磁場中的運(yùn)動(dòng)半徑；(2) 你在圖中畫出 粒子從直線x 4 到直線 x 4精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載器分別加速氚核（3 h ）和 粒子（4 h e ）比較它們所加的高頻溝通電源的周2b之間的運(yùn)動(dòng)軌跡,并在圖中標(biāo)明軌跡與直線x4 交點(diǎn)的坐標(biāo)；精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載1期和獲得的最大動(dòng)能的大小,有（） a加速氚核的溝通電源的周期較大,氚核獲得的最大動(dòng)能也較大 b加速氚核的溝通電源的周期較大,氚核獲得的最大動(dòng)能較小 c加速氚核的溝通電源的周期較小,氚核獲得的最大動(dòng)能也較小 d加速氚核的溝通電源的周期較小,氚核獲得的最大動(dòng)能較大(3) 求出 粒子在兩個(gè)磁場

16、區(qū)域偏轉(zhuǎn)所用的總時(shí)間精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載2如下列圖為一種獲得高能粒子的裝置,環(huán)形區(qū)域內(nèi)存在垂直紙面對(duì)外大小可調(diào)劑的勻稱磁場,質(zhì)量為 m,電量 q 的粒子在環(huán)中作半徑為r 的圓周運(yùn)動(dòng), a. b 為兩塊中心開有小孔的極板,原先電勢(shì)都為零,每當(dāng)粒子飛經(jīng)a 板時(shí), a板電勢(shì)上升為u,b 板電勢(shì)仍保持為零,粒子在兩板間電場中得到加速,每當(dāng)粒子離開b 板時(shí), a 板電勢(shì)又降為零,粒子在電場一次次加速下動(dòng)能不斷增大,而繞行半徑 不變（ l ）設(shè) t=0 時(shí)粒子靜止在a 板小孔處,在電場作用下加速,并繞行第一圈,求粒子r繞行 n 圈回到 a 板時(shí)獲得的總動(dòng)能enab（ 2）為使粒子

17、始終保持在半徑為r 的圓軌道上運(yùn)動(dòng),磁場必需周期性遞增,求粒子繞行第 n 圈時(shí)的磁感應(yīng)強(qiáng)度bn （ 3）求粒子繞行n 圈所需的總時(shí)間t n（設(shè)極板間距遠(yuǎn)小于r）（ 4）在（ 2）圖中畫出a板電勢(shì) u與時(shí)間 t 的關(guān)系（從t 0 起畫到粒子第四次離開b 板時(shí)即可）（ 5）在粒子繞行的整個(gè)過程中,a 板電勢(shì)為否可始終保持為u？為什么 .精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載學(xué)習(xí)必備歡迎下載精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載專題二：帶電粒子在復(fù)合場中的運(yùn)動(dòng)4場和磁場的范疇足夠大,電場強(qiáng)度e=40n/c,磁感應(yīng)強(qiáng)度b隨時(shí)間 t 變化的關(guān)系圖象如圖乙所示,選精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料

18、- - - 歡迎下載定磁場垂直紙面對(duì)里為正方向t =0 時(shí)刻,一質(zhì)量m=8×10 -4 kg.電荷量q=+2×10 -4 c 的微粒在o 點(diǎn)具2精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載姓名 1如下列圖,豎直平面xoy 內(nèi)存在水平向右的勻強(qiáng)電場,場強(qiáng)大小e=10n c ,在 y 0 的區(qū)域內(nèi)仍存有豎直向下的速度v=0.12m/s , o為擋板 mn上一點(diǎn),直線oo與擋板 mn垂直,取g=10m/s 求：（ 1）微粒再次經(jīng)過直線oo時(shí)與 o點(diǎn)的距離；精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載在垂直于坐標(biāo)平面對(duì)里的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小b=0.5t 一帶電量 q0.2

19、c .質(zhì)量 m0.4kg 的（ 2）微粒在運(yùn)動(dòng)過程中離開直線oo的最大高度；精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載小球由長 l0.4m 的細(xì)線懸掛于p 點(diǎn)小球可視為質(zhì)點(diǎn),現(xiàn)將小球拉至水平位置a 無初速釋放,小球（ 3）水平移動(dòng)擋板,使微粒能垂直射到擋板上,擋板與o點(diǎn)間的距離應(yīng)滿意的條件精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載運(yùn)動(dòng)到懸點(diǎn)p 正下方的坐標(biāo)原點(diǎn)o 時(shí),懸線突然斷裂,此后小球又恰好能通過o 點(diǎn)正下方的n點(diǎn).g=10m s 2 ,求：(1) 小球運(yùn)動(dòng)到 o 點(diǎn)時(shí)的速度大??；(2) 懸線斷裂前瞬時(shí)拉力的大??；(3) on 間的距離e m0.8b/t精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 -

20、 - - 歡迎下載oo102030t/s精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載ov- 0.8b5152535精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載n圖乙圖甲2兩塊平行金屬板mn.pq水平放置,兩板間距為d.板長為l ,在緊靠平行板右側(cè)的正三角形區(qū)域內(nèi) 存在著垂直紙面的勻強(qiáng)磁場,三角形底邊bc與 pq在同一水平線上,頂點(diǎn)a 與 mn在同一水平線上,如下列圖 一個(gè)質(zhì)量為m.電量為 +q 的粒子沿兩板中心線以初速度v0 水平射入, 如在兩板間加某一恒精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載定電壓,粒子離開電場后垂直ab邊從 d點(diǎn)進(jìn)入磁場,(1) 兩極板間電壓；(2) 三角形區(qū)域

21、內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度；(3) 如兩板間不加電壓,三角形區(qū)域內(nèi)的磁場方向垂直紙面對(duì)外要使粒子進(jìn)入磁場區(qū)域后能從ab邊射出,試求所加磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度最小值1bd=4ab,并垂直 ac邊射出 不計(jì)粒子的重力 求：精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載3如圖甲所示,豎直擋板mn左側(cè)空間有方向豎直向上的勻強(qiáng)電場和垂直紙面對(duì)里的水平勻強(qiáng)磁場,電精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載學(xué)習(xí)必備歡迎下載精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載專題二：帶電粒子在復(fù)合場中的運(yùn)動(dòng)5姓名 2如下列圖,在同時(shí)存在勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場的空間中取正交坐標(biāo)系oxyz（ x 軸正方向水平向右,y軸正方向豎直向上） 勻

22、強(qiáng)磁場方向與oxy平面平行,且與x 軸的夾角為45 ,重力加速度為g（ 1）一質(zhì)量為 m.電荷量為q 的帶電質(zhì)點(diǎn)沿平行于z 軸正方向以速度v0 做勻速直線運(yùn)動(dòng),求滿意條精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載1如下列圖,在傾角為30°的斜面oa的左側(cè)有一豎直檔板,其上有一小孔p, op=0.5m.現(xiàn)有一質(zhì)量件的電場強(qiáng)度的最小值emin及對(duì)應(yīng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度b ；精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載20 144精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載m=4×10kg,帶電量 q=+2×10c 的粒子, 從小孔以速度v0=3×10 m/s

23、水平射向磁感應(yīng)強(qiáng)度b=0.2t .（ 2）在滿意（ 1）的條件下,當(dāng)帶電質(zhì)點(diǎn)通過y 軸上的點(diǎn)p0 、 h 、 0 時(shí),撤去勻強(qiáng)磁場,求帶電質(zhì)點(diǎn)精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載方向垂直紙面對(duì)外的一圓形磁場區(qū)域且在飛出磁場區(qū)域后能垂直打在oa面上,粒子重力不計(jì)求：（ 1）粒子在磁場中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑；落在 oxz平面內(nèi)的位置；（ 3）當(dāng)帶電質(zhì)點(diǎn)沿平行于z 軸負(fù)方向以速度v0 通過 y 軸上的點(diǎn)p 0 、 h 、 0 時(shí),轉(zhuǎn)變電場強(qiáng)度大小和精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載（ 2）粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間；（ 3）圓形磁場區(qū)域的最小半徑；（ 4）如磁場區(qū)域?yàn)檎切吻掖艌龇较?/p>

24、垂直向里,粒子運(yùn)動(dòng)過程pv中始終不遇到擋板,其他條件不變, 求：此正三角形磁場區(qū)域的最小邊長a方向,同時(shí)轉(zhuǎn)變磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小,要使帶點(diǎn)質(zhì)點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)且能夠經(jīng)過x 軸,問電場強(qiáng)度e 和磁感應(yīng)強(qiáng)度b 大小滿意什么條件？yb精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載o30pv0o45° x精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載z精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載學(xué)習(xí)必備歡迎下載精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載（ 1）專題二：帶電粒子在復(fù)合場中的運(yùn)動(dòng)參考答案（ 2）1.解析：正離子進(jìn)入相互垂直的勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場的區(qū)域中,受到的電場力f qe,方向向

25、上,受到的洛侖茲力 f qvb,方向向下,離子向上偏,說明白電場力大于洛侖茲力,要使離子沿直線運(yùn)動(dòng),就只有使洛侖茲力磁大或電場力減小,增大洛侖茲力的途徑為增大加速電場的電壓u或或增大磁感強(qiáng)度b,減精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載1.解析： 由于此帶電粒子為從靜止開頭釋放的,要能經(jīng)過 m點(diǎn),其起始位置只能在勻強(qiáng)電場區(qū)域物理過程為：靜止電荷位于勻強(qiáng)電場區(qū)域的 y 軸上,受電場力作用而加速,以速度 v 進(jìn)入磁場,在磁場中受洛侖茲力作用作勻速圓周運(yùn)動(dòng), 向 x 軸偏轉(zhuǎn)回轉(zhuǎn)半周期過 x 軸重新進(jìn)入電場,在電場中經(jīng)減速.加速后仍以原速率從距 o點(diǎn) 2r處再次超過 x 軸,在磁場回轉(zhuǎn)半周后又從

26、距小電場力的途徑為減小場強(qiáng)e對(duì)比選項(xiàng)的內(nèi)容可知c.d正確2.解析 :1 當(dāng)電子受到的電場力與洛侖茲力平穩(wěn)時(shí),電子做勻速直線運(yùn)動(dòng),亮點(diǎn)重新回復(fù)到中心0 點(diǎn),設(shè)電子的速度為v ,就 evb ee、 得 v=e/b=u/bb.2 ）當(dāng)極板間僅有偏轉(zhuǎn)電場時(shí),電子以速度v 進(jìn)入后,豎直方向作勻加速運(yùn)動(dòng),加速度為a=eu/mb.電子在水平方向作勻速運(yùn)動(dòng),在電場內(nèi)的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t 1=l1/v這樣,電子在電場中,豎直向上偏轉(zhuǎn)的2211el u精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載距離為 dat精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載o點(diǎn) 4r 處飛越 x 軸如下列圖（圖中電場與磁場均未畫出）故有

27、l2r, l 2× 2r, l3× 2r1212mv2b精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載即 r l 2n,（n=1.2. 3）2離開電場時(shí)豎直向上的分速度為vat1el1u精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載設(shè)粒子靜止于y 軸正半軸上,和原點(diǎn)距離為h,由能量守恒得mv 2=qeh對(duì)粒子在磁場中只受洛侖茲力作用而作勻速圓周運(yùn)動(dòng)有：r mv qb222mvb2電子離開電場后做勻速直線運(yùn)動(dòng),經(jīng)t 2 時(shí)間到達(dá)熒光屏tl2精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載解式得：h b ql 8n me（n l . 2.3）22.解析：粒子在電場中運(yùn)行的時(shí)間t

28、l v；加速度a qe m；它作類平拋的運(yùn)動(dòng)有 tg=at/v=qel/mv2t 2 時(shí)間內(nèi)向上運(yùn)動(dòng)的距離為:d2v t2v2eul1l2mv b精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載粒子在磁場中作勻速圓周運(yùn)動(dòng)由牛頓其次定律得：qvb=mv/r ,所以 r=mv/qb又： sin =l/r=lqb/mv這樣,電子向上的總偏轉(zhuǎn)距離為d=d1 d2=eu2mv bl1l2l1 2精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載由兩式得：b=ecos /v可解得eud精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載3.解析：離子在磁場中做勻速圓周運(yùn)動(dòng),作出兩條邊界軌跡tp 和 tq,分別作出離子

29、在t .p. q 三點(diǎn)所受的洛侖茲力,分別延長之后相交于o1.o2 點(diǎn),如下列圖, o1 和 o2 分別為 tp和 tq的圓心, 設(shè) r 1 和 r2分別為相應(yīng)的半徑m2l12b bl1l2精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載2離子經(jīng)電壓u 加速,由動(dòng)能定理得qu.mv22 2由洛侖茲力充當(dāng)向心力得qvb=mv/r由式得q/m=2u/b r3.解析： 1 依據(jù)動(dòng)能定理,得eu 01 mv202解得 v02eu 0m精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載由圖直角三角形o1cp和 o2cq可得222(2) 欲使電子不能穿過磁場區(qū)域而打在熒光屏上,應(yīng)有 rmvd精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)

30、資料 - - - 歡迎下載r1 d （ r1 一 d/2 ） , r1 5d/4eb精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載222r2 （ 2d） （ r2 一 d/2 ） ,r2 17d/41 2d 2eb2b精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載依題意 r1r r2由可解得32u q 32u而 eumv 由此即可解得u22mv精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載289b 2d 2m25b 2 d 2(3) 如電子在磁場區(qū)域做圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑為r ,穿過磁場區(qū)域精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載4.解析：如下列圖,帶電粒子從s 動(dòng)身,在兩筒之間的電場力作

31、用下加速,沿徑向穿出a 而進(jìn)入磁場打在熒光屏上的位置坐標(biāo)為x,就由軌跡圖可得p45°精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載區(qū),在洛侖茲力作用下做勻速圓周運(yùn)動(dòng)；粒子再回到s 點(diǎn)的條件為能沿徑向穿過狹縫d；只要穿過了d, 粒子就會(huì)在電場力作用下先減速,再反向加速, 經(jīng) d 重新進(jìn)入磁場區(qū)；然后, 粒子將以同樣方式經(jīng)過c.x2r2 r 2d2留意到 rmv和 eueb1 mv22 h精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載d,再經(jīng)過a 回到 s 點(diǎn)；所以,電子打到熒光屏上的位置坐標(biāo)x 和金屬板間電勢(shì)差u 的函2a精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載設(shè)粒子射入磁場區(qū)的

32、速度為v,依據(jù)能量守恒,有. mv qu設(shè)粒子在洛侖茲力作用下做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為r,由洛侖茲力公式和s數(shù)關(guān)系為22 22d 2eb2精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載2牛頓定律得mv/r=qvbdobx2emu eb2emud e bu 2m精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載2由前面分析可知,要回到s 點(diǎn),粒子從a 到 d 必經(jīng)過3/4 圓周；所以半徑r（ 3）精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載22必定等于筒的外半徑r 0,就 v=qbr/m=qbr0/m, u=mv/2q=qb r0/2m；1.bc2.解析 : （ 1） en=nqv精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)

33、習(xí)資料 - - - 歡迎下載學(xué)習(xí)必備歡迎下載精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載n（ 2） nqu=.mv2 vn=2nqumv2=qv nbnb n =mvn/qr（ 2）小球運(yùn)到o 點(diǎn)繩子斷裂前瞬時(shí),對(duì)小球應(yīng)用牛頓其次定律：n2精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載mrm2nqu12nmvftmgfm v向洛l精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載以 v n 結(jié)果代入, bn=qrmrqf洛bvq精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載（ 3）繞行第n 圈需時(shí)2 r =2 rm1t n=2 rm（ 11 11）由.得：tmgbvqmv28.2n精品學(xué)習(xí)資料精

34、選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載vn2qvn2qv23nl（ 3）繩斷后,小球水平方向加速度精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載（ 4）如下列圖, （對(duì)圖的要求：越來越近的等幅脈沖）（ 5）不行以,由于這樣粒子在a.b 之間飛行時(shí)電場對(duì)其做功qv,使之加速,在a.b 之外飛行時(shí)電場又對(duì)其做功qv 使之減速,粒子繞行一周,電場對(duì)其作的總功為零,能量不會(huì)增大；af電eq5/s2xmm小球從 o 點(diǎn)運(yùn)動(dòng)至n 點(diǎn)所用時(shí)間精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載3.解析： 1 粒子在電場中被加速,由動(dòng)能定理得qu1 mv22t0.8sa精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載v 2

35、on 間距離精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載 粒子在磁場中偏轉(zhuǎn),就牛頓其次定律得qvbmrh1 gt 23.2 m精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載聯(lián)立解得 r12mu126.6410 271912052 （ m）22. 解：垂直ab邊進(jìn)入磁場,由幾何學(xué)問得：粒子離開電場時(shí)偏轉(zhuǎn)角為30°精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載bq0.0053.210精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載(2) 由幾何關(guān)系可得, 粒子恰好垂直穿過分界線,故正確圖象為y/m vyqu . l mdv0v2精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載y2tg um

36、bv0v3mdv0 3ql精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載由幾何關(guān)系得：l abd0cos 30在磁場中運(yùn)動(dòng)半徑r133dl ab42精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載42o24x/m b1qvmv2vv0精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載2b（ 4,2 ）r14 mv0cos30精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載(3) 帶電粒子在磁場中的運(yùn)動(dòng)周期t2 r2 m b1方向垂直紙面對(duì)里3qde當(dāng)粒子剛好與bc邊相切時(shí), 磁感應(yīng)強(qiáng)度最小,由幾何知m識(shí)知粒子的運(yùn)動(dòng)半徑r 2 為：精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載 粒子在兩個(gè)磁場中分別偏轉(zhuǎn)

37、的弧度為vqb,在磁場中的運(yùn)動(dòng)總時(shí)間4dr2（2 分 ）4b2 qv0mv20r2oo精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載t1 t4m 2qb3.1423.26.6410 1910 27510 36.510 6 （ s ） b24mv0 qdv0p精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載（ 4） 1.解：（ 1）小球從a 運(yùn)到 o的過程中,依據(jù)動(dòng)能定理：即：磁感應(yīng)強(qiáng)度的最小值為4mv0bqd精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載1 mv22mglqel3.解：（ 1）由題意可知,微粒所受的重力ng=mg=8×10-3 n精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡

38、迎下載就得小球在o 點(diǎn)速度為：電場力大小f=eq=8×10 -3 n精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載v2l gqe 2m/sm因此重力與電場力平穩(wěn)微粒先在洛倫茲力作用下做勻速圓周運(yùn)動(dòng),就精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載學(xué)習(xí)必備歡迎下載精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載2qvbm v r2 r解得r = mv bq=0.6m解得 ebmin2mg 2q2mg精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載由t解得 t=10 sv就微粒在5s 內(nèi)轉(zhuǎn)過半個(gè)圓周,再次經(jīng)直線oo時(shí)與 o點(diǎn)的距離2qv0（2）如下列圖,撤去磁場后,帶電質(zhì)點(diǎn)受到重力mg 和電場力 qemin 作用,其合力沿pm方向并與v0精品學(xué)習(xí)資料精選學(xué)習(xí)資料 - - - 歡迎下載l = 2r =1.2m（ 2 ） 微 粒 運(yùn) 動(dòng) 半 周 后 向 上 勻 速 運(yùn) 動(dòng) , 運(yùn) 動(dòng) 的 時(shí) 間 為t =5 s , 軌 跡 如 圖 所 示 , 位 移 大 小方向垂直,大小等于qv