《带电粒子在匀强磁场中的运动习题课(2_3).ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《带电粒子在匀强磁场中的运动习题课(2_3).ppt（11页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、1.1.在研究性学习中，某同学设计了一个测定带电粒子在研究性学习中，某同学设计了一个测定带电粒子比荷的实验，其实验装置如图所示比荷的实验，其实验装置如图所示abcd是一个长方是一个长方形盒子，在形盒子，在ad边和边和cd边上各开有小孔边上各开有小孔f和和e，e是是cd边边上的中点，荧光屏上的中点，荧光屏M贴着贴着cd放置，能显示从放置，能显示从e孔射出孔射出的粒子落点位置盒子内有一方向垂直于的粒子落点位置盒子内有一方向垂直于abcd平面的平面的匀强磁场，磁感应强度大小为匀强磁场，磁感应强度大小为B.粒子源不断地发射相粒子源不断地发射相同的带电粒子，粒子的初速度可以忽略粒子经过电同的带电粒子，粒
2、子的初速度可以忽略粒子经过电压为压为U的电场加速后，从的电场加速后，从f孔垂直于孔垂直于ad边射入盒内粒边射入盒内粒子经磁场偏转后恰好从子经磁场偏转后恰好从e孔射出若已知，不计粒子孔射出若已知，不计粒子的重力和粒子之间的相互作用力请你根据上述条件的重力和粒子之间的相互作用力请你根据上述条件求出带电粒子的荷质比求出带电粒子的荷质比q/m. 带电粒子在匀强磁场中的运动带电粒子在匀强磁场中的运动2.如图所示是电视机显像管及其偏转线圈的如图所示是电视机显像管及其偏转线圈的示意图示意图 。如果发现电视画面的幅度比正常如果发现电视画面的幅度比正常的偏小，可能引起的原因是的偏小，可能引起的原因是().(A)
3、电子枪发射能力减弱，电子数减少电子枪发射能力减弱，电子数减少(B)加速电场的电压过高，电子速率偏大加速电场的电压过高，电子速率偏大(C)偏转线圈局部短路，线圈匝数减少偏转线圈局部短路，线圈匝数减少(D)偏转线圈电流过小，偏转磁场减弱偏转线圈电流过小，偏转磁场减弱带电粒子在匀强磁场中的运动带电粒子在匀强磁场中的运动3.电视机的显像管中，电子束的偏转是用磁电视机的显像管中，电子束的偏转是用磁偏转技术实现的偏转技术实现的.电子束经过电压为电子束经过电压为U的加速的加速电场后，进入一圆形匀强磁场区，如图所示电场后，进入一圆形匀强磁场区，如图所示.磁场方向垂直于圆面，磁场区的中心为磁场方向垂直于圆面，磁
4、场区的中心为O，半径为半径为r.当不加磁场时，电子束将通过当不加磁场时，电子束将通过O点点而打到屏幕的中心而打到屏幕的中心M点点.为了让电子束射到屏为了让电子束射到屏幕边缘幕边缘P，需要加磁场，使电于束偏转一已，需要加磁场，使电于束偏转一已知角度知角度，此时磁场的磁感应强度，此时磁场的磁感应强度B应为多应为多大大?2002年全国高考理科综合试题带电粒子在匀强磁场中的运动带电粒子在匀强磁场中的运动4.如图所示，在真空中半径为如图所示，在真空中半径为r=310-2m的圆形区域内，有一匀强磁场，磁场的磁的圆形区域内，有一匀强磁场，磁场的磁感应强度感应强度B=0.2T，方向垂直纸面向外，方向垂直纸面向
5、外.一带一带正电粒子以正电粒子以v0=1.2106ms的初速度从的初速度从磁场边界上的直径磁场边界上的直径ab一端一端a点射入磁场，已点射入磁场，已知该粒子的比荷知该粒子的比荷q/m=1.0108Ckg，不，不计粒子的重力，则粒子在磁场中运动的最计粒子的重力，则粒子在磁场中运动的最长时间为长时间为_s.带电粒子在匀强磁场中的运动5.5.如图所示，在如图所示，在x x轴的上方轴的上方(y0)(y0)存在着存在着垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度为度为B.B.在原点在原点O O有一个离子源向有一个离子源向x x轴上方轴上方的各个方向发射出质量为的各个方向发射出质
6、量为m m、电量为、电量为q q的的正离子，速率都为正离子，速率都为v v，对那些在，对那些在xyxy平面内平面内运动的离子，在磁场中可能到达的最大运动的离子，在磁场中可能到达的最大x=_x=_，最大，最大y=_. y=_. 带电粒子在匀强磁场中的运动带电粒子在匀强磁场中的运动6.如图所示，足够长的矩形区域如图所示，足够长的矩形区域abcd内充满磁感应内充满磁感应强度为强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场，现从、方向垂直纸面向里的匀强磁场，现从ad边的中心边的中心O点处，垂直磁场方向射入一速度为点处，垂直磁场方向射入一速度为v0的的带正电粒子，带正电粒子，v0与与ad边的夹角为边的夹角为30.
7、已知粒子质已知粒子质量为量为m，带电量为，带电量为q，ad边长为边长为L，不计粒子的重力，不计粒子的重力.(1)求要使粒子能从求要使粒子能从ab边射出磁场，边射出磁场，v0的大小范围的大小范围.(2)粒子在磁场中运动的最长时间是多少粒子在磁场中运动的最长时间是多少?在这种情在这种情况下，粒子将从什么范围射出磁场况下，粒子将从什么范围射出磁场? 带电粒子在匀强磁场中的运动带电粒子在匀强磁场中的运动如图所示，带电液滴从h高处自由落下，进入一个匀强电场和匀强磁场互相垂直的区域，磁场方向垂直纸面，电场强度为E，磁感应强度为B.已知液滴在此区域中作匀速圆周运动，则圆周的半径R=_. 二带电粒子在复合场中
8、的运动二带电粒子在复合场中的运动2如图所示，在如图所示，在x轴上方有垂直于轴上方有垂直于xy平面向平面向里的匀强磁场，磁场的磁感应强度为里的匀强磁场，磁场的磁感应强度为B.在在x轴下方有沿轴下方有沿y轴负方向的匀强电场，场强为轴负方向的匀强电场，场强为E.一质量为一质量为m、电量为、电量为-q的粒子从坐标原点的粒子从坐标原点O沿着沿着y轴正方向射出，射出之后，第三次到轴正方向射出，射出之后，第三次到达达x轴时，它与点轴时，它与点O的距离为的距离为L，求此粒子射，求此粒子射出时的速度出时的速度v和运动的总路程和运动的总路程s(重力不计重力不计). 二带电粒子在复合场中的运动二带电粒子在复合场中的
9、运动3.如图所示，如图所示，xOy平面内的圆与平面内的圆与y轴相切于坐标原点轴相切于坐标原点O在该圆形区域内，有与在该圆形区域内，有与y轴平行的匀强电场和垂轴平行的匀强电场和垂直于圆面的匀强磁场一个带电粒子（不计重力）从直于圆面的匀强磁场一个带电粒子（不计重力）从原点原点O沿沿x轴进入场区，恰好做匀速直线运动，穿过轴进入场区，恰好做匀速直线运动，穿过场区的时间为场区的时间为T0若撤去磁场，只保留电场，其他若撤去磁场，只保留电场，其他条件不变，该带电粒子穿过场区的时间为条件不变，该带电粒子穿过场区的时间为T0 /2若若撤去电场，只保留磁场，其他条件不变求：该带撤去电场，只保留磁场，其他条件不变求
10、：该带电粒子穿过场区的时间电粒子穿过场区的时间 二带电粒子在复合场中的运动二带电粒子在复合场中的运动4如图所示，在地面附近有一范围足够大的互相正如图所示，在地面附近有一范围足够大的互相正交的匀强电场和匀强磁场匀强磁场的磁感应强度为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，方向水平并垂直纸面向外，一质量为m、带电量、带电量为为q的带电微粒在此区域恰好做速度大小为的带电微粒在此区域恰好做速度大小为v的匀速的匀速圆周运动（重力加速度为圆周运动（重力加速度为g）(1)求此区域内电场强度的大小和方向；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
11、面高度为若某时刻微粒运动到场中距地面高度为H的的P点，点，速度与水平方向成速度与水平方向成450，如图所示则该微粒至少须，如图所示则该微粒至少须经多长时间运动到距地面最高点？最高点距地面多高？经多长时间运动到距地面最高点？最高点距地面多高？(3)在在(2)问中微粒运动问中微粒运动P点时，突然点时，突然撤去磁场，同时电场强度大小不变，撤去磁场，同时电场强度大小不变，方向变为水平向右，则该微粒运动方向变为水平向右，则该微粒运动中距地面的最大高度是多少？中距地面的最大高度是多少？ 二带电粒子在复合场中的运动二带电粒子在复合场中的运动5.5.如图所示，在如图所示，在xOyxOy平面内的第平面内的第象限
12、中有沿象限中有沿y y方方向的匀强电场，场强大小为向的匀强电场，场强大小为E E在第在第I I和第和第IIII象限有象限有匀强磁场，方向垂直于坐标平面向里有一个质量匀强磁场，方向垂直于坐标平面向里有一个质量为为m m，电荷量为，电荷量为e e的电子，从的电子，从y y轴的轴的P P点以初速度点以初速度v0v0垂垂直于电场方向进入电场（不计电子所受重力），经直于电场方向进入电场（不计电子所受重力），经电场偏转后，沿着与电场偏转后，沿着与x x轴负方向成轴负方向成45450 0角进入磁场，并角进入磁场，并能返回到原出发点能返回到原出发点P.P.(1)(1)简要说明电子的运动情况，简要说明电子的运动情况，并画出电子运动轨迹的示意图；并画出电子运动轨迹的示意图；(2)(2)求求P P点距坐标原点的距离；点距坐标原点的距离；(3)(3)电子从电子从P P点出发经多长时点出发经多长时间再次返回间再次返回P P点？点？二带电粒子在复合场中的运动二带电粒子在复合场中的运动