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1、带电粒子在磁场中的运动（二）带电粒子在磁场中的运动（二）1如图所示，电源电动势为 E，内阻为 r，滑动变阻器电阻为 R，开关 K 闭合两平行极板间有匀强磁 场，一带电粒子(不计重力)正好以速度 v 匀速穿过两板以下说法正确的是( AB )A保持开关闭合，将滑片 P 向上滑动一点，粒子将可能从下极板边缘射出B保持开关闭合，将滑片 P 向下滑动一点，粒子将可能从下极板边缘射出C保持开关闭合，将 a 极板向下移动一点，粒子将一定向下偏转D如果将开关断开，粒子将继续沿直线穿出2回旋加速器是用来加速带电粒子的装置，如图所示.它的核心部分是两个 D 形金属盒，两盒相距很近， 分别和高频交流电源相连接，两盒
2、间的窄缝中形成匀强电场，使带电粒子每次通过窄缝都得到加速。两 盒放在匀强磁场中，磁场方向垂直于盒底面，带电粒子在磁场中做圆周运动，通过两盒间的窄缝时反复被加速，直到达到最大圆周半径时通过特殊装置被引出。如果用同一回旋加速器分别加速氚核（）和H3 1 粒子（）比较它们所加的高频交流电源的周期和获得的最大动能的大小，有eH4 2（B）A.加速氚核的交流电源的周期较大，氚核获得的最大动能也较大 B.加速氚核的交流电源的周期较大，氚核获得的最大动能较小 C.加速氚核的交流电源的周期较小，氚核获得的最大动能也较小 D.加速氚核的交流电源的周期较小，氚核获得的最大动能较大. 3回旋加速器是加速带电粒子的装
3、置，其核心部分是分别与高频交流电极相连接的两个 D 形金属盒，两 盒间的狭缝中形成的周期性变化的电场，使粒子在通过狭缝时都能得到加速，两 D 形金属盒处于垂直于 盒底的匀强磁场中，如图所示，要增大带电粒子射出时的动能，则下列说法中正确的是 AC A增大磁场的磁感应强度 B增大匀强电场间的加速电压C增大D形金属盒的半径 D减小狭缝间的距离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 分别为图中的 a、b、c流量计的两端与输送流体的管道相连接（图中虚线） 图中
4、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电阻 R 的电阻 的两端连接，I 表示测得的电流值已知流体的电阻率为，不计电流表的内阻，则可求得流量为 ( A )A B )(acbRBI)(cbaRBIC D)(bacRBI)(abcRBI5如图所示，一带正电小球穿在一根绝缘的粗糙直杆上，杆与水平方向成角，整个空间存在着竖直向 上的匀强电场和垂直于杆方向斜向上的匀强磁场，小球沿杆向下运动，在 A 点时的动能为 100J，在 C 点 时的动能减为零，B 为
5、 AC 的中点，在运动过程中 A小球在 B 点时的动能为 50J B小球电势能的增加量等于重力势能的减少量 C小球在 AB 段克服摩擦力做的功与在 BC 段克服摩擦力做的功相等 D到达 C 点后小球可能沿杆向上运动. 6如图所示，甲带正电，乙是不带电的绝缘物块，甲、乙叠放在一起置于粗糙的地板上，空间有垂直纸 面向里的匀强磁场，用水平恒力 F 拉乙物块，使甲、乙无相对滑动一起向左加速运动，设甲、乙两物块间的摩擦力，乙物与地面间的摩擦力，甲、乙两物块加速度为，在加速阶段（ BC ）1f2faB BF不断增大 不断减小 1f1f增大 增大2fa7如图所示，空间有一垂直纸面的磁感应强度为 0.5T 的
6、匀强磁场，一质量为 0.2kg 且足够长的绝缘木 板静止在光滑水平面上，在木板左端无初速放置一质量为 0.1kg、电荷量 q=+0.2C 的滑块，滑块与绝缘木 板之间动摩擦因数为 0.5，滑块受到的最大静摩擦力可认为等于滑动摩擦力。现对木板施加方向水平向左， 大小为 0.6N 恒力，g 取 10m/s2.则( BD )A木板和滑块一直做加速度为的匀加速运动22/m sB滑块开始做匀加速直线运动，然后做加速度减小的变加速运动，最后做匀速运动C最终木板做加速度为的匀加速运动，滑块做速度为 10m/s 的匀速运动22/m sD最终木板做加速度为的匀加速运动，滑块做速度为 10m/s 的匀速运动.23
7、/m s8如图所示，在第象限内有水平向右的匀强电场，电场强度为 E，在第、象限内分别存在如图所 示的匀强磁场，磁感应强度大小相等有一个带电粒子以垂直于 x 轴的初速度 v0从 x 轴上的 P 点进入匀 强电场中，并且恰好与 y 轴的正方向成 45角进入磁场，又恰好垂直进入第象限的磁场已知 OP 之间 的距离为 d，则带电粒子在磁场中第二次经过 x 轴时，在电场和磁场中运动的总时间为( C )AB7d 2v003(2)2d vCD07(2)2d v07(1)2d v9如图所示，在相互垂直的水平匀强电场和水平匀强磁场中，有一竖直固定绝缘杆 MN，小球 P 套在杆 上，已知 P 的质量为 m，电量为
8、 q，P 与杆间的动摩擦因数为 ，电场强度为 E，磁感应强度为 B，小球 由静止起开始下滑，设电场、磁场区域足够大，杆足够长，求： （1）当下滑加速度为最大加速度一半时的速度. （2）当下滑速度为最大下滑速度一半时的加速度.（或；） BqmgEq 22 BqmgEq2 mEqmg 210质量为m、电量为 q 的带正电小球，套在竖直绝缘长杆上，小球与绝缘杆之间的动摩擦因数为，整 个装置处于磁感应强度为 B 的水平匀强磁场中，如图 3 所示。现将小球由静止释放，经时间t小球恰好 达到稳定速度。试求此过程小球下落的距离 h。hmgqBtm q B() 22211如图所示，PR 是一长为 L=0.64
9、m 的绝缘平板，固定在水平地面上，挡板 R 固定在平板的右端.整个 空间有一个平行于 PR 的匀强电场 E，在板的右半部分有一垂直于纸面向里的匀强磁场，磁场的宽度d=0.32m.一个质量 m=0.5010-3kg、带电荷量为 q=5.010-2C 的小物体，从板的 P 端由静止开始向右做 匀加速运动，从 D 点进入磁场后恰能做匀速直线运动.当物体碰到挡板 R 后被弹回，若在碰撞瞬间撤去电 场（不计撤去电场对原磁场的影响） ，物体返回时在磁场中仍作匀速运动，离开磁场后做减速运动，停在 C 点，PC=L/4.若物体与平板间的动摩擦因数=0.20，g 取 10m/s2. 判断电场的方向及物体带正电还
10、是带正电；求磁感应强度 B 的大 小；求物体与挡板碰撞过程中损失的机械能. 答案：向左，负电 0.125T 4.810-4J12如图 3-4-10 所示，两水平放置的金属板间存在一竖直方向的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场， 磁感应强度为 B，一质量为 4m 带电量为-2q 的微粒 b 正好悬浮在板间正中央 O 点处，另一质量为 m 的带 电量为 q 的微粒 a，从 P 点以一水平速度 v0(v0未知)进入两板间正好做匀速直线运动，中途与 B 相碰。 碰撞后 a 和 b 分开，分开后 b 具有大小为 0.3 v0的水平向右的速度，且电量为-q/2。分开后瞬间 a 和 b 的 加速度为多大？分开
11、后 a 的速度大小如何变化？假如 O 点左侧空间足够大，则分开后 a 微粒运动轨迹的 最高点和 O 点的高度差为多少？（分开后两微粒间的相互作用的库仑力不计）若碰撞后 a、b 两微粒结 为一体，最后以速度 0.4 v0从 H 穿出，求 H 点与 O 点的高度差。 （1），向上；，向下。作匀速圆周运动，速度大小不变。最高点和 O 点的高度差103gaa8069gaba为。 （2）H 点与 O 点的高度差为222512 qBgm222109 qBgm13如图（a）所示，在真空中，半径为 b 的虚线所围的圆形区域内存在匀强磁场，磁场方向与纸面垂 直在磁场右侧有一对平行金属板 M 和 N，两板间距离也
12、为 b，板长为 2b，两板的中心线 O1O2与磁场区 域的圆心 O 在同一直线上，两板左端与 O1也在同一直线上有一电荷量为q、质量为 m 的带电粒子， 以速率 v0从圆周上的 P 点沿垂直于半径 OO1并指向圆心 O 的方向进入磁场，当从圆周上的 O1点飞出磁 场时，给 M、N 板加上如图（b）所示电压 u最后粒子刚好以平行于 N 板的速度，从 N 板的边缘飞 出不计平行金属板两端的边缘效应及粒子所受的重力 （1）求磁场的磁感应强度 B；（2）求交变电压的周期 T 和电压 U0的值；（3）若 t = 时，将该粒子从 MN 板右侧沿板的中心线 O2O1，仍以速率 v0射T 2入 M、N 之间，
13、求粒子从磁场中射出的点到 P 点的距离 （bqmvB0垂直纸面向外; qnmvU22 0 0（n1，2，）; 2b）来源:学科网 ZXXKEBPRLdDC图（a）图（b）Pv0OO1O2MNOT/2-U0U0utT3T/2baPOH难题赏析：14如图甲所示，在边界MN左侧存在斜方向的匀强电场E1，在MN的右侧有竖直向上、场强大小为E2=0.4N/C 的匀强电场，还有垂直纸面向内的匀强磁场B（图甲中未画出）和水平向右的匀强电场E3（图甲中未画出） ，B和E3随时间变化的情况如图乙所示，P1P2为距MN边界 2.28m 的竖直墙壁，现有一带正电微粒质量为 410-7kg，电量为 110-5C，从左侧电场中距MN边界151m 的A处无初速释放后，沿直线以 1m/s 速度垂直MN边界进入右侧场区，设此时刻t=0， 取g =10m/s2求：（1）MN左侧匀强电场的电场强度E1（sin37=0.6） ；（2）带电微粒在MN右侧场区中运动了 1.5s 时的速度；（3）带电微粒在MN右侧场区中运动多长时间与墙壁碰撞？（22 . 10.19）（E1大小为 0.5N/C,方向与水平向右方向夹 53 角斜向上；1.1m/s, 方向水平向左；s）1237来源:学科网E3/(10-3V/m)t/s 0123454B/（10-2T）t/s0123458q m AE1E2NMP2P1
