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带电粒子在复合场中运动(学生).doc

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带电粒子在复合场中运动类型一:带电粒子在组合场里的运动1、在如图所示的直角坐标系中,在 y≥0 的区域内有一垂直于 xOy 平面的匀强磁场,在第四象限内有一平行于 x 轴方向的匀强电场。现使一个质量为 m 的带电粒子,从坐标原点 O 以速度 V 沿 y 轴正方向射入匀强磁场,带电粒子从点 P(a,0)射出磁场,最后再从 Q 点射出匀强电场,射出电场时粒子速度跟 y 轴的夹角为 120 0。 (粒子重力不计)求:① 带电粒子从 O 点射入磁场,到达 P 点经历的时间。② 匀强电场的场强与匀强磁场的磁感应强度大小的比值。2.如图所示,两导体板水平放置,两板间电势差为 U, 带电粒子以某一初速度 v0 沿平行于两板的方向从两板正中间射入,穿过两板后又垂直于磁场方向射入边界线竖直的匀强磁场,则:粒子射入磁场和射出磁场的 M、N 两点间的距离 d 随着 U 和 v0 的变化情况为( )A、d 随 v0 增大而增大,d 与 U 无关 B、d 随 v0 增大而增大,d 随 U 增大而增大C、d 随 U 增大而增大,d 与 v0 无关 D、d 随 v0 增大而增大,d 随 U 增大而减小3.在如图所示的空间区域里, y 轴左方有一匀强电场,场强方向跟 y 轴负方向成v0MNBφ vrθd O(b)(a)θvv0v0MNB230°角,大小为 E = 4.0×10 5N/C, y 轴右方有一垂直纸面的匀强磁场,有一质子以速度 υ 0 = 2.0×106m/s 由 x 轴上 A 点( OA = 10cm)第一次沿 x 轴正方向射入磁场,第二次沿 x 轴负方向射入磁场,回旋后都垂直射入电场,最后又进入磁场,已知质子质量 m 为 1.6×10 -27kg,求:(1)匀强磁场的磁感应强度;(2)质子两次在磁场中运动的时间之比;(3)质子两次在电场中运动的时间各为多少. 类型二:带电粒子在叠加场里的运动4:在某个空间内有一个水平方向的匀强电场,电场强度 ,又有一个与电场垂直的水平方向匀强磁场,磁感强度 B=10T 。现有一个质量 m=2×10 -6kg、带电量 q=2×10 -6C 的微粒,在这个电场和磁场叠加的空间作匀速直线运动。假如在这个微粒经过某条电场线时突然撤去磁场,那么,当它再次经过同一条电场线时,微粒在电场线方向上移过了多大距离。 (g取 10m/S 2)5、如图所示,两块水平放置的金属板长 L=1.40m,间距为 d=0.30m。两板间有 B=1.25T,方向垂直纸面向里的匀强磁场。两板电势差 U=1.5×103v,上板电势高。当 t=0 时,质量 m=2.00×10-15kg,电量q= 1.00×10-10C 的正粒子,以速度 V=4.00×103m/s 从两板中央水平射入。不计重力,试分析:① 粒子在两板间如何运动?② 粒子在两板间的运动时间是多少?【变式练习】若上板电势变化如图所示,下板电势始终为零。其他条件不变,试分析:① 粒子在两板间如何运动?② 粒子在两板间的运动时间是多少?36.如图所示的坐标系,x 轴沿水平方向,y 轴沿竖直方向。在 x 轴上方空间的第一、第二象限内,既无电场也无磁场,在第三象限,存在沿 y 轴正方向的匀强电场和垂直 xy 平面(纸面)向里的匀强磁场,在第四象限,存在沿 y 轴负方向、场强大小与第三象限电场场强相等的匀强电场。一质量为 m、电荷量为q 的带电质点,从 y 轴上 y = h 处的 P1 点以一定的水平初速度沿 x 轴负方向进入第二象限。然后经过 x 轴上 x=-2h 处的 P2 点进入第三象限,带电质点恰好能做匀速圆周运动。之后经过 y 轴上 y=-2h 处的 P3 点进入第四象限。已知重力加速度为 g。试求:(1) 粒子到达 P2点时速度的大小和方向(2) 第三象限空间中电场强度和磁感应强度的大小(3) 带电质点在第四象限空间运动过程中最小速度的大小和方向。类型三:带电粒子在复合场中运动的临界问题7、如图所示,坐标空间中有场强为 E 的匀强电场和磁感应强度为 B 的匀强磁场,y 轴为两种场的分界面,图中虚线为磁场区域的右边界,现有一质量为 m,电荷量为-q 的带电粒子从电场中坐标位置(-L,0)处,以初速度 沿轴正方向运动,且已知 。试求:使带电粒子能穿越磁场区域而不再返回电场0vqvL20中,磁场的宽度 d 应满足的条件.(粒子的重力不计)8.如图所示,两块垂直纸面的平行金属板 A、 B 相距 d=10.0 cm,B 板的中央 M 处有一个 α 粒子源,可4向各个方向射出速率相同的 α 粒子, α 粒子的荷质比 q/m=4.82×10 7 C/kg.为使所有 α 粒子都不能达到 A 板,可以在 A、 B 板间加一个电压,所加电压最小值是 U0=4.15×104 V;若撤去 A
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