带电粒子在复合场中的运动_计算题专题两套(含答案)

(1)1、如图所示，在宽l的范围内有方向如图的匀强电场，场强为E,一带电粒子以速度v垂直于电场方向、也垂直于场区边界射入电场，不计重力，射出场区时，粒子速度方向偏转了。角，去掉电场，改换成方向垂直纸面向外的匀强磁场，此粒子若原样射入磁场，它从场区的另一侧射出时，也偏转了。角，求此磁场的磁感强度B.2、如图11-4-29所示，oxyz坐标系的y轴竖直向上，在坐标系所在的空间存在匀强电场和匀强磁场,电场方向与x轴平行.从y轴上的M点(0,H,0)无初速释放一个质量为m、电荷量为q的带负电的小球，它落在x0z平面上的N(c,0,方点(c>0,b>0).若撤去磁场则小球落在x0y平面的P(l,0,0)点(l>0).已知重力加速度为g.求:已知匀强磁场方向与某个坐标轴平行，试判断其可能的具体方向；求电场强度E的大小；(3)求小球落至N点时的速率v.3、在地面附近的真空环境中，建立一直角坐标系,y轴正方向竖直向上,x轴正方向水平向右，空间有沿水平方向且垂直于xoy平面指向读者的匀强磁场(磁感强度B=0.25T)和沿x轴正方向的匀强电场(场强E=2N/C)，如图所示，一个质量m=J3x10-7kg，电量q=5x10-7C的带负电微粒，在此区域中刚好沿直线运动(g取10m/s2).求：⑴求此带电微粒的速度v.⑵当此带电微粒沿直线运动到y轴上一点y时，突然将磁场撤去而保持电场不变，若在运动中微粒还能再一次通过y轴上另一点P(N、P位置均未在图中标出)，求此时的速度vp的大小.(I)国164、如图所示，一个初速为零的带正电的粒子经过MN两平行板间电场加速后，从N板上的孔射出，当带电粒子到达P点时，长方形abcd区域内出现大小不变、方向垂直于纸面3且万向交替变化的匀强磁场.磁感应强度B=0.4T，每经过t一10S,4磁场方向变化一次，粒子到达P点时出现的磁场方向指向纸外.在Q处有一个静止的中性粒子.PQ间距离s=3m.PQ直线垂直平分ab、cd.已知D=1.6m,带电粒子的荷质比为1.0x104C/kg,重力忽略不计.求：⑴加速电压为200V时带电粒子能否与中性粒子碰撞？⑵画出它的轨迹.⑶能使带电粒子与中性粒子碰撞，加速电压的最大值是多少？Ni、N2构成，两5、如图16(a)所示，左为某同学设想的粒子速度选择装置，由水平转轴及两个薄盘盘面平行且与转轴垂直，相距为L,盘上各开一狭缝，两狭缝夹角可调(如图16(b));右为水平放置的长为d的感光板，板的正上方有一匀强磁场，方向垂直纸面向外，磁感应强度为B.一小束速度不同、带正电的粒子沿水平方向射入Ni,能通过N2的粒子经O点垂直进入磁场。O到感d光板的距离为一，粒子电荷量为q,质量为m,不计重力。2求：(1)若两狭缝平行且盘静止(如图16(c)),某一粒子进入磁场后，竖直向下打在感光板中心点M上，求该粒子在磁场中运动的时间t;若两狭缝夹角为°,盘匀速转动，转动方向如图16(b).要使穿过N1、N2的粒子均打到感光板P1P2连线上。试分析盘转动角速度的取值范围(设通过N1的所有粒子在盘转一圈的时间内都能到达N2)。参考 答案 八年级地理上册填图题岩土工程勘察试题省略号的作用及举例应急救援安全知识车间5s试题及答案 (1)1、解：粒子在电场中运行的时间t=l/v；加速度a=qE/m；它作类平抛的运动.有tg0=at/v=qEl/mv2粒子在磁场中作匀速圆周运动由牛顿第二定律得:qvB=mv2/r，所以r=mv/qB又：sin0=l/r=lqB/mv由①②两式得：B=Ecos0/v2、(1)磁场方向为一x方向或一y方向;(2)E=mglTH；(3)vP2g3、⑴v=1.6m/s，方向与x轴成300角⑵vp=5.8m/s4、⑴带电粒子能与中性粒子碰撞⑵图略⑶Umax=450Vd5、解：(1)分析该粒子轨迹圆心为Pi,半径为一，在磁场中转过的圆心角为一，因而您动时间为:TOC\o"1-5"\h\zHYPERLINK"bookmark14"\o"CurrentDocument"22mt——T22Bq(2)设粒子从Ni运动到N2过程历时为t,之后在磁场中运行速度大小为v,轨迹半径为R贝U:在粒子匀速过程有：L=vt①粒子出来进入磁场的条件：在磁场中做匀速圆周运动有：2v-HYPERLINK"bookmark57"\o"CurrentDocument"qvBm——③R设粒子刚好过Pi点、P2点时轨迹半径分别为：R1、R2则:HYPERLINK"bookmark63"\o"CurrentDocument"R1RR2④-dRi—⑤4d2HYPERLINK"bookmark72"\o"CurrentDocument"R；R2-d2⑥qB°d由①一⑥得：-—°-5qB°d4mL4mL(2)1、如图，在竖直平面内的直角坐标系中第n象限区域内有一沿+y方向的匀强电场，场强Ei=50N/C，还有一个与x轴相切于Q点的圆形有界匀强磁场，磁感强度Bi=500T方向垂直于纸面向里时，在x轴的下方区域内有垂直于纸面向外的匀强磁场.磁感应强度B2=25T,还有一个电场线位于坐标平面的匀强电场，方向如图所示，今有一个质量m=1.0xi0-5kg，电量qi=+2.0x10-6c的带电小球1，从y轴上的P点以初速vo=40m/s斜射入第II象限，经过圆形有界磁场时偏转了60°角，恰与x轴上静止于Q点的另一质量仍为m的带电小球2相碰，小球2的带电量q2=-6x10-6C,两球相碰后粘合在一起，问：⑴在第II象限内圆形磁场区的最小半径多大？⑵欲使碰后小球沿直线运动，x轴下方匀强电场的场强E2的大小应为多少？XX瓦X7XXXXXXXXXJX_x布Fk)XXXXXXXXXXX2、空间中存在着以x=°平面为理想分界面的两个匀强磁场，左右两边磁场的磁感强度分别为B1和B2,且B1：B2=4:3,方向如图所示，现在原点O处有带等量异号电荷的两个带电粒子a、b分别以大小相等的水平初动量沿x轴正向和负向同时射入两磁场中，且a带正电，b带负电.若a粒子在第4次经过y轴时,恰与b粒子相遇，试求a粒子和b粒子的质量比ma：mb。（不计粒子a和b的重力）•B,右边是一个电场强度大小POQ3、如图所示的区域中，左边为垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为未知的匀强电场，其方向平行于OC且垂直于磁场方向.一个质量为m、电荷量为-q的带电粒子从P孔以初速度V0沿垂直于磁场方向进人匀强磁场中，初速度方向与边界线的夹角。=600，粒子恰好从C孔垂直于OC射入匀强电场，最后打在Q点，已知OQ=2OC不计粒子的重力，求：(l)粒子从P运动到Q所用的时间t。(2)电场强度E的大小(3)粒子到达Q点时的动能EkQ4、如图所示，M、N为两块带等量异种电荷的平行金属板，Si、S2为板上正对的小孔，n板右侧有两个宽度均为d的匀强磁场区域，磁感应强度大小均为B,方向分别垂直于纸面向里和向外，磁场区域右侧有一个荧光屏，取屏上与Si、S2共线的。点为原点，向下为正方向建立x轴.板左侧电子枪发射出的热电子经小孔Si进入两板间，电子的质量为m,电荷量为当两板间电势差为U0时，求从小孔S2射出的电子的速度V0；两金属板间电势差U在什么范围内，电子不能穿过磁场区域而打到荧光屏上；电子打到荧光屏上的位置坐标x和金属板间电势差U的函数关系.5、如图所示，以两虚线为边界，中间存在平行纸面且与边界垂直的水平电场，宽度为d,两侧为相同的匀强磁场，方向垂直纸面向里。一质量为m、带电量+q、重力不计的带电粒子，以初速度V1垂直边界射入磁场做匀速圆周运动，后进入电场做匀加速运动，然后第二次进入磁场中运动，此后粒子在电场和磁场中交替运动。已知粒子第二次在磁场中运动的半径是第一次的二倍，第三次是第一次的三倍，以此类推。求⑴粒子第一次经过电场子的过程中电场力所做的功叫。⑵粒子第n次经过电场时电场强度的大小En。⑶粒子第n次经过电场子所用的时间tn。⑷假设粒子在磁场中运动时，电场区域场强为零。请画出从粒子第一次射入磁场至第三次离开电场的过程中，电场强度随时间变化的关系图线(不要求写出推导过程，不要求标明坐标明坐标刻度值)。1、⑴Rmin=0.2m⑵E2=50N/s2、ma:mb5:73、解:(1)画出粒子运动的轨迹如图示的三分之一圆弧设粒子在磁场中圆周运动的半径为r,2V0qv0Bm——rmv0qBr+rcos600=OC=xOC=x=3r/2粒子在磁场中圆周运动的时间t11-T3粒子在电场中类平抛运动OQ=2x=3r参考答案(2)(O1为粒子在磁场中圆周运动的圆心)qBxxXV0XX:ZPO1C=1200c卜/C1Qx2x3rt2一V。V。3mqB粒子从P运动到Q所用的时间tt1t2m)qB(2)粒子在电场中类平抛运动x1at22qE+2t2m2xVot21「解得E一Bv。3⑶由动能定理ekq12—mv。qEx3mv0qB12一mvo2粒子到达Q点时的动能为Ekq2mV。4、解:1⑴根据动能正理，碍eU0-mV022eU0解得V0m⑵欲使电子不能穿过磁场区域而打在荧光屏上,应有mVj用——d而eB..22eU】mV2由此即可解得U—e—22m(3)若电子在磁场区域做圆周运动的轨道半径为r,穿过磁场区域打在荧光屏上的位置坐标为x,贝U由轨迹图可得X2r2妒d2注意到mVr——和eB所以，电子打到荧光差U的函数关系为BeU-mV2屏上的位置坐标x和金属板间电势x—(2emU2emUdeB222eB)(U2_2d2eB2、>——)2m5、解析:根据qB因为r22ri，所以v2%,所以W212—mV2—mV|,2(2)Wn1—mv21mVn211=m(nV1)2-m((n1)Vi)2,Wn2Enqd,所以En2(2n1)mV1(3)VnVn1antn,3n咀，所以mtn2d(2n1)v12qd