帶電粒子在組合場(chǎng)或復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)

1、精品文檔XXXXXXXXXXXXBXXXXXXXXXXX加帶電粒子在組合場(chǎng)或復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)一、帶電粒子在組合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)*vo1.如圖，在x>0的空間中，存在沿 x軸正方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng) 度E=10N/C,在x<0的空間中，存在垂直于 xOy平面方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁 感應(yīng)強(qiáng)度 由0.5T。一個(gè)帶負(fù)電的粒子，比荷為q/m=160C/kg,在0.06m處的d點(diǎn)以vo=8m/s的速度沿y軸正方向開始運(yùn)動(dòng)，不計(jì)重力，求：帶電粒子開始運(yùn)動(dòng)后第一次通過y軸距O點(diǎn)的距離？帶電粒子進(jìn)入磁場(chǎng)后多長(zhǎng)時(shí)間返回電場(chǎng)？帶電粒子運(yùn)動(dòng)周期？2 .在如圖所示的直角坐標(biāo)系中，x軸的上方有與x軸正方向成45°

2、;角的勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)的大小為E= J2 x 104V/m。x軸的下方有垂直于 xOy面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B=2X10-2T。把一個(gè)比荷為 q/m=2x108C/kg的正電荷從坐標(biāo)為(0, 1)的A點(diǎn)處由靜止釋放，電荷所受的重 力忽略不計(jì)，求：(1)電荷從釋放到第一次進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)所用的時(shí)間t;(2)電荷在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)軌跡的半徑；(3)電荷第三次到達(dá) x軸上的位置。3歡在下載B, x軸下方有m電量為q的正3 .在如圖所示，x軸上方有一勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直于紙面向里，大小為勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為 E,方向與y軸的夾角。為450且斜向上方.現(xiàn)有一質(zhì)量為離子，以速度V0由y軸上的A

3、點(diǎn)沿y軸正方向射入磁場(chǎng)， 該離子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后從x軸上的C點(diǎn) 進(jìn)入電場(chǎng)區(qū)域，該離子經(jīng)C點(diǎn)時(shí)的速度方向與 x軸夾角為450.不計(jì)離子的重力，設(shè)磁場(chǎng)區(qū)域和電場(chǎng)區(qū)域足夠大.求：(1) C點(diǎn)的坐標(biāo)；(2)離子從A點(diǎn)出發(fā)到第三次穿越 x軸時(shí)的運(yùn)動(dòng)時(shí)間；(3)離子第四次穿越x軸時(shí)速度的大小及速度方向與電場(chǎng) 方向的夾角.二、帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)1 .帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中無約束情況下的運(yùn)動(dòng)(1)洛侖茲力、重力并存若洛侖茲力和重力平衡，則帶電體做勻速直線運(yùn)動(dòng)；若洛侖茲力和重力不平衡，則帶電體將做復(fù)雜曲線運(yùn)動(dòng)，因洛侖茲力不做功，故機(jī)械能守恒。4.在場(chǎng)弓雖為B的水平勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，一質(zhì)量為 m帶正電q的小球在

4、O靜止釋放，小球的運(yùn)動(dòng)曲線如圖所示.已知此曲線在最低點(diǎn)的曲率半徑為該點(diǎn)到z軸距離的2倍，重力加速度為g.求:(1)小球運(yùn)動(dòng)到任意位置 P(x, y)的速率v.(2) 小球在運(yùn)動(dòng)過程中第一次下降的最大距離ym.(3) 當(dāng)在上述磁場(chǎng)中加一豎直向上場(chǎng)強(qiáng)為E( E mg)的勻強(qiáng)電q場(chǎng)時(shí)，小球從O止釋放后獲得的最大速率vm .(2)電場(chǎng)力、洛侖茲力并存(不計(jì)重力的微觀粒子)若洛侖茲力和電場(chǎng)力平衡，則帶電體做勻速直線運(yùn)動(dòng)；若洛侖茲力和電場(chǎng)力不平衡，則帶電體將做復(fù)雜曲線運(yùn)動(dòng)，因洛侖茲力不做功，故可用動(dòng)能定理 分析。5.如圖甲，在x<0的空間中存在沿 y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)和垂直于xOy平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)

5、，電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為 Bo 質(zhì)量為q(q>0)的粒子從坐標(biāo)原點(diǎn) O處，以初速度V0沿x軸正方向 射入，粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡見圖甲，不計(jì)粒子的質(zhì)量。(1)求該粒子運(yùn)動(dòng)到 y=h時(shí)的速度大小v；(2)現(xiàn)只改變?nèi)肷淞Ｗ映跛俣鹊拇笮?，發(fā)現(xiàn)初速度大小不同的粒子雖然運(yùn)動(dòng)軌跡( y-x曲線)不同，但具 有相同的空間周期性，如圖乙所示；同時(shí)，這些粒子在y軸方向上的運(yùn)動(dòng)(y-t關(guān)系)是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，且都有相同的周期T2 mqBI、求粒子在一個(gè)周期 T內(nèi)，沿x軸方向前進(jìn)的距離 S；n、當(dāng)入射粒子的初速度大小為V0時(shí)，其y-t圖像如圖丙所示，求該粒子在y軸方向上做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的振幅A,并寫出y-t的函數(shù)表達(dá)

6、式。精品文檔（3）電場(chǎng)力、洛侖茲力、重力并存若三力平衡，一定做勻速直線運(yùn)動(dòng)6 .某空間區(qū)域存在勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)，勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度為0.5N/C , 一帶電量為q=103C質(zhì)量為m=3M0-5kg的油滴從高5m處落入該區(qū)域后，恰好做勻速直線運(yùn)動(dòng)（忽略空氣阻力的作用），求勻強(qiáng)磁場(chǎng) 的磁感應(yīng)強(qiáng)度的最小值。（重力加速度g=10m/s2）B,若電場(chǎng)力與重力平衡，一定做勻速圓周運(yùn)動(dòng)7 .如圖所示，空間內(nèi)存在著方向豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)E和垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)一個(gè)質(zhì)量為ml勺帶電液滴，在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，下列說法不正確的是（）A.液滴在運(yùn)動(dòng)過程中速率不變；8 .液滴所帶電荷一定為負(fù)電荷，電荷量大小為m

7、gE;C.液滴一定沿順時(shí)針方向運(yùn)動(dòng)；D.液滴可以沿逆時(shí)針方向運(yùn)動(dòng)，也可以沿順時(shí)針方向運(yùn)動(dòng)。若合力不為零且與速度方向不垂直，做復(fù)雜的曲線運(yùn)動(dòng)，因洛侖茲力不做功，可用能量守恒或動(dòng)能定m理進(jìn)行分析9 .如圖所示，一對(duì)豎直放置的平行金屬板長(zhǎng)為L(zhǎng),板間距為d,接在電壓為U的電源上，板間有一與電場(chǎng)方向垂直的勻強(qiáng) 磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度為Bo有一質(zhì)量為 m帶電量為+q的油滴，從離平行板上端h高處由靜止開始自由下落，由兩板正中央 P點(diǎn)處進(jìn)入電場(chǎng)和磁場(chǎng)空間， 油滴在P點(diǎn)所受 電場(chǎng)力和洛侖茲力恰好平衡，最后油滴從一塊極板的邊緣 D處離 開電場(chǎng)和磁場(chǎng)空間。求：（1）高度h為多少？ （ 2）油滴在D點(diǎn)

8、時(shí)的速度大小。5歡在下載9.如圖所示, 向與x軸平行。從 落在xOz平面上的 已知重力加速度為Oxyz坐標(biāo)系的y軸豎直向上，在坐標(biāo)系所在的空間存在勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)，電場(chǎng)方 y軸上的M點(diǎn)(0, H, 0)無初速度釋放一個(gè)質(zhì)量為m電荷量為q的帶負(fù)電的小球，它N點(diǎn)(1, 0, b) (l >0, b>0)o若撤去磁場(chǎng)，則小球落在 xOz平面的P點(diǎn)(1 , 0, 0), g。(1)已知?jiǎng)驈?qiáng)磁場(chǎng)方向與某個(gè)坐標(biāo)軸平行，試判斷其可能的具體方向;(2)求電場(chǎng)強(qiáng)度E的大??；(3)求小球落至 N點(diǎn)時(shí)的速率V。2.帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中有約束情況下的運(yùn)動(dòng)1,且?guī)щ婓w在復(fù)合場(chǎng)中受輕桿、輕繩、圓環(huán)、軌道等約束

9、的情況下，常見的運(yùn)動(dòng)形式有直線運(yùn)動(dòng)和圓周運(yùn) 動(dòng)，此時(shí)解題要通過受力分析明確變力、恒力做功情況，并注意洛侖茲力不做功的特點(diǎn)，用動(dòng)能定理、能 量守恒定律結(jié)合牛頓運(yùn)動(dòng)定律求出結(jié)果。10 .如圖所示，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B的水平勻強(qiáng)磁場(chǎng)中， 有一足夠長(zhǎng)的絕緣細(xì)棒OO在豎直面內(nèi)垂直于磁場(chǎng)方向放置，細(xì)棒與水平面夾角為 0o 一質(zhì)量為 mi帶電量為+q的圓環(huán)A套在OO棒上，圓環(huán)與棒間的動(dòng)摩擦因數(shù)為 vtan 8現(xiàn)讓圓環(huán) A由靜止開始下滑，試問圓環(huán)在下滑過程中：(1)圓環(huán)A的最大加速度為多大？獲得最大加速度時(shí)的速度為多大?(2)圓環(huán)A能夠達(dá)到的最大速度為多大？精品文檔11 .如圖所示，MN一長(zhǎng)為l的水平放置的絕緣

10、板，絕緣板處在勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)之中，但勻強(qiáng)磁V1/4場(chǎng)只占據(jù)右半部分空間。一質(zhì)量為m帶電量為q的小滑塊，在 M端從靜止開始被電場(chǎng)加速向右運(yùn)動(dòng)，進(jìn)入磁場(chǎng)后做勻速運(yùn)動(dòng)， 直至右端與擋板碰撞彈回。碰撞之后，立即撤去電場(chǎng)，小滑塊仍做勻速運(yùn)動(dòng)。小滑塊離開磁 場(chǎng)后在距M端1/4的P點(diǎn)處停下。設(shè)小滑塊與絕緣板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為科。 求：(1)小滑塊與擋板碰撞后速度值；(2)勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度。三、帶電粒子在周期性電磁場(chǎng)作用下的運(yùn)動(dòng)高考對(duì)此部分內(nèi)容的考查主要有兩種情況：一種是勻強(qiáng)電場(chǎng)(磁場(chǎng))與周期性變化的磁場(chǎng)(電場(chǎng))；另一種是周期性變化的電場(chǎng)和周期性變化的磁場(chǎng)，但相互間隔。這類問題需要考生有較強(qiáng)的綜合分析能

11、力，對(duì)帶電粒子在電場(chǎng)和磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的解法要熟練。解決這類問題的解題技巧是：(1)要能將復(fù)雜的問題拆開，一旦拆開部分區(qū)域就成為純電場(chǎng)類或純磁場(chǎng)類的問題。(2)把較為復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)分段處理，分析各段連接點(diǎn)的速度是解題的關(guān)鍵點(diǎn)之一。12 .如圖1所示，在邊界 MN側(cè)存在斜向右上方的勻強(qiáng)電場(chǎng)E,在MN&側(cè)有豎直向上、電場(chǎng)強(qiáng)度為E=0.4N/C的勻強(qiáng)電場(chǎng)，還有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B (圖中未畫出)和水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)已(圖中未畫出)，B和 曰隨時(shí)間變化的情況如圖2和3所示，RP2為距MNfe界2.29m的豎直墻壁?，F(xiàn)有一帶正電微粒質(zhì)量為4x10-7kg、電荷量為1X10-5C,從左側(cè)電場(chǎng)中距 MNi

12、界。m的A處無初速度釋放后，沿直線以1m/s15速度垂直 MNi界進(jìn)入右側(cè)場(chǎng)區(qū)，高此時(shí)刻t=0,取g=10m/s2。求：(1) MN£側(cè)勻強(qiáng)電場(chǎng)白電場(chǎng)強(qiáng)度E。(sin53°=0.8, cos53°=0.6)(2)帶電微粒在 MN&側(cè)場(chǎng)區(qū)中運(yùn)動(dòng)1.5s時(shí)的速度。12(3)帶電微粒在 MN&側(cè)場(chǎng)區(qū)中第幾秒內(nèi)與墻壁碰撞？ (12 0.19)20.08/B/TE3/V . m-10.0041 2 3 4 5 6 t/s4t/s圖26歡在下載精品文檔13 .如圖甲所示，寬度為 d的豎直狹長(zhǎng)區(qū)域內(nèi)(邊界為 Li、L2),存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)和豎直方向上的周期性變化的電場(chǎng)(如圖乙所示),電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為 E), E>0表示電場(chǎng)方向豎直向上。t=0時(shí),一帶正電、質(zhì)量為 m的微粒從左邊界上的 N點(diǎn)以水平速度v射入該區(qū)域，沿直線運(yùn)動(dòng)到 Q點(diǎn)后，做一次完 整的圓周運(yùn)動(dòng)，再沿直線運(yùn)動(dòng)到右邊界上的 N2點(diǎn)，Q為線段N