36帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)（四）

1、江蘇省海門中學(xué)2012級(jí)物理自主練習(xí) 選修3-13.6 帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)（四）隨堂訓(xùn)練 -銜接場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng) 班級(jí) 姓名 例1、如圖所示，兩個(gè)共軸的圓筒形金屬電極，其上均勻分布著平行于軸線的四條狹縫、和，外筒的外半徑為在圓筒之外的足夠大區(qū)域中有平行于軸線方向的均勻磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為在兩極間加上電壓，使兩筒之間的區(qū)域內(nèi)有沿半徑向外的電場(chǎng)一質(zhì)量為、帶電量的粒子，從緊靠?jī)?nèi)筒且正對(duì)狹縫的點(diǎn)出發(fā)，初速度為零如果該粒子經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的運(yùn)動(dòng)之后恰好又回到出發(fā)點(diǎn)S，則兩極之間的電壓U應(yīng)是多少?（不計(jì)重力，整個(gè)裝置在真空中）例2、如圖所示，空間分布著有理想邊界的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)左側(cè)勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小為

2、E、方向水平向右，電場(chǎng)寬度為L(zhǎng)；中間區(qū)域勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直紙面向外；右側(cè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直紙面向里一個(gè)質(zhì)量為、電量為、不計(jì)重力的帶正電的粒子從電場(chǎng)的左邊緣的O點(diǎn)由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，穿過(guò)中間磁場(chǎng)區(qū)域進(jìn)入右側(cè)磁場(chǎng)區(qū)域后，又回到O點(diǎn)，然后重復(fù)上述運(yùn)動(dòng)過(guò)程求：（1）中間磁場(chǎng)區(qū)域的寬度；（2）帶電粒子從O點(diǎn)開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到第一次回到O點(diǎn)的所用時(shí)間t例3、如下圖所示，在xoy直角坐標(biāo)系中，第象限內(nèi)分布著方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，第象限內(nèi)分布著方向沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)。初速度為零、帶電量為q、質(zhì)量為m的離子經(jīng)過(guò)電壓為U的電場(chǎng)加速后，從x上的A點(diǎn)垂直x軸進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域，經(jīng)磁場(chǎng)偏

3、轉(zhuǎn)后過(guò)y軸上的P點(diǎn)且垂直y軸進(jìn)入電場(chǎng)區(qū)域，在電場(chǎng)偏轉(zhuǎn)并擊中x軸上的C點(diǎn)。已知OA=OC=d。求電場(chǎng)強(qiáng)度E和磁感強(qiáng)度B的大小例4、一質(zhì)量為、帶電量為的粒子以速度從點(diǎn)沿軸的正方向射入磁感應(yīng)強(qiáng)度為的一圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，磁場(chǎng)方向垂直于紙面，粒子飛出磁場(chǎng)區(qū)域后，從處穿過(guò)軸，速度方向與軸正方向夾角為，如圖所示，粒子的重力不計(jì)，試求：（）圓形磁場(chǎng)區(qū)域的最小面積；（）粒子從點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域到達(dá)點(diǎn)所經(jīng)歷的時(shí)間；（）點(diǎn)的坐標(biāo)。課后練習(xí)1、如圖所示，在第二象限內(nèi)有水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度為E，在第一、第四象限內(nèi)分別存在如圖所示的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等. 有一個(gè)帶電粒子以初速度v0垂直x軸，從x軸上的P點(diǎn)進(jìn)入

4、勻強(qiáng)電場(chǎng)，恰好與y軸成45角射出電場(chǎng)，再經(jīng)過(guò)一段時(shí)間又恰好垂直于x軸進(jìn)入下面的磁場(chǎng).已知OP之間的距離為d，則帶電粒子（ ）A在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為 B在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為C自進(jìn)入磁場(chǎng)至第二次經(jīng)過(guò)x軸所用時(shí)間為D自進(jìn)入電場(chǎng)至在磁場(chǎng)中第二次經(jīng)過(guò)x軸的時(shí)間為2、如圖所示，x軸上方是磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，下方是場(chǎng)強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)、方向如圖，屏MN距y軸為S，今有一質(zhì)量為m，電量為q的正粒子（不計(jì)重力）從坐標(biāo)原點(diǎn)O沿y軸正方向射入磁場(chǎng)，若要粒子垂直打在屏MN上求：粒子從原點(diǎn)射入時(shí)的速度v；粒子從射入磁場(chǎng)到垂直打在屏MN上所需時(shí)間t3、如圖所示，在xOy平面內(nèi)的第象限中有沿y方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)

5、大小為E在第I和第II象限有勻強(qiáng)磁場(chǎng)，方向垂直于坐標(biāo)平面向里有一個(gè)質(zhì)量為m，電荷量為e的電子，從y軸的P點(diǎn)以初速度v0垂直于電場(chǎng)方向進(jìn)入電場(chǎng)（不計(jì)電子所受重力），經(jīng)電場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后，沿著與x軸負(fù)方向成450角進(jìn)入磁場(chǎng)，并能返回到原出發(fā)點(diǎn)P.(1)簡(jiǎn)要說(shuō)明電子的運(yùn)動(dòng)情況，并畫出電子運(yùn)動(dòng)軌跡的示意圖；(2)求P點(diǎn)距坐標(biāo)原點(diǎn)的距離(3)電子從P點(diǎn)出發(fā)經(jīng)多長(zhǎng)時(shí)間再次返回P點(diǎn)4、圖為可測(cè)定比荷的某裝置的簡(jiǎn)化示意圖，在第一象限區(qū)域內(nèi)有垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B=2.010-3T,在X軸上距坐標(biāo)原點(diǎn)L=0.50m的P處為離子的入射口，在Y上安放接收器，現(xiàn)將一帶正電荷的粒子以v=3.5104m/s的速率從P處射入磁場(chǎng)，若粒子在y軸上距坐標(biāo)原點(diǎn)L=0.50m的M處被觀測(cè)到，且運(yùn)動(dòng)軌跡半徑恰好最小，設(shè)帶電粒子的質(zhì)量為m,電量為q,不記其重力。（1）求上述粒子的比荷；（2）為了在M處觀測(cè)到按題設(shè)條件運(yùn)動(dòng)的上述粒子，在第一象限內(nèi)的磁場(chǎng)可以局限在一個(gè)矩形區(qū)域內(nèi)，求此矩形磁場(chǎng)區(qū)域的最小面積，并在圖中畫出該矩形。5*、如圖所示，直線MN下方無(wú)磁場(chǎng)，上方空間存在兩個(gè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)，其分界線是半徑為R的半圓，兩側(cè)的磁場(chǎng)方向相反且垂直于紙面，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小都為B。