带电粒子在复合场中的运动专题

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1、带电粒子在复合场中的运动专题1．带电粒子在复合场中的直线运动（l）洛仑兹力为0（即v与B平行）；①重力与电场力平衡，做匀速直线运动；②重力与电场力的合力恒定，做匀变速直线运动。（2）洛仑兹力与速度垂直，且与重力和电场力的合力平衡，做匀速直线运动。例题1、如图所示，在Oxyz坐标系所在的空间中，可能存在匀强电场或匀强磁场，也可能两者都存在或都不存在，但如果两者都存在，已知磁场平行于xy平面，现有一质量为m，带正电q的点电荷沿z轴正方向射入此空间中，发现它做速度为v0的匀速直线运动．若不计重力，试写出电场和磁场的分布有哪几种可能性．要求对每一种河能性都要说出其中电场

2、强度、磁感强度的方向和大小，以及它们之间可能存在的关系．不要求推导或说明理由．例题2、如右图所示为一种可用于测量电子电荷量e与质量m比值e/m的阴极射线管，管内处于真空状态，图中L是灯丝，当接上电源时可发出电子，A是中央有小圆孔的金属板，当L和A间加上电压时（其电压值比灯丝电压大得多），电子将被加速并沿图中虚直线所示的路径到达荧光屏S上的O点，发出荧光．Pl、P2为两块平行于虚直线的金属板，已知两板间距为d，在虚线所示的圆形区域内可施加一匀强磁场，已知其磁感强度为B，方向垂直纸面向外．a、b1、b2、c1、c2都是固定在管壳上的金属引线．E1、E2、E3是三个电

3、压可调并可读出其电压值的直流电源。（1）试在图中画出三个电源与阴极射线管的有关引线的连线。（2）导出计算e/m的表达式，要求用所测物理量及题给出已知量表示。答案：（2）U2为加速电压;U3为加在P1、P2间电压应用1、如右图所示，a、b是位于真空中的平行金属板，a板带正电，b板带负电，两板间的电场为匀强电场，场强为E。同时的两板之间的空间中加一匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向里，磁感应强度为B．一束电子以大小为V0的速度从左边S处沿图中虚线方向入射，虚线平行于两板，要想使电子在两板间能沿虚线运动，则V0、E、B之间的关系应该是（A）A．V0=E/BB．V0=B/E

4、C．D．应用2、如右图所示，匀强电场E的方向竖直向下，匀强磁场B的方向水平垂直纸面向里，现有三个带等量同种电荷的油滴M、N、P，若将它们放入该区域中，油滴M能保持静止，油滴N能以不变的速度VN水平向左匀速运动，油滴P能以不变的速度VP水平向右匀速运动，不计空气阻力，则三个油滴的重力关系是（B）A．GM=GN=GPB．GN＞GM＞GPC．GM＞GN＞GPD．GP＞GM＞GN2．带电粒子在复合场中的匀速圆周运动：当带电粒子所受合外力充当向心力时，带电粒子做匀速圆周运动，由于重力与电场力是恒力，故不能充当向心力，所以一般情况下电场力和重力相平衡，洛伦兹力充当向心力．例

5、题3、在如图所示的直角坐标系中，坐标原点O处固定有正点电荷，另有平行于y轴的匀强磁场。一个质量为m，带电量＋q的微粒，恰能以y轴上O′（0，a，0）点为圆心做匀速圆周运动，其轨迹平面与xOz平面平行，角速度为ω，旋转方向如图中箭头所示．试求匀强磁场的磁感应强度大小和方向．解：对微粒进行受力分析竖直方向：mg=Fcosθ水平方向：qωRB-Fsinθ=mω2Rtanθ=R/a解得：B=方向沿y轴正方向应用3、如图所示，在地面附近，坐标系xoy在竖直平面内，空间有沿水平方向垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B，在x＜0的空间内还有沿x轴负方向的匀强电场，场强大

6、小为E，一个带正电的油滴经图中x轴上的M点，沿着与水平方向成a=300角的方向斜向下做匀速直线运动，进人x＞0的区域，要使油滴进人x＞0区域后能在竖直平面内做匀速圆周运动，需在x＞0的区域内加一个匀强电场，若带电油滴做圆周运动时通过x轴上的N点，且MO=ON，求：（1）油滴运动速率；（2）在x＞0空间内所加电场的场强大小和方向；（3）油滴从x轴上的M点开始到达x轴上的N点所用的时间．答案：（1）E/B（2）竖直向上（3）3．霍耳效应例题4、如图所示为电磁流量计示意图，直径为d的非磁性材料制成的圆形导管内，有可以导电的液体流动，磁感应强度为B的匀强磁场垂直液体流动

7、的方向而穿过一段圆形管道。若测得管壁内a、b两点的电势差为U，则管中液体的流量Q=___________m3/s答案：Q=应用4、电磁流量计广泛应用于测量可导电流体（如污水）在管中的流量（在单位时间内通过管内横截面的流体的体积）。为了简化，假设流量计是如图所示的横截面为长方形的一段管道，其中空部分的长、宽、高分别为图中a、b、c，流量计的两端与输送流体的管道相连（图中虚线）。图中流量计的上下两面是金属材料，前后两面是绝缘材料，现于流量计所在处加磁感应强度为B的匀强磁场，磁场方向垂直于前后两面，当导电流体稳定地流经流量计时，在管外将流量计上、下两表面分别与一串接了

8、电阻R的电流表的两端连接