专题探究磁场部分专题探究示例

例题 如图所示 在 xoy 坐标平面的第一象限内有一沿 y 轴负方向的匀强电场 在第四象限内有一垂直于平面向里 的匀强磁场 现有一粒子源处在坐标为 0 L M 点能以垂直与电场方向不断发射质量为 m 电量为 q 速 度为 v0的粒子 重力不计 粒子进入磁场后最后又从 x 轴上坐标为 3L 0 处的 P 点射入电场 其入射 方向与 x 轴成 45 角 求 1 粒子到达 P 点时的速度 v 2 匀强电场的电场强度 E 和匀强磁场的磁感应强度 B 变式 1 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 6 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 变式 2 如图所示 在 xoy 坐标平面的第一象限内有一沿 y 轴负方向的匀强电场 在第四象限内有一垂直于平 面向里的匀强磁场 现有一质量为 m 电量为 q 的粒子 重力不计 从坐标原点 O 射入磁场 其入射方向与 y 的方向成 45 角 当粒子运动到电场中坐标为 3L L 的 P 点处时速度大小为 v0 方向与 x 轴正方向相同 求 1 粒子从 O 点射入磁场时的速度 v 2 匀强电场的场强 E0和匀强磁场的磁感应强度 B0 变式 3 质谱仪是测量带电粒子的比荷和分析同位素的重要工具 如图 3 所示 带电粒子从容器A下方的小 孔S1飘入电势差为U的加速电场 其初速度几乎为零 然后经过S3沿着与磁场垂直的方向进入磁感应强度 为B的匀强磁场中 最后打到照相底片D上 现有某种元素的三种同位素的原子核由容器A进入质谱仪 最 后分别打在底片P1 P2 P3三个位置 不计粒子重力 则打在P1处的粒子 图 3 A 质量最小 B 比荷最小 C 动能最小 D 动量最小 变式 4 多选 回旋加速器工作原理示意图如图 Z8 6 所示 磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直 两盒 间的狭缝很小 粒子穿过狭缝的时间可忽略 两盒接在电压为U 频率为f的交流电源上 若A处粒子源产 生的质子在加速器中被加速 下列说法正确的是 图 Z8 6 A 若只增大交流电压U 则质子获得的最大动能增大 B 若只增大交流电压U 则质子在回旋加速器中运行时间会变短 C 若磁感应强度B增大 交流电频率f必须适当增大才能正常工作 D 不改变磁感应强度B和交流电频率f 该回旋加速器也能用于加速 粒子 例题 在地面附近有一个范围足够大的相互正交的匀强电场和匀强磁场 匀强磁场的磁感应强度为B 方向 水平并垂直纸面向外 一质量为m 带电荷量为 q的带电微粒在此区域恰好做速度大小为v的匀速圆周运 动 重力加速度为g 1 求此区域内电场强度的大小和方向 2 若某时刻微粒运动到场中距地面高度为H的P点 速度与水平方向成 45 角 如图所示 则该微粒至少 需要经过多长时间才能运动到距地面最高点 最高点距地面多高 变式 1 如图 空间某区域存在匀强电场和匀强磁场 电场方向竖直向上 与纸 面平行 磁场方向垂且于纸面向里 三个带正电的微粒a b c电荷量相等 质量分别为ma mb mc 已知在该区域内 a在纸面内做匀速圆周运动 b在纸 面内向右做匀速直线运动 c在纸面内向左做匀速直线运动 下列选项正确的 是 A ma mb mc B mb ma mc C mc ma mb D mc mb ma 1 如图 1 所示 沿直线通过速度选择器的正离子从狭缝S射入磁感应强度为B2 的匀强磁场中 偏转后出现的轨迹半径之比