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1、精選學習資料 - - - 歡迎下載學習必備歡迎下載精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載專題二:帶電粒子在復合場中的運動一.復合場及其特點這里所說的復合場為指電場.磁場.重力場并存,或其中某兩種場并存的場帶電粒子在這些復 合場中運動時,必需同時考慮電場力.洛侖茲力和重力的作用或其中某兩種力的作用,因此對粒子的 運動形式的分析就顯得極為重要二.帶電粒子在復合場電運動的基本分析1當帶電粒子在復合場中所受的合外力為0 時,粒子將做勻速直線運動或靜止2當帶電粒子所受的合外力與運動方向在同一條直線上時,粒子將做變速直線運動3當帶電粒子所受的合外力充當向心力時,粒子將做勻速圓周運動4當帶電粒子所受
2、的合外力的大小.方向均為不斷變化的時,粒子將做變加速運動,這類問題 一般只能用能量關(guān)系處理三.電場力和洛侖茲力的比較如下列圖,由燃燒室o燃燒電離成的正.負離子(等離子體)以高速噴入偏轉(zhuǎn)磁場b 中在洛侖茲力作用下,正.負離子分別向上.下極板偏轉(zhuǎn).積存,從而在板間形成一個向下的電場兩板間形成肯定的電勢差當qvb=qu/d 時電勢差穩(wěn)固udvb,這就相當于一個可以對外供電的電源 3電磁流量計電磁流量計原理可說明為:如下列圖,一圓形導管直徑為 d,用非磁性材料制成, 其中有可以導電的液體向左流淌 導電液體中的自由電荷 (正負離子)在洛侖茲力作用下縱向偏轉(zhuǎn), a、b 間顯現(xiàn)電勢差當自由電荷所受電場力和洛
3、侖茲力平穩(wěn)時,a.b 間的電勢差就保持穩(wěn)固由 bqv=eq=uq/d,可得 v=u/bd流量 q=sv=ud/4b4質(zhì)譜儀如下列圖組成:離子源o,加速場u,速度挑選器(e、b),偏轉(zhuǎn)場 b2,膠片精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載1在電場中的電荷,不管其運動與否,均受到電場力的作用;而磁場僅僅對運動著的.且速度 與磁場方向不平行的電荷有洛侖茲力的作用2電場力的大小feq,與電荷的運動的速度無關(guān);而洛侖茲力的大小f=bqvsin 、 與電荷運動的速度大小和方向均有關(guān)原理:加速場中qu=.mv2挑選器中: v=e/b 12偏轉(zhuǎn)場中: d 2r , qvb mv2/r比荷:q2e精品學習
4、資料精選學習資料 - - - 歡迎下載3電場力的方向與電場的方向或相同.或相反;而洛侖茲力的方向始終既和磁場垂直,又和速度方向垂直4電場力既可以轉(zhuǎn)變電荷運動的速度大小,也可以轉(zhuǎn)變電荷運動的方向,而洛侖茲力只能轉(zhuǎn)變質(zhì)量 mmb1b2 db1 b2 dq 2e精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載電荷運動的速度方向,不能轉(zhuǎn)變速度大小5電場力可以對電荷做功,能轉(zhuǎn)變電荷的動能;洛侖茲力不能對電荷做功,不能轉(zhuǎn)變電荷的動能6勻強電場中在電場力的作用下,運動電荷的偏轉(zhuǎn)軌跡為拋物線;勻強磁場中在洛侖茲力的作 用下,垂直于磁場方向運動的電荷的偏轉(zhuǎn)軌跡為圓弧四.對于重力的考慮重力考慮與否分三種情形( 1
5、對于微觀粒子,如電子.質(zhì)子.離子等一般不做特別交待就可以不計其重力,由于其重力一般情形下與電場力或磁場力相比太小,可以忽視;而對于一些實際物體,如帶電小球.液滴.金屬塊等不做特別交待時就應當考慮其重力( 2 在題目中有明確交待的為否要考慮重力的,這種情形比較正規(guī),也比較簡潔( 3 對未知名的帶電粒子其重力為否忽視又沒有明確 時,可采納假設(shè)法判定,假設(shè)重力計或者不計,結(jié)合題給條件得出的結(jié)論如與題意相符就假設(shè)正確,否就假設(shè)錯誤作用:主要用于測量粒子的質(zhì)量.比荷.討論同位素5回旋加速器如下列圖 .組成:兩個d 形盒,大型電磁鐵,高頻振蕩交變電壓,兩縫間可形成電壓u作用:電場用來對粒子(質(zhì)子.氛核、a
6、 粒子等)加速,磁場用來使粒子回旋從而能反復加速高能粒子為討論微觀物理的重要手段要求:粒子在磁場中做圓周運動的周期等于交變電源的變化周期 關(guān)于回旋加速器的幾個問題:(1) 回旋加速器中的d 形盒, 它的作用為靜電屏蔽,使帶電粒子在圓周運動過程 中只處在磁場中而不受電場的干擾,以保證粒子做勻速圓周運動.(2) 回旋加速器中所加交變電壓的頻率f、 與帶電粒子做勻速圓周運動的頻率相等: f1qb精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載五.復合場中的特別物理模型1粒子速度挑選器t2 m1q2 b2 r2精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載如下列圖,粒子經(jīng)加速電場后得到肯定的速度v0,進
7、入正交的電場和磁場,受到的電場力與洛侖(3) 回旋加速器最終使粒子得到的能量,可由公式emv2k22m來運算,精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載茲力方向相反,如使粒子沿直線從右邊孔中出去,就有qv0b qe、v 0=e/b,如 v= v 0=e/b,粒子做直線運動,與粒子電量.電性.質(zhì)量無關(guān)如 ve/b ,電場力大,粒子向電場力方向偏,電場力做正功,動能增加 如 v e/b,洛侖茲力大,粒子向磁場力方向偏,電場力做負功,動能在粒子電量, .質(zhì)量 m和磁感應強度b 肯定的情形下,回旋加速器的半徑r越大,粒子的能量就越大精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載削減2磁流體發(fā)電機精
8、品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載學習必備歡迎下載精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載專題二:帶電粒子在復合場中的運動1姓名 1如下列圖, 在 x 軸上方有勻強電場, 場強為 e;在 x 軸下方有勻強磁場, 磁感應強度為 b,方向如圖, 在 x 軸上有一點 m,離 o點距離為 l現(xiàn)有一帶電量為十 q 的粒子,使其從靜止開頭釋放后能經(jīng)過 m 點假如把此粒子放在 y 軸上,其坐標應滿意什么關(guān)系?(重力忽視不計)2如下列圖,在寬l 的范疇內(nèi)有方向如圖的勻強電場,場強為e,一帶電粒子以速度v 垂直于電場方向.也垂直于場區(qū)邊界射入電場,不計重力,射出場區(qū)時,粒子速度方向偏轉(zhuǎn)了 角,去
9、掉電場,改換成方向垂直紙面對外的勻強磁場,此粒子如原樣射入磁場,它從場區(qū)的另一側(cè)射出時,也偏轉(zhuǎn)了 角,求此磁場的磁感強度b3初速為零的離子經(jīng)過電勢差為u 的電場加速后,從離子槍t 中水平射出,經(jīng)過一段路程后進入水平 放置的兩平行金屬板mn和 pq之間離子所經(jīng)空間存在一磁感強度為b 的勻強磁場,如下列圖(不 考慮重力作用) ,離子荷質(zhì)比q/m( q.m 分別為離子的電量與質(zhì)量)在什么范疇內(nèi),離子才能打在金屬板上?4如圖,兩個共軸的圓筒形金屬電極,外電極接地,其上勻稱分布著平行于軸線的四條狹縫a.b.c和 d,外筒的半徑為r 0在圓筒之外的足夠大區(qū)域中有平行于軸線方向的勻稱磁場,磁感強度的大小為
10、b在兩極間加上電壓,使兩圓筒之間的區(qū)域內(nèi)有沿半徑向外的電場一質(zhì)量為m.帶電量為 q的粒子,從緊靠內(nèi)筒且正對狹縫a 的 s 點動身,初速為零假如該粒子經(jīng)過一段時間的運動之后恰好又回到動身點s,就兩電極之間的電壓u 應為多少?(不計重力,整個裝置在真空中)a s精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載dobc精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載學習必備歡迎下載精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載專題二:帶電粒子在復合場中的運動2姓名 1如下列圖,從正離子源發(fā)射的正離子經(jīng)加速電壓u加速后進入相互垂直的勻強電場e(方向豎直向上) 和勻強磁場 b(方向垂直于紙面對外)中,發(fā)覺離
11、子向上偏轉(zhuǎn),要使此離子沿直線穿過電場.a增大電場強度e,減小磁感強度b b減小加速電壓u ,增大電場強度e c 適當?shù)丶哟蠹铀匐妷簎d 適當?shù)販p小電場強度e 2湯姆生用來測定電子的比荷(電子的電荷量與質(zhì)量之比)的試驗裝置如下列圖,真空管內(nèi)加速后,1/穿過 a' 中心的小孔沿中心軸0 0 的方向進入到兩塊水平正對放置的平行極板p 和 p/ ,間的區(qū)域 當極板間不加偏轉(zhuǎn)電壓時,電子束打在熒光屏的中心0 點處,形成了一個亮點;加上偏轉(zhuǎn)電壓u后,亮點 偏離到 0' 點,( o' 與 0 點的豎直間距為d,水平間距可忽視不計)此時,在p 和 p 間的區(qū)域,再加上一個方向垂直于紙面
12、對里的勻強磁場調(diào)劑磁場的強弱,當磁感應強度的大小為b 時,亮點重新回到0 點已知極板水平方向的長度為l1,極板間距為b,極板右端到熒光屏的距離為l2(如下列圖) (1) 求打在熒光屏0 點的電子速度的大小2 )推導出電子的比荷的表達式3如下列圖, m.n 為兩塊帶等量異種電荷的平行金屬板,s1 .s2 為板上正對的小孔,n 板右側(cè)有兩個寬度均為 d 的勻強磁場區(qū)域,磁感應強度大小均為b,方向分別垂直于紙面對里和向外,磁場區(qū)域右側(cè) 有一個熒光屏,取屏上與s1 .s2 共線的 o點為原點,向下為正方向建立x 軸板左側(cè)電子槍發(fā)射出的熱電子經(jīng)小孔s1 進入兩板間,電子的質(zhì)量為m,電荷量為e,初速度可以
13、忽視求:(1) 當兩板間電勢差為u0 時,求從小孔s2 射出的電子的速度v0;(2) 兩金屬板間電勢差u 在什么范疇內(nèi),電子不能穿過磁場區(qū)域而打到熒光屏上;(3) 電子打到熒光屏上的位置坐標x 和金屬板間電勢差u 的函數(shù)關(guān)系精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載學習必備歡迎下載3如下列圖,在直角坐標系的第象限和第象限中的直角三角形區(qū)域內(nèi),分布著磁感應強度均為b精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載 3專題二:帶電粒子在復合場中的運動35.0 ×10t 的勻強磁場,方向分別垂直紙面對外和向里質(zhì)量為m6.64 ×1027.電荷量為q精品學習資料精選學習資料 -
14、- - 歡迎下載姓名 1回旋加速器為用來加速帶電粒子的裝置, 如下列圖 . 它的核心部分為兩個 d 形金屬盒, 兩盒相距很近, 分別和高頻溝通電源相連接, 兩盒間的窄縫中形成勻強電場, 使帶電粒子每次通過窄縫都得到加速 兩盒放在勻強磁場中,磁場方向垂直于盒底面,帶電粒子在磁場中做圓周運動,通過兩盒間的窄縫時反復被加速, 直到達到最大圓周半徑時通過特別裝置被引出假如用同一回旋加速 3.2 ×10c 的 粒子(不計 粒子重力),由靜止開頭經(jīng)加速電壓為u1205v 的電場(圖中未畫出)加速后,從坐標點m( 4,2 )處平行于x 軸向右運動,并先后通過兩個勻強磁場區(qū)域 19(1) 請你求出
15、粒子在磁場中的運動半徑;(2) 你在圖中畫出 粒子從直線x 4 到直線 x 4精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載器分別加速氚核(3 h )和 粒子(4 h e )比較它們所加的高頻溝通電源的周2b之間的運動軌跡,并在圖中標明軌跡與直線x4 交點的坐標;精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載1期和獲得的最大動能的大小,有() a加速氚核的溝通電源的周期較大,氚核獲得的最大動能也較大 b加速氚核的溝通電源的周期較大,氚核獲得的最大動能較小 c加速氚核的溝通電源的周期較小,氚核獲得的最大動能也較小 d加速氚核的溝通電源的周期較小,氚核獲得的最大動能較大(3) 求出 粒子在兩個磁場
16、區(qū)域偏轉(zhuǎn)所用的總時間精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載2如下列圖為一種獲得高能粒子的裝置,環(huán)形區(qū)域內(nèi)存在垂直紙面對外大小可調(diào)劑的勻稱磁場,質(zhì)量為 m,電量 q 的粒子在環(huán)中作半徑為r 的圓周運動, a. b 為兩塊中心開有小孔的極板,原先電勢都為零,每當粒子飛經(jīng)a 板時, a板電勢上升為u,b 板電勢仍保持為零,粒子在兩板間電場中得到加速,每當粒子離開b 板時, a 板電勢又降為零,粒子在電場一次次加速下動能不斷增大,而繞行半徑 不變( l )設(shè) t=0 時粒子靜止在a 板小孔處,在電場作用下加速,并繞行第一圈,求粒子r繞行 n 圈回到 a 板時獲得的總動能enab( 2)為使粒子
17、始終保持在半徑為r 的圓軌道上運動,磁場必需周期性遞增,求粒子繞行第 n 圈時的磁感應強度bn ( 3)求粒子繞行n 圈所需的總時間t n(設(shè)極板間距遠小于r)( 4)在( 2)圖中畫出a板電勢 u與時間 t 的關(guān)系(從t 0 起畫到粒子第四次離開b 板時即可)( 5)在粒子繞行的整個過程中,a 板電勢為否可始終保持為u?為什么 .精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載學習必備歡迎下載精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載專題二:帶電粒子在復合場中的運動4場和磁場的范疇足夠大,電場強度e=40n/c,磁感應強度b隨時間 t 變化的關(guān)系圖象如圖乙所示,選精品學習資料精選學習資料
18、- - - 歡迎下載定磁場垂直紙面對里為正方向t =0 時刻,一質(zhì)量m=8×10 -4 kg.電荷量q=+2×10 -4 c 的微粒在o 點具2精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載姓名 1如下列圖,豎直平面xoy 內(nèi)存在水平向右的勻強電場,場強大小e=10n c ,在 y 0 的區(qū)域內(nèi)仍存有豎直向下的速度v=0.12m/s , o為擋板 mn上一點,直線oo與擋板 mn垂直,取g=10m/s 求:( 1)微粒再次經(jīng)過直線oo時與 o點的距離;精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載在垂直于坐標平面對里的勻強磁場,磁感應強度大小b=0.5t 一帶電量 q0.2
19、c .質(zhì)量 m0.4kg 的( 2)微粒在運動過程中離開直線oo的最大高度;精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載小球由長 l0.4m 的細線懸掛于p 點小球可視為質(zhì)點,現(xiàn)將小球拉至水平位置a 無初速釋放,小球( 3)水平移動擋板,使微粒能垂直射到擋板上,擋板與o點間的距離應滿意的條件精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載運動到懸點p 正下方的坐標原點o 時,懸線突然斷裂,此后小球又恰好能通過o 點正下方的n點.g=10m s 2 ,求:(1) 小球運動到 o 點時的速度大小;(2) 懸線斷裂前瞬時拉力的大小;(3) on 間的距離e m0.8b/t精品學習資料精選學習資料 -
20、 - - 歡迎下載oo102030t/s精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載ov- 0.8b5152535精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載n圖乙圖甲2兩塊平行金屬板mn.pq水平放置,兩板間距為d.板長為l ,在緊靠平行板右側(cè)的正三角形區(qū)域內(nèi) 存在著垂直紙面的勻強磁場,三角形底邊bc與 pq在同一水平線上,頂點a 與 mn在同一水平線上,如下列圖 一個質(zhì)量為m.電量為 +q 的粒子沿兩板中心線以初速度v0 水平射入, 如在兩板間加某一恒精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載定電壓,粒子離開電場后垂直ab邊從 d點進入磁場,(1) 兩極板間電壓;(2) 三角形區(qū)域
21、內(nèi)磁感應強度;(3) 如兩板間不加電壓,三角形區(qū)域內(nèi)的磁場方向垂直紙面對外要使粒子進入磁場區(qū)域后能從ab邊射出,試求所加磁場的磁感應強度最小值1bd=4ab,并垂直 ac邊射出 不計粒子的重力 求:精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載3如圖甲所示,豎直擋板mn左側(cè)空間有方向豎直向上的勻強電場和垂直紙面對里的水平勻強磁場,電精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載學習必備歡迎下載精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載專題二:帶電粒子在復合場中的運動5姓名 2如下列圖,在同時存在勻強電場和勻強磁場的空間中取正交坐標系oxyz( x 軸正方向水平向右,y軸正方向豎直向上) 勻
22、強磁場方向與oxy平面平行,且與x 軸的夾角為45 ,重力加速度為g( 1)一質(zhì)量為 m.電荷量為q 的帶電質(zhì)點沿平行于z 軸正方向以速度v0 做勻速直線運動,求滿意條精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載1如下列圖,在傾角為30°的斜面oa的左側(cè)有一豎直檔板,其上有一小孔p, op=0.5m.現(xiàn)有一質(zhì)量件的電場強度的最小值emin及對應的磁感應強度b ;精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載20 144精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載m=4×10kg,帶電量 q=+2×10c 的粒子, 從小孔以速度v0=3×10 m/s
23、水平射向磁感應強度b=0.2t .( 2)在滿意( 1)的條件下,當帶電質(zhì)點通過y 軸上的點p0 、 h 、 0 時,撤去勻強磁場,求帶電質(zhì)點精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載方向垂直紙面對外的一圓形磁場區(qū)域且在飛出磁場區(qū)域后能垂直打在oa面上,粒子重力不計求:( 1)粒子在磁場中做圓周運動的半徑;落在 oxz平面內(nèi)的位置;( 3)當帶電質(zhì)點沿平行于z 軸負方向以速度v0 通過 y 軸上的點p 0 、 h 、 0 時,轉(zhuǎn)變電場強度大小和精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載( 2)粒子在磁場中運動的時間;( 3)圓形磁場區(qū)域的最小半徑;( 4)如磁場區(qū)域為正三角形且磁場方向
24、垂直向里,粒子運動過程pv中始終不遇到擋板,其他條件不變, 求:此正三角形磁場區(qū)域的最小邊長a方向,同時轉(zhuǎn)變磁感應強度的大小,要使帶點質(zhì)點做勻速圓周運動且能夠經(jīng)過x 軸,問電場強度e 和磁感應強度b 大小滿意什么條件?yb精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載o30pv0o45° x精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載z精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載學習必備歡迎下載精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載( 1)專題二:帶電粒子在復合場中的運動參考答案( 2)1.解析:正離子進入相互垂直的勻強電場和勻強磁場的區(qū)域中,受到的電場力f qe,方向向
25、上,受到的洛侖茲力 f qvb,方向向下,離子向上偏,說明白電場力大于洛侖茲力,要使離子沿直線運動,就只有使洛侖茲力磁大或電場力減小,增大洛侖茲力的途徑為增大加速電場的電壓u或或增大磁感強度b,減精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載1.解析: 由于此帶電粒子為從靜止開頭釋放的,要能經(jīng)過 m點,其起始位置只能在勻強電場區(qū)域物理過程為:靜止電荷位于勻強電場區(qū)域的 y 軸上,受電場力作用而加速,以速度 v 進入磁場,在磁場中受洛侖茲力作用作勻速圓周運動, 向 x 軸偏轉(zhuǎn)回轉(zhuǎn)半周期過 x 軸重新進入電場,在電場中經(jīng)減速.加速后仍以原速率從距 o點 2r處再次超過 x 軸,在磁場回轉(zhuǎn)半周后又從
26、距小電場力的途徑為減小場強e對比選項的內(nèi)容可知c.d正確2.解析 :1 當電子受到的電場力與洛侖茲力平穩(wěn)時,電子做勻速直線運動,亮點重新回復到中心0 點,設(shè)電子的速度為v ,就 evb ee、 得 v=e/b=u/bb.2 )當極板間僅有偏轉(zhuǎn)電場時,電子以速度v 進入后,豎直方向作勻加速運動,加速度為a=eu/mb.電子在水平方向作勻速運動,在電場內(nèi)的運動時間為t 1=l1/v這樣,電子在電場中,豎直向上偏轉(zhuǎn)的2211el u精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載距離為 dat精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載o點 4r 處飛越 x 軸如下列圖(圖中電場與磁場均未畫出)故有
27、l2r, l 2× 2r, l3× 2r1212mv2b精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載即 r l 2n,(n=1.2. 3)2離開電場時豎直向上的分速度為vat1el1u精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載設(shè)粒子靜止于y 軸正半軸上,和原點距離為h,由能量守恒得mv 2=qeh對粒子在磁場中只受洛侖茲力作用而作勻速圓周運動有:r mv qb222mvb2電子離開電場后做勻速直線運動,經(jīng)t 2 時間到達熒光屏tl2精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載解式得:h b ql 8n me(n l . 2.3)22.解析:粒子在電場中運行的時間t
28、l v;加速度a qe m;它作類平拋的運動有 tg=at/v=qel/mv2t 2 時間內(nèi)向上運動的距離為:d2v t2v2eul1l2mv b精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載粒子在磁場中作勻速圓周運動由牛頓其次定律得:qvb=mv/r ,所以 r=mv/qb又: sin =l/r=lqb/mv這樣,電子向上的總偏轉(zhuǎn)距離為d=d1 d2=eu2mv bl1l2l1 2精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載由兩式得:b=ecos /v可解得eud精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載3.解析:離子在磁場中做勻速圓周運動,作出兩條邊界軌跡tp 和 tq,分別作出離子
29、在t .p. q 三點所受的洛侖茲力,分別延長之后相交于o1.o2 點,如下列圖, o1 和 o2 分別為 tp和 tq的圓心, 設(shè) r 1 和 r2分別為相應的半徑m2l12b bl1l2精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載2離子經(jīng)電壓u 加速,由動能定理得qu.mv22 2由洛侖茲力充當向心力得qvb=mv/r由式得q/m=2u/b r3.解析: 1 依據(jù)動能定理,得eu 01 mv202解得 v02eu 0m精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載由圖直角三角形o1cp和 o2cq可得222(2) 欲使電子不能穿過磁場區(qū)域而打在熒光屏上,應有 rmvd精品學習資料精選學習
30、資料 - - - 歡迎下載r1 d ( r1 一 d/2 ) , r1 5d/4eb精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載222r2 ( 2d) ( r2 一 d/2 ) ,r2 17d/41 2d 2eb2b精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載依題意 r1r r2由可解得32u q 32u而 eumv 由此即可解得u22mv精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載289b 2d 2m25b 2 d 2(3) 如電子在磁場區(qū)域做圓周運動的軌道半徑為r ,穿過磁場區(qū)域精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載4.解析:如下列圖,帶電粒子從s 動身,在兩筒之間的電場力作
31、用下加速,沿徑向穿出a 而進入磁場打在熒光屏上的位置坐標為x,就由軌跡圖可得p45°精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載區(qū),在洛侖茲力作用下做勻速圓周運動;粒子再回到s 點的條件為能沿徑向穿過狹縫d;只要穿過了d, 粒子就會在電場力作用下先減速,再反向加速, 經(jīng) d 重新進入磁場區(qū);然后, 粒子將以同樣方式經(jīng)過c.x2r2 r 2d2留意到 rmv和 eueb1 mv22 h精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載d,再經(jīng)過a 回到 s 點;所以,電子打到熒光屏上的位置坐標x 和金屬板間電勢差u 的函2a精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載設(shè)粒子射入磁場區(qū)的
32、速度為v,依據(jù)能量守恒,有. mv qu設(shè)粒子在洛侖茲力作用下做勻速圓周運動的半徑為r,由洛侖茲力公式和s數(shù)關(guān)系為22 22d 2eb2精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載2牛頓定律得mv/r=qvbdobx2emu eb2emud e bu 2m精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載2由前面分析可知,要回到s 點,粒子從a 到 d 必經(jīng)過3/4 圓周;所以半徑r( 3)精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載22必定等于筒的外半徑r 0,就 v=qbr/m=qbr0/m, u=mv/2q=qb r0/2m;1.bc2.解析 : ( 1) en=nqv精品學習資料精選學
33、習資料 - - - 歡迎下載學習必備歡迎下載精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載n( 2) nqu=.mv2 vn=2nqumv2=qv nbnb n =mvn/qr( 2)小球運到o 點繩子斷裂前瞬時,對小球應用牛頓其次定律:n2精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載mrm2nqu12nmvftmgfm v向洛l精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載以 v n 結(jié)果代入, bn=qrmrqf洛bvq精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載( 3)繞行第n 圈需時2 r =2 rm1t n=2 rm( 11 11)由.得:tmgbvqmv28.2n精品學習資料精
34、選學習資料 - - - 歡迎下載vn2qvn2qv23nl( 3)繩斷后,小球水平方向加速度精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載( 4)如下列圖, (對圖的要求:越來越近的等幅脈沖)( 5)不行以,由于這樣粒子在a.b 之間飛行時電場對其做功qv,使之加速,在a.b 之外飛行時電場又對其做功qv 使之減速,粒子繞行一周,電場對其作的總功為零,能量不會增大;af電eq5/s2xmm小球從 o 點運動至n 點所用時間精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載3.解析: 1 粒子在電場中被加速,由動能定理得qu1 mv22t0.8sa精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載v 2
35、on 間距離精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載 粒子在磁場中偏轉(zhuǎn),就牛頓其次定律得qvbmrh1 gt 23.2 m精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載聯(lián)立解得 r12mu126.6410 271912052 ( m)22. 解:垂直ab邊進入磁場,由幾何學問得:粒子離開電場時偏轉(zhuǎn)角為30°精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載bq0.0053.210精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載(2) 由幾何關(guān)系可得, 粒子恰好垂直穿過分界線,故正確圖象為y/m vyqu . l mdv0v2精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載y2tg um
36、bv0v3mdv0 3ql精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載由幾何關(guān)系得:l abd0cos 30在磁場中運動半徑r133dl ab42精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載42o24x/m b1qvmv2vv0精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載2b( 4,2 )r14 mv0cos30精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載(3) 帶電粒子在磁場中的運動周期t2 r2 m b1方向垂直紙面對里3qde當粒子剛好與bc邊相切時, 磁感應強度最小,由幾何知m識知粒子的運動半徑r 2 為:精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載 粒子在兩個磁場中分別偏轉(zhuǎn)
37、的弧度為vqb,在磁場中的運動總時間4dr2(2 分 )4b2 qv0mv20r2oo精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載t1 t4m 2qb3.1423.26.6410 1910 27510 36.510 6 ( s ) b24mv0 qdv0p精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載( 4) 1.解:( 1)小球從a 運到 o的過程中,依據(jù)動能定理:即:磁感應強度的最小值為4mv0bqd精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載1 mv22mglqel3.解:( 1)由題意可知,微粒所受的重力ng=mg=8×10-3 n精品學習資料精選學習資料 - - - 歡
38、迎下載就得小球在o 點速度為:電場力大小f=eq=8×10 -3 n精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載v2l gqe 2m/sm因此重力與電場力平穩(wěn)微粒先在洛倫茲力作用下做勻速圓周運動,就精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載學習必備歡迎下載精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載2qvbm v r2 r解得r = mv bq=0.6m解得 ebmin2mg 2q2mg精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載由t解得 t=10 sv就微粒在5s 內(nèi)轉(zhuǎn)過半個圓周,再次經(jīng)直線oo時與 o點的距離2qv0(2)如下列圖,撤去磁場后,帶電質(zhì)點受到重力mg 和電場力 qemin 作用,其合力沿pm方向并與v0精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載l = 2r =1.2m( 2 ) 微 粒 運 動 半 周 后 向 上 勻 速 運 動 , 運 動 的 時 間 為t =5 s , 軌 跡 如 圖 所 示 , 位 移 大 小方向垂直,大小等于qv
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