《带电粒子在交变电场或磁场中运动规律》由会员分享，可在线阅读，更多相关《带电粒子在交变电场或磁场中运动规律（4页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、带电粒子在交变电场或磁场中运动规律带电粒子在交变电场或磁场中运动的情况较复杂，运动情况不仅取决于场的变化规律， 还与粒子进入场的的时候的时刻有关，一定要从粒子的受力情况着手，分析出粒子在不同时 间间隔内的运动情况，若交变电压的变化周期远大于粒子穿越电场的时间，那么粒子在穿越 电场的过程中，可看做匀强电场。注意：空间存在的电场或磁场是随时间周期性变化的，一般呈现“矩形波”的特点。交 替变化的电场及磁场会使带电粒子顺次经过不同特点的电场，磁场或叠加的场，从而表现出 多过程现象，其特点较为隐蔽。（1）仔细确定各场的变化特点及相应时间，其变化周期一般与粒子在磁场中的运动周期 关联。（2）把粒子的运动过
2、程用直观的草图进行分析。如图甲所示，相隔一定距离的竖直边界两侧为相同的匀 强磁场区，磁场方向垂直纸面S S向里，在边界上固定两长为L的平行金属极板MN和PQ,两极板中心各有一小孔1、2，两极板间电压的变化规律如图乙所示，正反向电压的大小均为Uo，周期为To。在t = 0时 刻将一个质量为m、电量为_q（ q 0 ）的粒子由Si静止释放，粒子在电场力的作用下向Tt = $s右运动，在2时刻通过2垂直于边界进入右侧磁场区。（不计粒子重力，不考虑极板外的电场）（1）求粒子到达S2时德速度大小V和极板距离d。（2）为使粒子不与极板相撞，求磁感应强度的大小应满足的条件。t = 3TS（3） 若已保证了粒
3、子未与极板相撞，为使粒子在0时刻再次到达2,且速度恰好为 零，求该过程中粒子在磁场内运动的时间和磁感强度的大小i iUx x X ；.tf p： X X X-Ut）7：:1:XXXIIXXXtvIIXXX*:xXX如图甲所示，一对平行放置的金属板M、N的中心各有一小孔P、Q, PQ的连线垂直 于金属板，两板间距为do（1）如果在板M、N之间加上垂直于纸面方向的磁场，磁感应强度随时间变化如图乙 所示。T=0时刻，质量为m、电量为一q的粒子沿PQ方向以速度0U射入磁场，正好垂直 于N板从Q孔射出磁场。已知粒子在磁场中做匀速圆周运动的时间恰为一个周期，且与磁 感应强度变化的周期相同，求0U的大小。（
4、2）如果在板M、N间加上沿PQ方向的电场，场强随时间变化如图丙所示，在P孔 处放一粒子源，粒子源连续不断地放出质量为m、带电量为+q的粒子（粒子初速度和粒子 间相互作用力不计），已知只有在每个周期的41个周期的时间内放出的带电粒子才能从小孔 Q处射出，求这些带电粒子到达Q孔处的速度范围。图甲图乙在地面附近的真空中，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414甲所示.磁场的磁感应强度B随时间t的变化情况如图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点开始沿着水平直线以速度v0做匀
5、速直线运动，t0时刻恰好到 达N点.经观测发现，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：KE彳八XXXXXMD INBo-XXXXXXXXXXXXXo-XBX XXXX图 414Bto 2io 3io 4io t(1) 电场强度E的大小.(2) 小球从M点开始运动到第二次经过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).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
6、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abed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都是从一B均匀变化到B.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be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) 为使所有的电子都能从磁场的be边射出，求偏
7、转线圈产生磁场的磁感应强度的最大 值.(3) 若所有的电子都能从be边射出，求荧光屏上亮线的最大长度是多少？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向里的水 平匀强磁场，电场和磁场的范围足够大，电场强度的大小E=40 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，选定磁场垂直纸面向里为正方向.在t=0时刻，一 质量m = 8X 10-4 kg、带电荷量q=+2X 10-4 C的微粒在O点具有竖直向下的速度v=0.121Ik丿卜MXXXXX X : X XX XXXXXX X : X XX XXXXXX X : X XX X-X-J _ _ XX- _ _X-2-Xlx X XX X : X XX XVXXXXX X : X XX XBXXXXX X : X XX XXXXXX X : X XX XN甲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:B/T0.811 10:IOtt20 30tty5tt :11:15m25tt ：:35m2/s111111-0.811 1 1乙(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点间的距离应满足的条件.
