带电粒子在组合场中的运动

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时间:2018-11-27

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1、WORD格式.可编辑1.如图在xoy坐标系第Ⅰ象限,磁场方向垂直xoy平面向里,磁感应强度大小为B=1.0T;电场方向水平向右,电场强度大小为E=N/C.一个质量m=2.0×10﹣7kg,电荷量q=2.0×10﹣6C的带正电粒子从x轴上P点以速度v0射入第Ⅰ象限,恰好在xoy平面中做匀速直线运动.0.10s后改变电场强度大小和方向,带电粒子在xoy平面内做匀速圆周运动,取g=10m/s2.求:(1)带电粒子在xoy平面内做匀速直线运动的速度v0大小和方向;(2)带电粒子在xoy平面内做匀速圆周运动时电场强度E′的大小和方向;(3)若匀速圆周运动时恰好未离开第Ⅰ象限,x轴上入射P点

2、应满足何条件?【答案】(1)2m/s,方向斜向上与x轴正半轴夹角为60°;(2)1N/C,方向竖直向上.(3)0.27m2.如图所示,在xOy平面内,以O1(0,R)为圆心、R为半径的圆形区域内有垂直平面向里的匀强磁场B1,x轴下方有一直线ab,ab与x轴相距为d,x轴与直线ab间区域有平行于y轴的匀强电场E,在ab的下方有一平行于x轴的感光板MN,ab与MN间区域有垂直于纸平面向外的匀强磁场B2。在0≤y≤2R的区域内,质量为m、电荷量为e的电子从任何位置从圆形区域的左侧沿x轴正方向以速度v0射入圆形区域,经过磁场B1偏转后都经过O点,然后进入x轴下方。已知x轴与直线ab间匀强

3、电场场强大小,ab与MN间磁场磁感应强度。不计电子重力。(1)求圆形区域内磁场磁感应强度B1的大小?(2)若要求从所有不同位置出发的电子都不能打在感光板MN上,MN与ab板间的最小距离h1是多大?(3)若要求从所有不同位置出发的电子都能打在感光板MN上,MN与ab板间的最大距离h2是多大?当MN与ab板间的距离最大时,电子从O点到MN板,运动时间最长是多少?【答案】(1)(2)3d(3)3.(20分)如图所示,左侧装置内存在着匀强磁场和方向竖直向下的匀强电场,装置上下两极板间电势差为U,间距为L,右侧为“梯形”匀强磁场区域ACDH,其中,AH//CD,=4L。一束电荷量大小为q、

4、质量不等的带电粒子(不计重力、可视为质点),从狭缝S1射入左侧装置中恰能沿水平直线运动并从狭缝S2射出,接着粒子垂直于AH、由AH的中点M射入“梯形”区域,最后全部从边界AC射出。若两个区域的磁场方向均水平(垂直于纸面向里)、磁感应强度大小均为B,“梯形”宽度=L,忽略电场、磁场的边缘效应及粒子间的相互作用。(1)判定这束粒子所带电荷的种类,并求出粒子速度的大小;(2)求出这束粒子可能的质量最小值和最大值;(3)求出(2)问中偏转角度最大的粒子在“梯形”区域中运动的时间。专业知识.整理分享WORD格式.可编辑【答案】(1)带正电,(2),(3)4.在如图所示的直角坐标系中,矩形区

5、域内有垂直于纸面向外的匀强磁场,磁感应强度大小为B=5.0×10-2T;第一象限内有沿方向的匀强电场,电场强度大小为N/C。已知矩形区域边长为0.06m,ab边长为0.20m。在边中点处有一放射源,某时刻,放射源沿纸面向磁场中各方向均匀地辐射出速率均为m/s的某种带正电粒子,带电粒子质量kg,电荷量kg,不计粒子重力,求:(计算结果保留两位有效数字)(1)粒子在磁场中运动的半径;(2)从轴上射出的粒子中,在磁场中运动的最短路程为多少?(3)放射源沿-方向射出的粒子,从射出到从轴离开所用的时间。【答案】(1)0.02m(2)0.21m(3)5.如图所示,空间区域I、II有匀强电场和

6、匀强磁场,MN、PQ为理想边界,I区域高度为d,II区域的高度足够大,匀强电场方向竖直向上;I、II区域的磁感应强度大小均为B,方向分别垂直纸面向里和向外。一个质量为m、带电荷量为q的小球从磁场上方的O点由静止开始下落,进入场区后,恰能做匀速圆周运动。已知重力加速度为g。(1)试判断小球的电性并求出电场强度E的大小;(2)若带电小球运动一定时间后恰能回到O点,求它释放时距MN的高度h;(3)试讨论在h取不同值时,带电小球第一次穿出I区域的过程中,电场力所做的功。【答案】(1)正电;(2)(3)0或者-mgdx××××××××××××××××××××××××yBv30°OE××××

7、P6.如图所示,在xOy坐标系的y轴右侧有垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B,在第四象限还有沿x轴负方向的匀强电场,y轴上有一点P,坐标已知为(0,L),一电荷量为q、质量为m的带负电的粒子从P点以某一大小未知的速度沿与y轴正方向夹角为30°的方向垂直射入磁场,已知粒子能够进入第四象限,并且在其中恰好做匀速直线运动。不计粒子所受的重力,求:(1)粒子在第一象限中运动的时间t;(2)电场强度E。【答案】(1)(2)7.如图所示,在直角坐标系xOy第二、三象限存在有界匀强磁场Ⅰ

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