组卷网 > 高中物理综合库 > 电磁学 > 磁场 > 带电粒子在复合场中的运动 > 带电粒子在叠加场中的运动 > 带电粒子在叠加场中做直线运动
题型:解答题 难度:0.4 引用次数:6291 题号:1685229
如图甲所示,空间存在一范围足够大的垂直于xOy平面向外的匀强磁场,磁感应强度大小为B.让质量为m,电荷量为qq>0)的粒子从坐标原点O沿xOy平面以不同的初速度大小和方向入射到磁场中.不计重力和粒子间的影响.

(1)若粒子以初速度v1沿y轴正向入射,恰好能经过x轴上的Aa,0)点,求v1的大小;
(2)已知一粒子的初速度大小为vvv1),为使该粒子能经过Aa,0)点,其入射角θ(粒子初速度与x轴正向的夹角)有几个?并求出对应的sinθ值;
(3)如图乙,若在此空间再加入沿y轴正向、大小为E的匀强电场,一粒子从O点以初速度v0沿y轴正向发射.研究表明:粒子在xOy平面内做周期性运动,且在任一时刻,粒子速度的x分量vx与其所在位置的 y坐标成正比,比例系数与场强大小E无关.求该粒子运动过程中的最大速度值vm

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【推荐1】如图所示的平行板电容器中,存在相互垂直的匀强磁场和匀强电场,磁场的磁感应强度大小B1=0.20T,方向垂直纸面向里,电场强度E1=1.0×105V/m,PQ为板间中线。紧靠平行板右侧边缘xOy坐标系的第一象限内,边界AOy轴的夹角∠AOy=45°,边界线的上方有垂直纸面向外的匀强磁场,磁感应强度大小B2=0.25T,边界线的下方有竖直向上的匀强电场,电场强度E2=5.0×105V/m。一带电量q=8.0×10-19C,质量m=8.0×10-26kg的正离子从P点射入平行板间,沿中线PQ做直线运动,穿出平行板后从y轴上坐标为(0,0.4m)的Q点垂直y轴射入磁场区,多次穿越边界线OA。不计离子重力,取3.14,求:
(1)离子运动的速度;
(2)离子从通过y轴进入磁场到第二次穿越边界线OA所用的时间;
(3)离子第四次穿越边界线OA时的速度(最后结果保留两位有效数字)。
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【推荐2】如图甲所示,在竖直平面内存在竖直方向的匀强电场,在第一象限内有一与x轴相切于点、半径为R的圆形区域,该区域内存在垂直于面的匀强磁场,电场与磁场随时间变化如图乙、丙所示,设电场强度竖直向下为正方向,磁场垂直纸面向里为正方向,电场、磁场同步周期性变化(每个周期内正、反向时间相同).一带正电的小球A沿y轴方向下落,t=0时刻A落至点,此时,另一带负电的小球B从圆形区域的最高点处开始在磁场内紧靠磁场边界做匀速圆周运动.当A球再下落R时,B球旋转半圈到达点;当A球到达原点O时,B球又旋转半圈回到最高点;然后A球开始做匀速运动.两球的质量均m,电荷量大小为q,不计空气阻力及两小球之间的作用力,重力加速度为g,求:

(1)匀强电场的场强E的大小;
(2)小球B做匀速圆周运动的周期T及匀强磁场的磁感应强度B的大小;
(3)电场、磁场变化第一个周期末A、B两球间的距离S.
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【推荐3】如图所示,竖直平面内的直角坐标系xOy中,在第一、第二象限内分别有方向垂直于坐标平面向里和向外的匀强磁场,在y>0的区域内存在沿y轴正方向的匀强电场,磁感应强度和电场强度大小均未知。在第四象限内有垂直坐标平面向里的匀强磁场和沿x轴正方向的匀强电场,磁感应强度大小为B,电场强度大小为E。一个带电小球从图中y轴上的M点,沿与x轴成角度斜向上做直线运动,由x轴上的N点进入第一象限并立即做匀速圆周运动,已知ON点间的距离为L,重力加速度大小为g。求:
(1)小球的比荷和第一象限内匀强电场场强E1的大小;
(2)要使小球能够进入第二象限,求第一象限内磁感应强度B1的大小范围;
(3)若第一象限内磁感应强度大小为,第二象限内磁感应强度大小为,求小球穿过y轴的位置和时间的可能取值(从小球进入第一象限开始计时)。
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