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1、第五讲 带电粒子在电场和磁场中的运动优秀学习资料欢迎下载AEkB 2EkC 4EkD 5Ek1如图 48 所示， MN是一正点电荷产生的电场中的一条电场线一个带负电的粒子 不计重力 从 a 到 b 穿越这条电场线的轨迹如图中虚线所示以下结论正确选项A. 带电粒子从 a 到 b 的过程中动能逐步减小B. 正点电荷肯定位于M点的左侧C. 带电粒子在 a 点时具有的电势能大于在b 点时具有的电势能6如图甲所示，在第象限内有水平向右的匀强电场，电场强度为E，在第、象限内分别存在如下列图的匀强磁场，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
2、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，就带电粒子在磁场中其次次经过x 轴时，在电场和磁场中运动的总时间为D. 带电粒子在 a 点的加速度大于在 b 点的加速度 2如下列图， 真空中 O点有一点电荷， 在它产生的电场中有 a、b 两点，a 点的场强大小为 Ea，方向与ab 连线成 60角， b 点的场强大小为 Eb，方向与A7 d2v0d3Cv0 2 2 B d 2 5 v0d7D v02 2 ab 连线成 30角关于 a、b 两点的场强大小 Ea、Eb及电势 a、 b 的关系，以下结论正确选项 EbA. Ea 3 ， a bB. Ea3Eb，
3、a bC. Ea3Eb， a bD. Ea3Eb， a b 3如下列图，在一正交的电场和磁场中，一带电荷量为q、质量为 m的金属块沿倾角为的粗糙绝缘斜面由静止开头下滑已知电场强度为E，方向竖直7 如图 4 10 甲所示，在真空中，有一半径为R的圆形区域内存在匀强磁场，磁场方向垂直纸面对外在磁场右侧有一对平行金属板M和 N，两板间距为R，板长为 2R，板间的中心线 O1O2 与磁场的圆心 O在同始终线上有一电荷量为q、质量为 m的带正电的粒子以速度v0 从圆周上的 a 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 点水平飞出磁场时， 给 M、N 两板加上如图4 10 乙所
4、示的电压， 最终粒子刚好以平行于N板的速度从 N板的边缘飞出 不计粒子所受到的重力、 两板正对面之间为匀强电场，边缘电场不计(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 的值向下；磁感应强度为 B，方向垂直纸面对里；斜面的高度为h金属块滑到斜面底端时恰好离开斜面，设此时的速度为 v，(3) 当 tT2时，该粒子从M、N板右侧沿板就A. 金属块从斜面顶端滑究竟端的过程中，做的是加速度逐步减小的加速运动B. 金属块从斜面顶端滑究竟端的过程中，机械能增加了qEhC. 金属块从斜面顶端滑究竟端的过程中，机械能增加了1mv2 mgh2的中心线仍以速度 v0 射入 M、N之间，求
5、粒子从磁场中射出的点到a 点的距离D. 金属块离开斜面后将做匀速圆周运动 4匀称分布着等量异种电荷的半径相等的半圆形绝缘杆被正对着固定在同一平面上，如下列图 AB 是两种绝缘杆所在圆圆心连线的中垂线而且与二者共面，该平面与纸面平行，有一磁场方向垂直于纸面， 一带电粒子 重力不计 以初速度 v0 始终沿直线 AB运动就 A磁场是匀强磁场 B磁场是非匀强磁场 C带电粒子做匀变速直线运动D带电粒子做变加速运动5如下列图，带电粒子在没有电场和磁场的空间内以速度v0 从坐标原点 O沿 x 轴方向做匀速直线运动如空间只存在垂直于xOy 平面的匀强磁场时， 粒子通过 P 点时的动能为Ek；当空间只存在平行于
6、 y 轴的匀强电场时，就粒子通过P 点时的动能为 8 图甲为电视机中显像管的工作原理示意图，电子枪中的灯丝加热阴极使电子逸出，这些电子 再经加速电场加速后，从 O点进入由磁偏转线圈产生的偏转磁场中，经过偏转磁场后打到荧光屏 MN上，使荧光屏发出荧光形成图像不计逸出电子的初速度和重力，已知电子的质量为 m、电荷量为 e，加速电场的电压为 U偏转线圈产生的磁场分布在边长为 l 的正方形 abcd 区域内， 磁场方向垂直纸面，且磁感应强度 B随时间 t 的变化规律如图乙所示在每个周期内磁感应强度 B 都是从 B0 匀称变化到 B0磁场区域的左边界的中点与 O点重合， ab 边与 OO平行，右边界 b
7、c 与荧光屏之间的距离为 s由于磁场区域较小，且电子运动的速度很大，所以在每个电子通过磁场区域的过程中，可认为磁感应强度不变，即为匀强磁场， 不计电子之间的相互作用(1) 求电子射出电场时的速度大小(2) 为使全部的电子都能从磁场的bc 边射出， 求偏转线圈产生磁场的优秀学习资料欢迎下载磁感应强度的最大值(3) 如全部的电子都能从bc 边射出，求荧光屏上亮线的最大长度是多少？9 如图 4 11 甲所示， 空间存在匀强电场和匀强磁场，电场方向为 y 轴正方向， 磁场方向垂直于 xy 平面 纸面 向外，电场和磁场都可以随便加上或撤除，重新加上的电场或磁场与撤除前的一样一带正电荷的粒子从P0 ，h
8、点以肯定的速度平行于x 轴正向入射这时如只有磁场， 粒子将做半径为 R0 的圆周运动； 如同时存在电场和磁场， 粒子恰好做直线运动 现在只加电场， 当粒子从 P 点运动到 x R0 平面 图中虚线所示 时，立刻撤除电场同时加上磁场，粒子连续运动， 其轨迹与 x 轴交于 M点，不计重力，求：（1 粒子到达 xR0 平面时的速度方向与x 轴的夹角以及粒子到 x 轴的距离2M 点的横坐标 xM10 如图 412 甲所示，质量为m、电荷量为 e 的电子从坐标原点 O处沿 xOy 平面射入第一象限内，射入时的速度方向不同，但大小均为v0现在某一区域内加一方向向外且垂直于 xOy 平面的匀强磁场， 磁感应
9、强度大小为 B，如这些电子穿过磁场后都能垂直地射到与y 轴平行的荧光屏 MN上，求：(1) 荧光屏上光斑的长度(2) 所加磁场范畴的最小面积11 如图 413 甲所示， ABCD是边长为 a 的正方形质量为 m、电荷量为 e 的电子以大小为v0 的初速度沿纸面垂直于BC边射入正方形区域在正方形内适当区域中有匀强磁场电子从 BC边上的任意点入射， 都只能从 A点射出磁场不计重力，求：(1) 此匀强磁场区域中磁感应强度的方向和大小(2) 此匀强磁场区域的最小面积12 在地面邻近的真空中，存在着竖直向上的匀强电场和垂直电场方向水平向里的匀强磁场，如图 4 14 甲所示磁场的磁感应强度B随时间 t 的
10、变化情形如图 4 14 乙所示该区域中有一条水平直线 MN， D是 MN上的一点在 t 0 时刻，有一个质量为m、电荷量为 q 的小球 可看做质点 ，从 M点开头沿着水平直线以速度v0 做匀速直线运动， t0 时刻恰好到达N点经观测发觉，小球在 t 2t0 至 t 3t0 时间内的某一时刻， 又竖直向下经过直线MN上的 D点，并且以后小球多次水平向右或竖直向下经过 D点求：(1) 电场强度 E 的大小(2) 小球从 M点开头运动到其次次经过 D点所用的时间(3) 小球运动的周期， 并画出运动轨迹 只画一个周期 13 如图甲所示，在平面直角坐标系xOy 中的第一象限内存在磁感应强度大小为B、方向
11、垂直于坐标平面对内的有界圆形匀强磁场区域 图中未画出 ；在其次象限内存在沿x 轴负方向的匀强电场一粒子源固定在 x 轴上的 A点， A 点坐标为 L,0 粒子源沿 y 轴正方向释放出速度大小为v 的电子，电子恰好能通过y 轴上的 C点，C点坐标为 0,2L，电子经过磁场偏转后恰好垂直通过第一象限内与x 轴正方向成 15角的射线ON已知电子的质量为 m，电荷量为 e，不考虑粒子的重力和粒子之间的相互作用 求：(1) 其次象限内电场强度E 的大小(2) 电子离开电场时的速度方向与y 轴正方向的夹角(3) 圆形磁场的最小半径Rm14 一导体材料的样品的体积为abc ，A、C、A、C为其四个侧面， 如
12、图 4 15 所示已知导体样品中载流子是自由电子，且单位体积中的自由电子数为 n，电阻率为， 电子的电荷量为 e，沿 x 方向通有电流I (1) 导体样品 A、A 两个侧面之间的电压是 ，导体样品中自由电子定向移动的速率是 (2) 将该导体样品放在匀强磁场中，磁场方向沿 z 轴正方向， 就导体侧面 C 的电势 填“高于”、“低于”或“等于” 侧面 C的电势(3) 在2 中，达到稳固状态时，沿x 方向的电流仍为I ，如测得 C、C两侧面的电势差为U，试运算匀强磁场的磁感应强度 B的大小15 如图 416 甲所示， 离子源 A产生的初速度为零、 带电荷量均为 e、质量不同的正离子被电压为 U0 的
13、加速电场加速后匀速通过准直管，垂直射入匀强偏转电场，偏转后通 过极板 HM上的小孔 S 离开电场，经过一段匀速直线运动， 垂直于边界 MN进入磁感应强度为 B 的匀强磁场已知 HO d，HS 2d， MNQ 90 忽视离子所受重力 (1) 求偏转电场场强E0 的大小以及 HM与MN的夹角(2) 求质量为 m的离子在磁场中做圆周运动的半径(3) 如质量为 4m的离子垂直打在 NQ的中点S1 处，质量为 16m的离子打在 S2 处求S1 和 S2之间的距离以及能打在 NQ上的正离子的质量范畴16 13 分 如图甲所示，竖直挡板MN的左侧空间有方向竖直向上的匀强电场和垂直纸面对里的水平匀强磁场，电场
14、和磁场的范畴足够大，电场强度的大小E40 N/C，磁感应强度的大小 B 随时间 t 变化的关系图象如图乙所示， 选定磁场垂直纸面对里为正方向在 t 0 时刻， 一质量m8 10 4 kg、带电荷量 q 2104 C 的微粒在 O点具有竖直向下的速度v0.12 m/s ， O是挡板 MN上一点，直线OO与挡板 MN垂直，取 g 10 m/s2 求：(1) 微粒下一次经过直线OO时到 O点的距离(2) 微粒在运动过程中离开直线OO的最大距离(3) 水平移动挡板，使微粒能垂直射到挡板上，挡板与O点间的距离应满意的条件43 依据几何关系可知： tan 31 分设电子打在荧光屏上离O点的最大距离为 d，就：第五讲 参考答案1 C 2 D 3
