2018_2019学年高中物理第三章磁场习题课带电粒子在复合场中的运动课时作业新人教版.docx

习题课 带电粒子在复合场中的运动1如图所示的正交电场和磁场中，有一粒子沿垂直于电场和磁场的方向飞入其中，并沿直线运动(不考虑重力作用)，则此粒子()A一定带正电B一定带负电C可能带正电或负电，也可能不带电D一定不带电解析：选C题中带电粒子在电场中受电场力，在磁场中受洛伦兹力，而带电粒子做直线运动，根据电场力方向及洛伦兹力方向判定，可知两力必反向且与运动速度垂直，故无法判断是何种带电粒子，即带正电、负电和不带电粒子都满足题设条件，故正确选项为C2(多选)在图中虚线所围的区域内，存在电场强度为E的匀强电场和磁感应强度为B的匀强磁场已知从左方水平射入的电子，穿过该区域时并未发生偏转，假设电子的重力忽略不计，则在该区域中的E和B的方向可能正确的是()AE竖直向上，B垂直纸面向外BE竖直向上，B垂直纸面向里CE和B沿水平方向，并与电子运动的方向相同DE和B沿水平方向，并与电子运动的方向相反解析：选ACD如果E竖直向上，B垂直纸面向外，电子沿图中方向射入后，电场力向下，洛伦兹力向上，二力可能平衡，电子可能沿直线通过E、B共存区域，A正确，同理B错误；如果E、B沿水平方向且与电子运动方向相同，电子不受洛伦兹力作用，但电子受到与E反方向的电场力作用，电子做匀减速直线运动，也不偏转，C正确；如果E、B沿水平方向，且与电子运动方向相反，电子仍不受洛伦兹力，所受电场力与E反向，即与速度同方向，故电子做匀加速直线运动，也不偏转，D正确3如图所示，在以坐标原点O为圆心、半径为R的半圆形区域内，有相互垂直的匀强电场和匀强磁场，磁感应强度为B，磁场方向垂直于xOy平面向里一带正电的粒子(不计重力)从O点沿y轴正方向以某一速度射入，带电粒子恰好做匀速直线运动，经t0时间从P点射出(1)求电场强度的大小和方向；(2)若仅撤去磁场，带电粒子仍从O点以相同的速度射入，经时间恰从半圆形区域的边界射出，求粒子运动加速度的大小；(3)若仅撤去电场，带电粒子仍从O点射入，但速度为原来的4倍，求粒子在磁场中运动的时间解析：(1)设带电粒子的质量为m，电荷量为q，初速度为v，电场强度为E可判断出粒子受到的洛伦兹力沿x轴负方向，于是可知电场强度沿x轴正方向，且有qEqvB又Rvt0则E(2)仅有电场时，带电粒子在匀强电场中做类平抛运动，在y方向上的位移为yv由式得y设在水平方向的位移为x，因射出位置在半圆形区域边界上，于是xR又xa得a(3)仅有磁场时，入射速度v4v带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，如图所示，设轨道半径为r，由牛顿第二定律有qvB又qEma由式得r由几何知识得sin 即sin ，带电粒子在磁场中的运动周期T由得带电粒子在磁场中的运动时间tBTt0答案：(1)沿x轴正方向(2)(3)t04在平面直角坐标系xOy中，第象限存在沿y轴负方向的匀强电场，第象限存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场，磁感应强度为B一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子从y轴正半轴上的M点以速度v0垂直于y轴射入电场，经x轴上的N点与x轴正方向成60角射入磁场，最后从y轴负半轴上的P点垂直于y轴射出磁场，如图所示不计粒子重力，求：(1)M、N两点间的电势差UMN；(2)粒子在磁场中运动的轨道半径r；(3)粒子从M点运动到P点的总时间t解析：粒子在电场中做类平抛运动，在磁场中做匀速圆周运动，两者的衔接点是N点的速度(1)设粒子过N点时的速度为v，有cos ，v2v0粒子从M点运动到N点的过程，有qUMNmv2mv，所以UMN(2)如图所示，粒子在磁场中以O为圆心做匀速圆周运动，半径为ON，有qvB，所以r(3)由几何关系得ONrsin ，设粒子在电场