专题三十带点粒子在电磁场中的运动

1 专题三十专题三十 带点粒子在电磁场中的运动带点粒子在电磁场中的运动 1 2013 北京朝阳区期末北京朝阳区期末 如图所示 一个静止的质量为如图所示 一个静止的质量为 m 电荷量为 电荷量为 q 的粒子的粒子 重力忽略不计 重力忽略不计 经加速电压 经加速电压 U 加速后 垂直进入磁感应强度为加速后 垂直进入磁感应强度为 B 的匀强磁的匀强磁 场中 粒子打到场中 粒子打到 P 点 点 OP x 能正确反映 能正确反映 x 与与 U 之间关系的是之间关系的是 A x 与与 U 成正比成正比 B x 与与 U 成反比成反比 C x 与与成正比成正比U D x 与与成反比成反比U 2 18 分分 2013 甘肃省张掖市一诊 如图所示 在甘肃省张掖市一诊 如图所示 在 xoy 坐标系中 坐标系中 y 0 的范围内存在着沿的范围内存在着沿 y 轴正方向的轴正方向的 匀强电场 在匀强电场 在 yo 质量均为 质量均为 m 速 速 度大小均为度大小均为 若粒子与三角形框架的碰撞均 若粒子与三角形框架的碰撞均 6 qBL v m 为完全弹性碰撞 且粒子在碰撞过程中所带的电量不为完全弹性碰撞 且粒子在碰撞过程中所带的电量不 变 变 不计带电粒子的重力 不计带电粒子之间的相 不计带电粒子的重力 不计带电粒子之间的相 互作用 求 互作用 求 1 为使初速度为零的粒子速度增加到 为使初速度为零的粒子速度增加到 在粒子加速器中 需要 在粒子加速器中 需要 6 qBL v m 16 的加速电压为多大 的加速电压为多大 2 带电粒子在匀强磁场区域内做匀速圆周运动的半径 带电粒子在匀强磁场区域内做匀速圆周运动的半径 3 若满足 从 若满足 从 S 点发射出的粒子都能再次返回点发射出的粒子都能再次返回 S 点 则匀强磁场区域的点 则匀强磁场区域的 横截面圆周半径横截面圆周半径 a 至少为多大 至少为多大 4 若匀强磁场区域的横截面圆周半径 若匀强磁场区域的横截面圆周半径 a 满足第 满足第 3 问的条件 则从 问的条件 则从 S 点点 发射出的某带电粒子从发射出的某带电粒子从 S 点发射到第一次返回点发射到第一次返回 S 点的时间是多少 点的时间是多少 34 2013 福建厦门名校测试 右图中左边有一对平行金属板 两板相距为福建厦门名校测试 右图中左边有一对平行金属板 两板相距为 d 电压为 电压为 U 两板之间有匀强磁场 磁感应强度大小为 两板之间有匀强磁场 磁感应强度大小为 B0 方向与金属板面 方向与金属板面 平行并垂直于纸面朝里 图中右边有一半径为平行并垂直于纸面朝里 图中右边有一半径为 R 圆心为 圆心为 O 的圆形区域内也存的圆形区域内也存 在匀强磁场 磁感应强度大小为在匀强磁场 磁感应强度大小为 B 方向垂直于纸面朝里 一电荷量为 方向垂直于纸面朝里 一电荷量为 q 的正的正 17 离子沿平行于金属板面 垂直于磁场的方向射入平行金属板之间 沿同一方向离子沿平行于金属板面 垂直于磁场的方向射入平行金属板之间 沿同一方向 射出平行金属板之间的区域 并沿直径射出平行金属板之间的区域 并沿直径 EF 方向射入磁场区域 最后从圆形区方向射入磁场区域 最后从圆形区 城边界上的城边界上的 G 点射出 已知弧点射出 已知弧 FG 所对应的圆心角为所对应的圆心角为 不计重力 求 不计重力 求 1 离子速度的大小 离子速度的大小 2 离子的质量 离子的质量 35 12 分 分 2013 福建厦门名校测试 如题福建厦门名校测试 如题 25 图所示 在图所示 在 xOy 平面内 平面内 直线直线 MN 和和 y 轴之间存在沿轴之间存在沿 y 轴负方向的匀强电场 在第轴负方向的匀强电场 在第 象限和第象限和第 I 象限的象限的 射线射线 DC 右下区域存在垂直纸面向内的匀强磁场 磁感应强度大小为右下区域存在垂直纸面向内的匀强磁场 磁感应强度大小为 B 有一 有一 质量为质量为 m 带电量为 带电量为 q 的质点从电场左边界上的的质点从电场左边界上的 A 点沿点沿 x 轴正方向射入电场 轴正方向射入电场 A 点与原点点与原点 O 的距离为的距离为 d 质点到达 质点到达 y 轴上轴上 P 点时 速度方向与点时 速度方向与 y 轴负方向的轴负方向的 夹角为夹角为 P 点与原点点与原点 O 的距离为的距离为 h 接着 质点进入磁场 从磁场边界 接着 质点进入磁场 从磁场边界30 OC 上的上的 Q 点 未画出 离开磁场之后 又从点 未画出 离开磁场之后 又从 y 轴上的轴上的 D 点垂直于点垂直于 y 轴进入电轴进入电 场 最后刚好回到场 最后刚好回到 A 点 不计质点的重力 求 点 不计质点的重力 求 1 D 点与原点点与原点 O 的距离 的距离 2 粒子从 粒子从 A 点射入的初速度点射入的初速度 v0 3 粒子在磁场中的运动时间 粒子在磁场中的运动时间 t 36 18 分分 2013 广广州州调调研研 如图所示 在光滑绝缘的水平面内 对角线如图所示 在光滑绝缘的水平面内 对角线 AC 将边长为将边长为 L 的正方形分成的正方形分成 ABC 和和 ADC 两个区两个区 域 域 ABC 区域有垂直于水平面的匀强磁场 区域有垂直于水平面的匀强磁场 ADC 区域有平行于区域有平行于 DC 并由并由 C 指向指向 D 的匀强电场的匀强电场 质量质量 为为 m 带电量为 带电量为 q 的粒子从的粒子从 A 点沿点沿 AB 方向以方向以 v 的的 速度射入磁场区域 从对角线速度射入磁场区域 从对角线 AC 的中点的中点 O 进入电进入电 场区域场区域 1 判断磁场的方向并求出磁感应强度 判断磁场的方向并求出磁感应强度 B 的大小的大小 AB CD O v 18 2 讨论电场强度 讨论电场强度 E 在不同取值时 带电粒子在电场中运动的时间在不同取值时 带电粒子在电场中运动的时间 t 37 18 分 分 2013 湖南衡阳五校联考 如图所示 在湖南衡阳五校联考 如图所示 在 xoy 第一象限内分布有垂第一象限内分布有垂 直直 xoy 向外的匀强磁场 磁感应强度大小向外的匀强磁场 磁感应强度大小 B 2 5 10 2T 在第二象限紧贴 在第二象限紧贴 y 轴和轴和 x 轴放置一对平行金属板轴放置一对平行金属板 MN 中心轴线过 中心轴线过 y 轴 轴 极板间距 极板间距 d 0 4m 极板与左 极板与左 侧电路相连接 通过移动滑动头侧电路相连接 通过移动滑动头 P 可以改变极板可以改变极板 MN 间的电压 间的电压 a b 为滑动变为滑动变 阻器的最下端和最上端 滑动变阻器的阻值分布均匀 阻器的最下端和最上端 滑动变阻器的阻值分布均匀 a b 两端所加电压两端所加电压 在 在 MN 中心轴线上距中心轴线上距 y 轴距离为轴距离为 L 0 4m 处 有一粒子源处 有一粒子源 S 沿沿VU 2 10 3 3 x 轴正方向连续射出比荷为轴正方向连续射出比荷为 速度为 速度为 v0 2 0 104m s 带正电的带正电的kgC m q 100 4 6 粒子 粒子经过粒子 粒子经过 y 轴进入磁场 经过磁场偏转后从轴进入磁场 经过磁场偏转后从 x 轴射出磁场 忽略粒子的轴射出磁场 忽略粒子的 重力和粒子之间的相互作用 重力和粒子之间的相互作用 1 当滑动头 当滑动头 P 在在 a 端时 求粒子在磁场中做圆周运动的半径端时 求粒子在磁场中做圆周运动的半径 R0 2 当滑动头 当滑动头 P 在在 ab 正中间时 求粒子射入磁场时速度的大小 正中间时 求粒子射入磁场时速度的大小 3 滑动头 滑动头 P 的位置不同则粒子在磁场中运动的时间也不同 求粒子在磁场的位置不同则粒子在磁场中运动的时间也不同 求粒子在磁场 中运动的最长时间 中运动的最长时间 38 18 分 分 2013 陕西宝鸡期末质检 如图所示 有一对平行金属板陕西宝鸡期末质检 如图所示 有一对平行金属板 M N 垂直纸面放置 两板相距为垂直纸面放置 两板相距为 d 板间电压为 板间电压为 U 金属板 金属板 M N 间有垂直纸间有垂直纸 面向里 磁感应强度为面向里 磁感应强度为 B0的匀强磁场 在平行金属板右侧有一平行纸面的的匀强磁场 在平行金属板右侧有一平行纸面的 直角坐标系直角坐标系 xOy 坐标轴 坐标轴 Oy 垂直于平行金属板 在其垂直于平行金属板 在其 POy 区域内有垂直区域内有垂直 纸面向外 磁感应强度为纸面向外 磁感应强度为 B 的匀强磁场 磁场边界的匀强磁场 磁场边界 OP 与与 x 轴正方向夹角轴正方向夹角 为为 30 POx 区域为无场区 一个带正电的粒子沿平行于金属板 垂直磁区域为无场区 一个带正电的粒子沿平行于金属板 垂直磁 场方向射入两板间并做匀速直线运动 从场方向射入两板间并做匀速直线运动 从 H 0 h 点垂直于 点垂直于 y 轴进入第轴进入第 I 象限 经象限 经 OP 上某点离开磁场 最后沿与上某点离开磁场 最后沿与 x 轴正向成轴正向成 60 角的方向离开第角的方向离开第 I 象限 求 象限 求 1 粒子在平行金属板间匀速运动的速率 粒子在平行金属板间匀速运动的速率 19 2 粒子的比荷 粒子的比荷 q m 3 若在 若在 POX 区域加一个场强大小为区域加一个场强大小为 E 方向与 方向与 PO 平行斜向下的匀强电平行斜向下的匀强电 场 使粒子刚好垂直于场 使粒子刚好垂直于 OX 轴射出 其它条件不变 求粒子离开轴射出 其它条件不变 求粒子离开 X 轴的速轴的速 度度 v 以及在电场中运动的时间以及在电场中运动的时间 t 39 18 分 分 2013 河南开封一模 如图所示 一带电微粒质量为河南开封一模 如图所示 一带电微粒质量为 m 2 0 100 10 11 11 kg 电荷量 电荷量 q 1 0 10 5C 从静止开始经电压为 从静止开始经电压为 U1 100V 的电场加速后 的电场加速后 水平进入丽平行金属板间的偏转电场中 微粒射出电场时的偏转角水平进入丽平行金属板间的偏转电场中 微粒射出电场时的偏转角 60 并接着沿半径方向进入一个垂直纸面向外的圆形匀强磁场区域 并接着沿半