带电粒子在复合场中的运动计算题(5).docx

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1、精品文档1.如图所示，在坐标系xoy平面内，在x=0和x=L之间的区域中分布着垂直纸面向里的匀强磁场和沿轴正方向的匀强电场，磁场的下边界PQ与x轴负方向成45°，磁感应强度大小为B,电场的上边界为x轴，电场强度大小为吕一束包含着各种速率的比荷为9的粒子从Q点垂直y轴射入磁场，一部分m粒子通过磁场偏转后从边界PQ射出，进入电场区域，带电粒子重力不计。（1）求能够从PQ边界射出磁场的粒子的最大速率；（2）若一粒子恰从PQ的中点射出磁场，求该粒子射出电场时的位置坐标随意编辑精品文档my2W解答’（1）絞子在洛伦兹力作用下做匀建

2、園周运动觀=肓可知R越大则粒子連率越尢范最尢半径針L匪立解帯墨尢熟练畑=譽②粒子愴从尸◎的中点射出磁场，可知粒子在磁场中做旬速圆周运动的速率再粒子竖直向下射出磁场，在瑟场中运动时间为2rrm粒子从出磁场后IlittA电场前运动时阖育t尸L2V7在电场中3m粒子从Q点射入底场©I射岀电场历时&卄血M尸希（岁H）随意编辑精品文档2.2008年9月25日中国“神舟七号”宇宙飞船顺利升空，9月27日，中国宇航员首次实现太空出舱.下一步我国将于2015年发射空间站，设该空间站体积很大，宇航员可以在里面进行多项体育活动，一宇航员在站

3、内玩垒球（万有引力可以忽略不计），上半侧为匀强电场，下半侧为匀强磁场，中间为分界面，电场与分界面垂直，磁场垂直纸面向里，电场强度为E=100V/m，宇航员位于电场一侧距分界面为h=3m的P点，PO垂直于分界面，D位于O点右侧，垒球质量为m=0.1kg，带电量为q=—0.05C，该宇航员从P点以初速度v0=10m/s平行于界面投出垒球，要使垒球第一次通过界面就击中D点，且能回到P点.求:JLJ11PDhb

4、i

5、i1XoXXX1XXaXXXX(1)OD之间的距离d.（2）垒球从抛出第一次回到P点的时间t.（计算结果保留三位

6、有效数字）【答案】（1）3.46m（2）1.53s3.（11分）（2009•安徽省六校联）如图所示，为某种新型设备内部电、磁场分布情况图.自上而下分为I、n、川三个区域.区域I宽度为d1，分布有沿纸面向下的匀强电场E1；区域n宽度为d2，分布有垂直纸面向里的匀强磁场B1;宽度可调的区域川中分布有沿纸面向下的匀强电场E2和垂直纸面向里的匀强磁场B2.现在有一群质量和带电荷量均不同的带正电粒子从区域I上边缘的注入孔A点被注入，从静止开始运动，然后相继进入n、川两个区域，满足一定条件的粒子将回到区域I,其他粒子则从区域川飞出.

7、三区域都足够长，粒子的重力不计.随意编辑精品文档已知能飞回区域I的带电粒子的质量为m=6.4X102—kg，带电荷量为q=3.2X101—C,随意编辑精品文档且di=10cm,d2=5d3>10cm3T.,E1=E2=40V/m,Bi=4X103T,B2=2；2X10—随意编辑精品文档随意编辑精品文档试求:(1)该带电粒子离开区域I时的速度.(2)该带电粒子离开区域n时的速度.(3)该带电粒子第一次回到区域I的上边缘时离开A点的距离.【答案】(1)2X104m/s方向竖直向下⑵2X104m/s方向与x轴正向成45。角(3

8、)57.26cm4.(10分)如图所示，一个带电的小球从P点自由下落，P点距场区边界MN高为h，边界MN下方有方向竖直向下、电场强度为E的匀强电场，同时还有垂直于纸面的匀强磁场，小球从边界上的a点进入电场与磁场的复合场后，恰能做匀速圆周运动，并从边界上的b点穿出，已知ab=L，求:(1)小球的带电性质及其电荷量与质量的比值；(2)该匀强磁场的磁感应强度B的大小和方向;(3)小球从P经a至b时，共需时间为多少？【答案】：(1)重力和电场力平衡，电场力方向向上，电场强度方向向下，则小球带负电荷(1分)由mgEq得比荷——(1

9、分)mE1分)(2)粒子由a到b运动半周，根据左手定则可知磁场方向为垂直纸面向外(随意编辑精品文档随意编辑精品文档由qvB2mvR12mgh—m2L2R（1分）（1分）（1分）联立可得B2m^2gh2^^qLgL12(3)粒子由P到a所需时间为：由h-gt12得:2粒子由a到b绕行圆周的一半，则所需时间为：22gh小球从P经a到b时，共需时间为:（1分）(1分)(1分)(1分)5、2011年9月29日，中国首个空间实验室“天宫一号”在酒泉卫星发射中心成功发射。宇航员可以在“天宫一号”中进行生活甚至进行多项体育活动。假设一

10、名宇航员在空间站内打垒球，但由于“天宫一号”空间有限，须对垒球场进行改造：垒球场上半侧为匀强电场，下半侧为匀强磁场，中间为分界面，电场线与分界面垂直，磁场垂直纸面向里，电场强度为E=100V/m，宇航员位于电场一侧距分界面为h=3m的P点，PO垂直于分界面，D位于0点右侧，该宇航员将质量为m=0.1kg、带电量为q=