帶電粒子在組合場中的運(yùn)動(dòng)

1、試卷第1頁，總7頁1如圖在xoy坐標(biāo)系第Ⅰ象限，磁場方向垂直xoy平面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B=1.0T；電場方向水平向右，電場強(qiáng)度大小為E=NC一個(gè)質(zhì)量m=2.010﹣7kg，電荷量q=2.010﹣6C的帶正電粒子從x軸上P點(diǎn)以速度v0射入第Ⅰ象限，恰好在xoy平面中做勻速直線運(yùn)動(dòng)0.10s后改變電場強(qiáng)度大小和方向，帶電粒子在xoy平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，取g=10ms2求：（1）帶電粒子在xoy平面內(nèi)做勻速直線運(yùn)動(dòng)的速度v0大小和方向

2、；（2）帶電粒子在xoy平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)電場強(qiáng)度E′的大小和方向；（3）若勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)恰好未離開第Ⅰ象限，x軸上入射P點(diǎn)應(yīng)滿足何條件？【答案】（1）2ms，方向斜向上與x軸正半軸夾角為60；（2）1NC，方向豎直向上（3）0.27m2如圖所示，在xOy平面內(nèi)，以O(shè)1(0R)為圓心、R為半徑的圓形區(qū)域內(nèi)有垂直平面向里的勻強(qiáng)磁場B1，x軸下方有一直線ab，ab與x軸相距為d，x軸與直線ab間區(qū)域有平行于y軸的勻強(qiáng)電場E，在ab的下方

3、有一平行于x軸的感光板MN，ab與MN間區(qū)域有垂直于紙平面向外的勻強(qiáng)磁場B2。在0≤y≤2R的區(qū)域內(nèi)，質(zhì)量為m、電荷量為e的電子從任何位置從圓形區(qū)域的左側(cè)沿x軸正方向以速度v0射入圓形區(qū)域，經(jīng)過磁場B1偏轉(zhuǎn)后都經(jīng)過O點(diǎn)，然后進(jìn)入x軸下方。已知x軸與直線ab間勻強(qiáng)電場場強(qiáng)大小，ab與MN間磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度edmvE2320?。不計(jì)電子重力。edmvB02?（1）求圓形區(qū)域內(nèi)磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度B1的大??？（2）若要求從所有不同位置出發(fā)的電子都不能

4、打在感光板MN上，MN與ab板間的最小距離h1是多大？（3）若要求從所有不同位置出發(fā)的電子都能打在感光板MN上，MN與ab板間的最大距離h2是多大？當(dāng)MN與ab板間的距離最大時(shí)，電子從O點(diǎn)到MN板，運(yùn)動(dòng)時(shí)間最長是多少？【答案】（1）（2）3d（3）eRmvB01?006332vdvdtm???3（20分）如圖所示，左側(cè)裝置內(nèi)存在著勻強(qiáng)磁場和方向豎直向下的勻強(qiáng)電場，裝置上下兩極板間電勢差為U，間距為L，右側(cè)為“梯形”勻強(qiáng)磁場區(qū)域ACDH，

5、其中，AHCD，=4L。一束電荷量大小為q、AH質(zhì)量不等的帶電粒子（不計(jì)重力、可視為質(zhì)點(diǎn)），從狹縫S1射入左側(cè)裝置中恰能沿水平直線運(yùn)動(dòng)并從狹縫S2射出，接著粒子垂直于AH、由AH的中點(diǎn)M射入“梯形”區(qū)域，最后全部從邊界AC射出。若兩個(gè)區(qū)域的磁場方向均水平（垂直于紙面向里）、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B，“梯形”寬度=L，忽略電場、磁場的MN邊緣效應(yīng)及粒子間的相互作用。（1）判定這束粒子所帶電荷的種類，并求出粒子速度的大小（2）求出這束粒子可能的

6、質(zhì)量最小值和最大值試卷第3頁，總7頁電的小球從第一象限的P點(diǎn)（2L，L）以某一初速度沿x軸方向射出，恰好從坐標(biāo)原點(diǎn)O進(jìn)入有界磁場Ⅰ，又從M點(diǎn)射出有界磁場Ⅰ，在有界磁場中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。（已知重力加速度為g）（1）求所加勻強(qiáng)電場場強(qiáng)E的大?。唬?）求帶電小球過原點(diǎn)O的速度大小和有界磁場Ⅰ的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大??；（3）如帶電小球能再次回到原點(diǎn)O，則有界磁場Ⅱ的寬度應(yīng)該滿足的條件。【答案】（1）；（2），；（3）qmgE?gLv2?LgqmB2

7、2?Ld)12(??8如圖所示，虛線MN為電場、磁場的分界線，勻強(qiáng)電場E=103Vm，方向豎直向上，電場線與邊界線MN成45角，勻強(qiáng)磁場垂直紙面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1T，在電場中有一點(diǎn)A，A點(diǎn)到邊界線MN的垂直距離AO=10cm，將比荷為的帶負(fù)2410Ckg電粒子從A處由靜止釋放（電場、磁場范圍足夠大，粒子所受重力不計(jì)）（1）粒子第一次在磁場中運(yùn)動(dòng)的軌道半徑；（2）粒子從釋放到下一次進(jìn)入到電場區(qū)域所需要的時(shí)間；（3）粒子第二次進(jìn)、出磁場

8、處兩點(diǎn)間的距離【答案】（1）0.2m；（2）=2（1）104s；（3）43?mx22.0?9（22分）如圖所示，在x軸下方的區(qū)域內(nèi)存在方向與y軸相同的勻強(qiáng)電場，電場強(qiáng)度為E.在x軸上方以原點(diǎn)O為圓心、半徑為R的半圓形區(qū)域內(nèi)存在勻強(qiáng)磁場，磁場的方向垂直于xy平面并指向紙面外，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.y軸下方的A點(diǎn)與O點(diǎn)的距離為d，一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電粒子從A點(diǎn)由靜止釋放，經(jīng)電場加速后從O點(diǎn)射入磁場不計(jì)粒子的重力作用（1）求粒子在磁場中運(yùn)

9、動(dòng)的軌道半徑r.（2）要使粒子進(jìn)入磁場之后不再經(jīng)過x軸，電場強(qiáng)度需大于或等于某個(gè)值E0，求E0.（3）若電場強(qiáng)度E等于第（2）問E0的，求粒子經(jīng)23過x軸時(shí)的位置【答案】（1）r＝；（2）E0＝；（3）R。2mqEdqB224qBRmd310如圖所示，在xOy平面內(nèi)的第III象限中有沿—y方向的勻強(qiáng)電場，場強(qiáng)大小為E。只第I和第II象限有勻強(qiáng)磁場，磁場方向垂直于坐標(biāo)平面向里，有一質(zhì)量為m，電荷量為e的電子，從y軸的P點(diǎn)以初速度v0垂直于