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1、第4讲 复合场考点一：带电粒子在叠加场中的运动1常见几种叠加场（1）磁场力、重力并存（2）电场力、磁场力并存（不计重力的微观粒子）（3）电场力、磁场力、重力并存2带电粒子在复合场中的运动形式（1） 静止或匀速直线运动（2） 匀速圆周运动（3） 有约束情况下的运动（4）较复杂的曲线运动考点二：带电粒子在组合场中的运动每个场都有自己的特点，一定要分清楚每个场中的运动规律带电粒子在组合场、复合场中运动的分析方法如下图带电粒子在复合场中运动的应用实例（1） 质谱仪（2） 回旋加速器（3） 速度选择器 （4）磁流体发电机（5） 电磁流量计工作原理1. 如图所示，在xOy平面内，匀强电场的方向沿x轴正向，
2、匀强磁场的方向垂直于纸面向里一电子在xOy平面内运动时，速度方向保持不变则电子的运动方向应沿 Ax轴正向Bx轴负向Cy轴正向 Dy轴负向2.如图所示，空间存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场，电场的方向竖直向下，磁场方向水平（图中垂直纸面向里），一带电油滴P恰好处于静止状态，则下列说法正确的是 A若仅撤去电场，P可能做匀加速直线运动B若仅撤去磁场，P可能做匀加速直线运动C若给P一初速度，P不可能做匀速直线运动D若给P一初速度，P可能做匀速圆周运动来源:学&科&网3. 在直角坐标系xOy中，x轴上方有磁感强度为B匀强磁场，在x轴下方有电场强度为E的匀强电场。从M点以一定的初速度水平射出一带正电粒子恰
3、好经坐标原点O到达N，如图所示，已知M点的标坐标为-a，且MN两点关于坐标原点对称，粒子经O点时速度恰好与水平成45角，则下列说法正确的是 A粒子从M运动到O的时间与从O运动到N的时间相等B粒子在磁场中的轨道半径为CM点的纵坐标为D粒子到达N点时的速度恰好水平4.如图所示，质量为m、电荷量为q的带电液滴从h高处自由下落，进入一个互相垂直的匀强电场和匀强磁场区域，磁场方向垂直于纸面，磁感应强度为B，电场强度为E。已知液滴在此区域中做匀速圆周运动，则圆周运动的半径r为 A. B. C. D. 5.如图所示，某空间存在竖直向下的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场，已知一离子在电场力和磁场力作用下，从静
4、止开始沿曲线acb运动，到达b点时速度为零，c点为运动的最低点，则 A离子必带负电 Ba、b两点位于同一高度C离子在c点速度最大D离子到达b点后将沿原曲线返回a点6.回旋加速器是加速带电粒子的装置，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 A增大电场的加速电压，其他保持不变B增大磁场的磁感应强度，其他保持不变C减小狭缝间的距离，其他保持不变D增大D形金属盒的半径，其他保持不变7.如图所示，有一对平行金属板，两板相距为
5、0.05m电压为10V；两板之间有匀强磁场，磁感应强度大小为B0=0.1T，方向与金属板面平行并垂直于纸面向里图中右边有一半径R为0.1m、圆心为O的圆形区域内也存在匀强磁场，磁感应强度大小为，方向垂直于纸面向里一正离子沿平行于金属板面，从A点垂直于磁场的方向射入平行金属板之间，沿直线射出平行金属板之间的区域，并沿直径CD方向射入圆形磁场区域，最后从圆形区域边界上的F点射出已知速度的偏向角，不计离子重力求：（1）离子速度v的大小；（2）离子的比荷；（3）离子在圆形磁场区域中运动时间t8.如图所示，ab、cd、ef是同一竖直平面的三条水平直线，它们之间的距离均为d=0.3m，ab与cd之间的区域
6、内有水平向右的匀强电场，在cd与ef之间的区域内有方向垂直竖直面向里的匀强磁场一个不计重力、比荷的带正电粒子以初速度垂直ab射入电场，粒子经过电场后，速度方向与cd成30角进入磁场，最后垂直于ef离开磁场求：（1）匀强电场的场强E的大小；（2）匀强磁场的磁感应强度B的大小；（3）粒子从ef离开磁场时出射点与从ab进入电场时的入射点间的水平距离9如图所示的平行板器件中，存在相互垂直的匀强磁场和匀强电场，磁场的磁感应强度B10.40 T，方向垂直纸面向里，电场强度E2.0105 V/m，PQ为板间中线。紧靠平行板右侧边缘xOy坐标系的第一象限内，有垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度B20.25 T
7、，磁场边界AO和y轴的夹角AOy45。一束带电荷量q8.01019 C的正离子从P点射入平行板间，沿中线PQ做直线运动，穿出平行板后从y轴上坐标为(0,0.2 m)的Q点垂直y轴射入磁场区，离子通过x轴时的速度方向与x轴正方向夹角在4590之间,不计粒子重力。求： (1)离子运动的速度为多大？(2)离子的质量应在什么范围内？(3)现只改变AOy区域内磁场的磁感应强度大小，使离子都不能打到x轴上，磁感应强度大小B2应满足什么条件？10如图，绝缘粗糙的竖直平面MN左侧同时存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场，电场方向水平向右，电场强度大小为E，磁场方向垂直纸面向外，磁感应强度大小为B。一质量为m、电荷
8、量为q的带正电的小滑块从A点由静止开始沿MN下滑，到达C点时离开MN做曲线运动。A、C两点间距离为h，重力加速度为g。（1）求小滑块运动到C点时的速度大小vc；（2）求小滑块从A点运动到C点过程中克服摩擦力做的功Wf；（3）若D点为小滑块在电场力、洛伦兹力及重力作用下运动过程中速度最大的位置，当小滑块运动到D点时撤去磁场，此后小滑块继续运动到水平地面上的P点。已知小滑块在D点时的速度大小为vD，从D点运动到P点的时间为t，求小滑块运动到P点时速度的大小vp.来源:Zxxk.Com11如图所示为一种质谱仪示意图，由加速电场、静电分析器和磁分析器组成。已知：静电分析器通道的半径为R，均匀辐射电场的
9、电场强度为E。磁分析器中有垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度为B。问： (1)为了使位于A处电荷量为q、质量为m的离子，从静止开始经加速电场加速后沿图中圆弧虚线通过静电分析器，加速电场的电压U应为多大？(2) 满足(1)问条件离子由P点进入磁分析器后，最终打在乳胶片上的Q点，该点距入射点P多远？第4讲 复合场考点一：带电粒子在叠加场中的运动1常见几种叠加场（1）磁场力、重力并存（2）电场力、磁场力并存（不计重力的微观粒子）（3）电场力、磁场力、重力并存2带电粒子在复合场中的运动形式（1） 静止或匀速直线运动（2） 匀速圆周运动（3） 有约束情况下的运动（4）较复杂的曲线运动考点二：带电粒子在组
10、合场中的运动每个场都有自己的特点，一定要分清楚每个场中的运动规律带电粒子在组合场、复合场中运动的分析方法如下图带电粒子在复合场中运动的应用实例（1） 质谱仪（2） 回旋加速器（3） 速度选择器 （4）磁流体发电机（5） 电磁流量计工作原理1. 如图所示，在xOy平面内，匀强电场的方向沿x轴正向，匀强磁场的方向垂直于纸面向里一电子在xOy平面内运动时，速度方向保持不变则电子的运动方向应沿 CAx轴正向Bx轴负向Cy轴正向 Dy轴负向2.如图所示，空间存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场，电场的方向竖直向下，磁场方向水平（图中垂直纸面向里），一带电油滴P恰好处于静止状态，则下列说法正确的是（ D ）A
11、若仅撤去电场，P可能做匀加速直线运动B若仅撤去磁场，P可能做匀加速直线运动C若给P一初速度，P不可能做匀速直线运动D若给P一初速度，P可能做匀速圆周运动来源:学&科&网3. 在直角坐标系xOy中，x轴上方有磁感强度为B匀强磁场，在x轴下方有电场强度为E的匀强电场。从M点以一定的初速度水平射出一带正电粒子恰好经坐标原点O到达N，如图所示，已知M点的标坐标为-a，且MN两点关于坐标原点对称，粒子经O点时速度恰好与水平成45角，则下列说法正确的是（ BC ）A粒子从M运动到O的时间与从O运动到N的时间相等B粒子在磁场中的轨道半径为CM点的纵坐标为D粒子到达N点时的速度恰好水平4.如图所示，质量为m、
12、电荷量为q的带电液滴从h高处自由下落，进入一个互相垂直的匀强电场和匀强磁场区域，磁场方向垂直于纸面，磁感应强度为B，电场强度为E。已知液滴在此区域中做匀速圆周运动，则圆周运动的半径r为(AC)A. B. C. D. 5.如图所示，某空间存在竖直向下的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场，已知一离子在电场力和磁场力作用下，从静止开始沿曲线acb运动，到达b点时速度为零，c点为运动的最低点，则(BC)A离子必带负电 Ba、b两点位于同一高度C离子在c点速度最大D离子到达b点后将沿原曲线返回a点6.回旋加速器是加速带电粒子的装置，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周
13、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(BD) A增大电场的加速电压，其他保持不变B增大磁场的磁感应强度，其他保持不变C减小狭缝间的距离，其他保持不变D增大D形金属盒的半径，其他保持不变7、7.如图所示，有一对平行金属板，两板相距为0.05m电压为10V；两板之间有匀强磁场，磁感应强度大小为B0=0.1T，方向与金属板面平行并垂直于纸面向里图中右边有一半径R为0.1m、圆心为O的圆形区域内也存在匀强磁场，磁感应强度大小为，方向垂直于纸面向里一正离子沿平行于金属板面，从A点垂直于磁场的方向
14、射入平行金属板之间，沿直线射出平行金属板之间的区域，并沿直径CD方向射入圆形磁场区域，最后从圆形区域边界上的F点射出已知速度的偏向角，不计离子重力求：（1）离子速度v的大小；（2）离子的比荷；（3）离子在圆形磁场区域中运动时间t解答： 解：（1）离子在平行金属板之间做匀速直线运动，洛仑兹力与电场力相等，即：B0qv=qE0，解得：v=2000m/s（2）在圆形磁场区域，离子做匀速圆周运动，由洛仑兹力公式和牛顿第二定律有：由几何关系有：离子的比荷为：（3）弧CF对应圆心角为，离子在圆形磁场区域中运动时间t，解得：答：（1）离子速度v的大小为2000m/s；（2）离子的比荷为2104C/kg；（3）离子在圆形磁场区域中运动时间t为9105s点评：8、如图所示，ab、cd、ef是同一竖直平面的三条水平直线，它们之间的距离均为d=0.3m，ab与cd之间的区域内有水平向右的匀强电场，在cd与ef之间的区域内有方向垂直竖直面向里的匀强磁场一个不计重力、比荷的带正电粒子以初速度垂直ab射入电场，粒子经过电场后，速度方向与cd成3
