新物理高考第四節(jié)帶電粒子在復(fù)合場中的運(yùn)動

1、第四節(jié) 帶電粒子在復(fù)合場中的運(yùn)動一、考情分析考試大綱考綱解讀質(zhì)譜儀和回旋加速器 i帶電粒子在磁場和電場、磁場和重力場以及磁場、電場、重力場三場所形成的復(fù)合場中運(yùn)動的 問題也是考查的重點(diǎn).這多見于帶電粒子在復(fù)合場中做勻速直線運(yùn)動、勻速圓周運(yùn)動等.一般以非選擇題形式出現(xiàn).準(zhǔn)確分析受力和運(yùn)動情況，并由幾何知識畫出軌跡是關(guān)鍵。兩種基本模型：速度選擇器（電磁場正交）和回旋加速器（電磁場相鄰）二、考點(diǎn)知識梳理 （一）、復(fù)合場的分類：1、復(fù)合場：即電場與磁場有明顯的界線，帶電粒子分別在兩個區(qū)域內(nèi)做兩種不同的運(yùn)動，即分段運(yùn)動，該類問題運(yùn)動過程較為復(fù)雜，但對于每一段運(yùn)動又較為清晰易辨，往往這類問題的關(guān)鍵在于分段

2、運(yùn)動的連接點(diǎn)時的速度，具有承上啟下的作用2、疊加場：即在同一區(qū)域內(nèi)同時有電場和磁場，些類問題看似簡單，受力不復(fù)雜，但仔細(xì)分析其運(yùn)動往往比較難以把握。（二）、帶電粒子在復(fù)合場電運(yùn)動的基本分析1.當(dāng)帶電粒子在復(fù)合場中所受的合外力為0時，粒子將做勻速直線運(yùn)動或靜止2.當(dāng)帶電粒子所受的合外力與運(yùn)動方向在同一條直線上時，粒子將做變速直線運(yùn)動3.當(dāng)帶電粒子所受的合外力充當(dāng)向心力時，粒子將做勻速圓周運(yùn)動4.當(dāng)帶電粒子所受的合外力的大小、方向均是不斷變化的時，粒子將做變加速運(yùn)動，這類問題一般只能用能量關(guān)系處理（三）、電場力和洛倫茲力的比較1.在電場中的電荷，不管其運(yùn)動與否，均受到電場力的作用；而磁場僅僅對運(yùn)動

3、著的、且速度與磁場方向不平行的電荷有洛倫茲力的作用2.電場力的大小feq，與電荷的運(yùn)動的速度無關(guān)；而洛倫茲力的大小f=bqvsin,與電荷運(yùn)動的速度大小和方向均有關(guān)3.電場力的方向與電場的方向或相同、或相反；而洛倫茲力的方向始終既和磁場垂直，又和速度方向垂直4.電場力既可以改變電荷運(yùn)動的速度大小，也可以改變電荷運(yùn)動的方向，而洛倫茲力只能改變電荷運(yùn)動的速度方向，不能改變速度大小5.電場力可以對電荷做功，能改變電荷的動能；洛倫茲力不能對電荷做功，不能改變電荷的動能6.勻強(qiáng)電場中在電場力的作用下，運(yùn)動電荷的偏轉(zhuǎn)軌跡為拋物線；勻強(qiáng)磁場中在洛倫茲力的作用下，垂直于磁場方向運(yùn)動的電荷的偏轉(zhuǎn)軌跡為圓?。ㄋ模?/p>

4、、對于重力的考慮重力考慮與否分三種情況（1）對于微觀粒子，如電子、質(zhì)子、離子等一般不做特殊交待就可以不計其重力，因?yàn)槠渲亓σ话闱闆r下與電場力或磁場力相比太小，可以忽略；而對于一些實(shí)際物體，如帶電小球、液滴、金屬塊等不做特殊交待時就應(yīng)當(dāng)考慮其重力（2）在題目中有明確交待的是否要考慮重力的，這種情況比較正規(guī)，也比較簡單（3）對未知名的帶電粒子其重力是否忽略又沒有明確時，可采用假設(shè)法判斷，假設(shè)重力計或者不計，結(jié)合題給條件得出的結(jié)論若與題意相符則假設(shè)正確，否則假設(shè)錯誤（五）、相關(guān)規(guī)律的運(yùn)用1.靜止或勻速直線運(yùn)動（a=0)合力，一般方法矢量三角形法正交分解法：2.粒子做勻變速運(yùn)動（a恒定）牛頓第二定律：

5、（力的合成）或:取運(yùn)動方向?yàn)閤軸,（正交分解）3.動能定理的應(yīng)用：表達(dá)式：左邊：注意分析受力情況，有幾個力做功，分別是正功還是負(fù)功，進(jìn)行代數(shù)相加就是總功右邊：一定要用末動能減去初動能4.動量守恒定律的應(yīng)用應(yīng)用條件:系統(tǒng)只有內(nèi)部相互作用（系統(tǒng)不受外力或可以忽略不計）,最典型的是碰撞過程。表達(dá)式：注意動量矢量性，代入速度時要考慮其方向5.能量的轉(zhuǎn)化和守恒分析在運(yùn)動過程中有哪些形式的能量參與轉(zhuǎn)化左邊：看哪些能量增加了，增加了多少，然后把所有增加量相加右邊：看哪些能量減少了，減少了多少，然后把所有減少量相加（六）、解決帶電粒子在復(fù)合場中運(yùn)動問題的基本方法和思路：1. 認(rèn)識粒子所在區(qū)域的場的組成，一般是

6、電場、磁場、重力場三者的復(fù)合場，或者是其中兩個的復(fù)合。2. 正確的受力分析是解題的基礎(chǔ)，處了重力、彈力、摩擦力以外，特別要注意電場力和洛倫茲力的分析，不可遺漏一個力。3. 在正確的受力分析的基礎(chǔ)上還要進(jìn)行運(yùn)動的分析，注意運(yùn)動情況和受力情況的相互關(guān)聯(lián)，特別要關(guān)注一些特殊的時刻所處的特殊狀態(tài)（臨界狀態(tài))。4. 如果粒子在運(yùn)動過程中經(jīng)過不同的區(qū)域受力發(fā)生改變，應(yīng)根據(jù)需要對過程分階段處理。5. 應(yīng)用一些必要的數(shù)學(xué)知識，畫出粒子的運(yùn)動軌跡圖，根據(jù)題目的條件和問題靈活選擇不同的物理規(guī)律解題。6. 一般思路有兩類:1.力和運(yùn)動角度思考 2.動量和能量的角度思考（1） 當(dāng)帶電粒子在復(fù)合場中處于靜止或者是做勻速

7、直線運(yùn)動時，應(yīng)該從力的平衡的角度分析尋找突破口。（2） 當(dāng)帶電粒子在復(fù)合場中做勻加速直線運(yùn)動時，可以考慮用牛頓運(yùn)動定律。（3） 當(dāng)帶電粒子在復(fù)合場中做勻速圓周運(yùn)動時，可以考慮應(yīng)用牛頓第二定律結(jié)合圓周運(yùn)動的相關(guān)規(guī)律求解。（4） 當(dāng)帶電粒子做復(fù)雜的曲線運(yùn)動時，一般用動能定理或者是能量守恒規(guī)律求解。對以一些由于特殊狀態(tài)（臨界狀態(tài)）所帶來的臨界問題，應(yīng)該充分挖掘臨界狀態(tài)下的特點(diǎn)和隱含條件。如題目敘述中一些特殊詞匯“恰好”“最大”“剛好”“至少”“最高”“最終”等往往是解題的突破口，列出相應(yīng)的輔助方程。三、考點(diǎn)知識解讀考點(diǎn)1. 速度選擇器剖析：由正交的勻強(qiáng)磁場和勻強(qiáng)電場組成.帶電粒子必須以唯一確定的速度

8、（包括大小、方向）才能沿直線勻速通過速度選擇器，否則將發(fā)生偏轉(zhuǎn).這個速度的大小可以由洛倫茲力和電場力的平衡得出：9-4-1 這個結(jié)論與離子帶何種電荷、電荷多少都無關(guān).若速度小于這一速度，電場力將大于洛倫茲力，帶電粒子向電場力方向偏轉(zhuǎn)，電場力做正功，動能將增大，洛倫茲力也將增大，粒子的軌跡既不是拋物線，也不是圓，而是一條復(fù)雜曲線；若大于這一速度，將向洛倫茲力方向偏轉(zhuǎn)，電場力將做負(fù)功，動能將減小，洛倫茲力也將減小，軌跡是一條復(fù)雜曲線. 例題1 如圖9-4-2所示，從正離子源發(fā)射的正離子經(jīng)加速電壓u加速后進(jìn)入相互垂直的勻強(qiáng)電場e（方向豎直向上）和勻強(qiáng)磁場b（方向垂直于紙面向外）中，發(fā)現(xiàn)離子向上偏轉(zhuǎn)，

9、要使此離子沿直線穿過電場? a增大電場強(qiáng)度e，減小磁感強(qiáng)度b b減小加速電壓u ，增大電場強(qiáng)度e9-4-2 c適當(dāng)?shù)丶哟蠹铀匐妷簎 d適當(dāng)?shù)販p小電場強(qiáng)度e解析：正離子進(jìn)入相互垂直的勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場的區(qū)域中，受到的電場力fqe，方向向上，受到的洛侖茲力fqvb，方向向下，離子向上偏，說明了電場力大于洛侖茲力，要使離子沿直線運(yùn)動，則只有使洛侖茲力磁大或電場力減小，增大洛侖茲力的途徑是增大加速電場的電壓u或或增大磁感強(qiáng)度b，減小電場力的途徑是減小場強(qiáng)e對照選項(xiàng)的內(nèi)容可知c、d正確答案：cd 點(diǎn)評：帶電粒子進(jìn)入相互垂直的勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場區(qū)域，則它的速度v=eb，這個區(qū)域就是速度選擇器，且速度選擇器

10、對進(jìn)入該區(qū)域的粒子所帶電荷的符號無關(guān)，只要是具有相同的速度的帶電粒子均能沿直線通過這一區(qū)域，但是有一點(diǎn)必須明確的是：速度選擇器的進(jìn)口與出口的位置不具有互換性?！咀兪接?xùn)練1】如圖9-4-3所示，在平行帶電金屬板間有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場,質(zhì)子、氘核、氚核沿平行金屬板方向以相同動能射入兩板間，其中氘核沿直線運(yùn)動未發(fā)生偏轉(zhuǎn)，質(zhì)子和氚核發(fā)生偏轉(zhuǎn)后射出，則（）a偏向正極板的是質(zhì)子b偏向正極板的是氚核9-4-3c射出時動能最大的是質(zhì)子d射出時動能最小的是氚核 解析：分析題意得：能沿直線射出極板的粒子是洛侖茲力和電場力平衡：，所以速度一定的粒子，能否偏轉(zhuǎn)是與其電量和質(zhì)量無關(guān)，只與其速度有關(guān)，而題中幾種粒子具

11、有相同的動能，質(zhì)量最小的質(zhì)子速度最大，則是洛侖茲力大于其電場力，所以會偏向正極板，所以選項(xiàng)a正確；而質(zhì)量最大的氚核速度最小，會偏向負(fù)極板，所以選項(xiàng)b錯誤；若質(zhì)子能射出極板，則動能會減小，所以選項(xiàng)c錯誤；同理則得到能射出極板的氚核，電場力做正功，具有的動能最大，所以選項(xiàng)d錯誤；綜上所述，本題的正確選項(xiàng)應(yīng)該為a。答案：a考點(diǎn)2. 質(zhì)譜儀：剖析：組成：離子源，加速場，速度選擇器（、），偏轉(zhuǎn)場2，膠片. 原理：圖9-4-4. 加速場中：. 選擇器中：. 偏轉(zhuǎn)場中：； 比荷：作用：主要用于測量粒子的質(zhì)量、比荷、研究同位素. 例題2 （09年廣東物理12）圖9-4-5是質(zhì)譜儀的工作原理示意圖。帶電粒子被加

12、速電場加速后，進(jìn)入速度選擇器。速度選擇器內(nèi)相互正交的勻強(qiáng)磁場和勻強(qiáng)電場的強(qiáng)度分別為b和e。平板s上有可讓粒子通過的狹縫p和記錄粒子 位置的膠片a1a2。平板s下方有強(qiáng)度為b0的勻強(qiáng)磁場。下列表述正確的是 （ ）a質(zhì)譜儀是分析同位素的重要工具b速度選擇器中的磁場方向垂直紙面向外c能通過的狹縫p的帶電粒子的速率等于e/b9-4-5d粒子打在膠片上的位置越靠近狹縫p，粒子的荷質(zhì)比越小解析：由加速電場可見粒子所受電場力向下，即粒子帶正電，在速度選擇器中，電場力水平向右，洛倫茲力水平向左，如圖所示，因此速度選擇器中磁場方向垂直紙面向外b正確；經(jīng)過速度選擇器時滿足，可知能通過的狹縫p的帶電粒子的速率等于e

13、/b，帶電粒子進(jìn)入磁場做勻速圓周運(yùn)動則有，可見當(dāng)v相同時，所以可以用來區(qū)分同位素，且r越大，比荷就越大，d錯誤。答案：abcgmn乙【變式訓(xùn)練2】（東城區(qū)20082009學(xué)年度第一學(xué)期期末教學(xué)目標(biāo)檢測）偏轉(zhuǎn)磁場nmhg加速電場u+甲甲在甲圖中，帶正電粒子從靜止開始經(jīng)過電勢差為u的電場加速后，從g點(diǎn)垂直于mn進(jìn)入偏轉(zhuǎn)磁場。該偏轉(zhuǎn)磁場是一個以直線mn為上邊界、方向垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為b，帶電粒子經(jīng)偏轉(zhuǎn)磁場后，最終到達(dá)照相底片上的h點(diǎn)測得g、h間的距離為 d，粒子的重力可忽略不計。（1）設(shè)粒子的電荷量為q，質(zhì)量為m，試證明該粒子的比荷為：；（2）若偏轉(zhuǎn)磁場的區(qū)域?yàn)閳A形，且與m

14、n相切于g點(diǎn)，如圖乙所示，其它條件不變。要保證上述粒子從g點(diǎn)垂直于mn進(jìn)入偏轉(zhuǎn)磁場后不能打到mn邊界上（mn足夠長），求磁場區(qū)域的半徑應(yīng)滿足的條件。 解析：（1）帶電粒子經(jīng)過電場加速，進(jìn)入偏轉(zhuǎn)磁場時速度為v，由動能定理 （1分）進(jìn)入磁場后帶電粒子做勻速圓周運(yùn)動，軌道半徑為r（2分） 打到h點(diǎn)有（1分）ngmvrr由得（1分）（2）要保證所有帶電粒子都不能打到mn邊界上，帶電粒子在磁場中運(yùn)動偏角小于90，臨界狀態(tài)為90，如圖所示，磁場區(qū)半徑（2分）所以磁場區(qū)域半徑滿足（1分）考點(diǎn)3. 電磁流量計9-4-6剖析：如圖9-4-6所示，一圓形導(dǎo)管直徑為d，用非磁性材料制成，原理：導(dǎo)電液體中的自由電荷（

15、正負(fù)離子）在洛倫茲力作用下縱向偏轉(zhuǎn)，a,b間出現(xiàn)電勢差.當(dāng)自由電荷所受電場力和洛倫茲力平衡時，a、b間的電勢差就保持穩(wěn)定. 例題3 為了診斷病人的心臟功能和動脈中血液粘滯情況需測量血管中血液的流速和流量.如圖9-4-7為電磁流量計的示意圖，將血管置于磁感應(yīng)強(qiáng)度為b的勻強(qiáng)磁場中，測得血管兩側(cè)電壓為u，已知管的直徑為d，試求出血液在血管中的流速v為多少？流量q（單位時間內(nèi)流過的體積）是多少？（重力不計）解析：血液是導(dǎo)電液體，含有大量的正負(fù)離子.設(shè)血液中正負(fù)離子向右流動的速度為v，由于洛侖茲力的作用，正離子向管道a的一側(cè)集中，負(fù)離子向管道b的一側(cè)集中，a、b間形成電勢差.當(dāng)正負(fù)離子所受電場力與洛侖茲

16、力達(dá)到平衡時，離子不再偏移，此時ab之間有了穩(wěn)定電勢差u，形成一個勻強(qiáng)電場.離子在電場中受力平衡，則e=,eq=qvb.所以v=設(shè)在時間t內(nèi)流進(jìn)管道的血液體積為v，則流量9-4-7q=.答案： 點(diǎn)評：這是一道實(shí)際應(yīng)用題，是速度選擇器與電磁流量計組合的一個問題.要求學(xué)生認(rèn)真構(gòu)建物理模型.考點(diǎn)4. 磁流體發(fā)電機(jī)剖析：9-4-8 圖9-4-8是磁流體發(fā)電機(jī)，其原理是：等離子氣體噴入磁場，正、負(fù)離子在洛侖茲力作用下發(fā)生上下偏轉(zhuǎn)而聚集到a、b板上，產(chǎn)生電勢差. 設(shè)a、b平行金屬板的面積為s，相距l(xiāng)，等離子氣體的電阻率為，噴入氣體速率為v，板間磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為b，板外電阻為r，當(dāng)?shù)入x子氣體勻速通過a、b

17、板間時，a、b板上聚集的電荷最多，板間電勢差最大，即為電源電動勢. 9-4-9從s極向n極看去,電路可視為圖9-4-9:此時:eq=bqv，則有e=bv，電動勢=el=blv. 電源內(nèi)阻r= . 由閉合電路歐姆定律知通過r中電流9-4-10i= 例題4.目前，世界上正在研究一種新型發(fā)電機(jī)叫磁流體發(fā)電機(jī)，如圖9-4-10所示表示了它的原理：將一束等離子體噴射入磁場，在場中有兩塊金屬板a、b，這時金屬板上就會聚集電荷，產(chǎn)生電壓如果射入的等離子體速度均為v，兩金屬板的板長為l，板間距離為d，板平面的面積為s，勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為b，方向垂直于速度方向，負(fù)載電阻為r，電離氣體充滿兩板間的空間當(dāng)發(fā)電機(jī)

18、穩(wěn)定發(fā)電時，電流表示數(shù)為i，那么板間電離氣體的電阻率為 _解析：等離子體是在高氣壓作用下被噴射入磁場的，所以正離子和電子的運(yùn)動方向是相同的在洛倫茲力的作用下，正離子向極板b方向偏轉(zhuǎn)，負(fù)電子向極板a方向偏轉(zhuǎn)，在極板間建立電場，形成電勢差，在開路狀態(tài)，當(dāng)電場力與洛倫茲力平衡時，發(fā)電機(jī)電動勢恒定，且；電路閉合時，可得：=【答案】考點(diǎn)5. 回旋加速器剖析：如圖9-4-11所示9-4-11組成：兩個d形盒，大型電磁鐵，高頻振蕩交變電壓，兩縫間可形成電壓u作用：電場用來對粒子（質(zhì)子、氛核,a粒子等）加速，磁場用來使粒子回旋從而能反復(fù)加速高能粒子是研究微觀物理的重要手段要求：粒子在磁場中做圓周運(yùn)動的周期等于

19、交變電源的變化周期關(guān)于回旋加速器的幾個問題：(1)回旋加速器中的d形盒，它的作用是靜電屏蔽，使帶電粒子在圓周運(yùn)動過程中只處在磁場中而不受電場的干擾，以保證粒子做勻速圓周運(yùn)動(2)回旋加速器中所加交變電壓的頻率f,與帶電粒子做勻速圓周運(yùn)動的頻率相等:(3)回旋加速器最后使粒子得到的能量，可由公式來計算，在粒子電量，、質(zhì)量m和磁感應(yīng)強(qiáng)度b一定的情況下，回旋加速器的半徑r越大，粒子的能量就越大例題5.回旋加速器是利用較低電壓的高頻電源使粒子經(jīng)多次加速獲得巨大速度的一種儀器，工作原理如圖9-4-12，下列說法正確的是（ ）a.粒子在磁場中做勻速圓周運(yùn)動b.粒子由a0運(yùn)動到a1比粒子由a2運(yùn)動到a3所用

20、時間少c.粒子的軌道半徑與它的速率成正比9-4-12d.粒子的運(yùn)動周期和運(yùn)動速率成正比解析：理解回旋加速度的工作原理，在磁場中做勻速圓周運(yùn)動，t=,r=.故a、c正確.（粒子是通過加速電場才加速的）答案：ac【變式訓(xùn)練5】環(huán)型對撞機(jī)是研究高能粒子的重要裝置帶電粒子被電壓為u的電場加速后，注入對撞機(jī)的高真空環(huán)狀空腔內(nèi)，在勻強(qiáng)磁場中作半徑恒定的勻速圓周運(yùn)動帶電粒子局限在環(huán)狀空腔內(nèi)運(yùn)動，粒子碰撞時發(fā)生核反應(yīng)關(guān)于帶電粒子的比荷q/m、加速電壓u和磁感應(yīng)強(qiáng)度b以及粒子運(yùn)動的周期t的關(guān)系有如下判斷：對于給定的u，q/m越大，則b應(yīng)越大；對于給定的u，q/m越大，則b應(yīng)越小；對于給定的帶電粒子，u越大，則t

21、越?。粚τ诮o定的帶電粒子，不管u多大，t都不變，其中正確的是（ ）a b c d【解析】在電場加速中，根據(jù)動能定理有：，令k=q/m,得,在洛倫茲力的作用下粒子作勻速圓周運(yùn)動，軌道半徑，所以正確，周期, 對給定的帶電粒子，k為定值，周期只與磁感應(yīng)強(qiáng)度成反比，與加速電壓等無關(guān)，所以正確答案：d四、考能訓(xùn)練a 基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)1、圖9-4-13中為一“濾速器”裝置示意圖a、b為水平放置的平行金屬板，一束具有各種不同速率的電子沿水平方向經(jīng)小孔o(hù)進(jìn)入a、b兩板之間為了選取具有某種特定速率的電子，可在a、b間加上電壓，并沿垂直于紙面的方向加一勻強(qiáng)磁場，使所選 電子仍能夠沿水平直線oo運(yùn)動，由o射出不計重力作用可

22、能達(dá)到上述目的的辦法是（ ）a.使a板電勢高于b板，磁場方向垂直紙面向里b.使a板電勢低于b板，磁場方向垂直紙面向里c.使a板電勢高于b板，磁場方向垂直紙面向外9-4-13d.使a板電勢低于b板，磁場方向垂直紙面向外2、對具有相同動能的粒子和質(zhì)子組成的粒子束，有可能把這兩種粒子分開的方法是（不計重力，粒子即氦的原子核）（ ） a使粒子束穿過一勻強(qiáng)電場區(qū)域 b使粒子束穿過一勻強(qiáng)磁場區(qū)域 c使粒子束先后穿過兩個磁感應(yīng)強(qiáng)度不同的勻強(qiáng)磁場區(qū)域 d使粒子束穿過一相互正交的勻強(qiáng)磁場與勻強(qiáng)電場并存的區(qū)域3、用回旋加速器分別加速粒子和質(zhì)子時，若磁場相同，則加在兩個d形盒間的交變電壓的頻率應(yīng)不同，其頻率之比為(

23、 ) a1：1 b1:2 c2:1 d1：3圖9-4-144、如圖9-4-14所示，一帶負(fù)電的滑塊從粗糙斜面的頂端滑至底端時的速率為v，若加一個垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場，當(dāng)滑塊沿斜面滑至底端，則滑至底端時的速率( )a變大 b變小 c不變 d條件不足，無法判斷5、（2008年長沙一模）勻強(qiáng)電場的方向平行紙面由下至上，電場強(qiáng)度為e，勻強(qiáng)磁場方向垂直紙面由里向外，磁感應(yīng)強(qiáng)度為b，速度為的帶負(fù)電的粒子以垂直于電場和磁場的方向射入場區(qū)，恰好不會發(fā)生偏轉(zhuǎn).則以下說法正確的是（） a若入射粒子的速度，而其他條件保持不變，則粒子將向上偏轉(zhuǎn)、且速度減小 b若使磁感應(yīng)強(qiáng)度增大而其他條件不變，則粒子將向下偏轉(zhuǎn)、且運(yùn)

24、動軌跡為拋物線 c若使電場強(qiáng)度增大而其他條件保持不變，則粒子將向下偏轉(zhuǎn)，且速度增大 d若使粒子的帶電量增大而其他條件保持不變，則粒子將向下偏轉(zhuǎn)6、如圖9-4-15所示，水平放置的兩個平行金屬板mn、pq間存在勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場.mn板帶正電，pq板帶負(fù)電，磁場方向垂直紙面向里.一帶電微粒只在電場力和洛倫茲力作用下，從i點(diǎn)由靜止開始沿曲線ijk運(yùn)動，到達(dá)k點(diǎn)時速度為零，j是曲線上離mn板最遠(yuǎn)的點(diǎn).以下幾種說法中正確的是（ ） a在i點(diǎn)和k點(diǎn)的加速度大小相等，方向相同9-4-15 b在i點(diǎn)和k點(diǎn)的加速度大小相等，方向不同 c在j點(diǎn)微粒受到的電場力小于洛倫茲力 d在j點(diǎn)微粒受到的電場力等于洛倫茲力9

25、-4-167、（09年北京卷19）如圖9-4-16所示的虛線區(qū)域內(nèi)，充滿垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場和豎直向下的勻強(qiáng)電場。一帶電粒子a（不計重力）以一定的初速度由左邊界的o點(diǎn)射入磁場、電場區(qū)域，恰好沿直線由區(qū)域右邊界的o點(diǎn)（圖中未標(biāo)出）穿出。若撤去該區(qū)域內(nèi)的磁場而保留電場不變，另一個同樣的粒子b（不計重力）仍以相同 初速度由o點(diǎn)射入，從區(qū)域右邊界穿出，則粒子b （ ） a穿出位置一定在o點(diǎn)下方 b穿出位置一定在o點(diǎn)上方 c運(yùn)動時，在電場中的電勢能一定減小 d在電場中運(yùn)動時，動能一定減小8、（北京市西城區(qū)2009年抽樣測試）abbceo如圖9-4-17，空間存在水平向左的勻強(qiáng)電場和垂直紙面向里的勻強(qiáng)

26、磁場，電場和磁場相互垂直。在電磁場區(qū)域中，有一個豎直放置的光滑絕緣圓環(huán)，環(huán)上套有一個帶正電的小球。o點(diǎn)為圓環(huán)的圓心，a、b、c為圓環(huán)上的三個點(diǎn)，a點(diǎn)為最高點(diǎn)，c點(diǎn)為最低點(diǎn)，ob沿水平方向。已知小球所受電場力與重力大小相等?，F(xiàn)將小球從環(huán)的頂端a點(diǎn)由靜止釋放。下列判斷正確的是9-4-17a當(dāng)小球運(yùn)動的弧長為圓周長的1/4時，洛侖茲力最大b當(dāng)小球運(yùn)動的弧長為圓周長的1/2時，洛侖茲力最大c小球從a點(diǎn)到b點(diǎn)，重力勢能減小，電勢能增大d小球從b點(diǎn)運(yùn)動到c點(diǎn)，電勢能增大，動能先增大后減小圖9-4-189、某空間存在著如圖9-4-18所示的水平方向的勻強(qiáng)磁場，a、b兩個物塊疊放在一起，并置于光滑的絕緣水平地

27、面上物塊a帶正電，物塊b為不帶電的絕緣塊水平恒力f作用在物塊b上，使a、b一起由靜止開始向左運(yùn)動在a、b一起向左運(yùn)動的過程中，以下關(guān)于a、b受力的說法中正確的是（ ）aa對b的壓力變小 bb對a的摩擦力保持不變ca對b的摩擦力變大db對地面的壓力保持不變圖9-4-1910、一個帶電液滴從距正交的勻強(qiáng)磁場和勻強(qiáng)電場的區(qū)域上邊緣h高處自由下落，進(jìn)入該復(fù)合場，并做勻速圓周運(yùn)動，方向如圖9-4-19所示已知電場強(qiáng)度為e，磁感應(yīng)強(qiáng)度為b，磁場方向?yàn)樗较蛲?，則液滴的電性是_電，電場方向?yàn)開圓周的半徑為_11、如圖9-4-20所示，所以o為圓心，r為半徑的圓形區(qū)域內(nèi)，有一個水平方向的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大

28、小為b，方向垂直于紙面向外；豎直平行放置的極板a、k相距為d，ak之間的電壓可以調(diào)節(jié)，s1、s2為a、k極板上的兩個小孔，且s1、s2和o三點(diǎn)在垂直于極板的同一直線上，os2 = r；質(zhì)量為m、電量為q的正離子從s1進(jìn)入電場后，自s2射出并進(jìn)入磁場區(qū)域，不計重力和離子進(jìn)入電場時的初速度，問： （1）為使正離子射出磁場時的速度的方向與進(jìn)入時重直，a、k之間的電壓應(yīng)為多大？9-4-20 （2）粒子在磁場中的運(yùn)動時間多長？12、（蘇北四市高三第三次調(diào)研）如圖9-4-21所示，k與虛線mn之間是加速電場，虛線mn與pq之間是勻強(qiáng)電場，虛線pq與熒光屏之間是勻強(qiáng)磁場，且mn、pq與熒光屏三者互相平行，電

29、場和磁場的方向如圖所示，圖中a點(diǎn)與o點(diǎn)的連線垂直于熒光屏.一帶正電的粒子從a點(diǎn)離開加速電場，速度方向垂直于偏轉(zhuǎn)電場方向射入偏轉(zhuǎn)電場，在離開偏轉(zhuǎn)電場后進(jìn)入勻強(qiáng)磁場，最后恰好垂直地打在熒光屏上.已知電場和磁場區(qū)域在豎直方向足夠長，加速電場電壓與偏轉(zhuǎn)電場的場強(qiáng)關(guān)系為u=ed，式中的d是偏轉(zhuǎn)電場的寬度，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度b與偏轉(zhuǎn)電場的電場強(qiáng)度e和帶電粒子離開加速電場的速度v0關(guān)系符合表達(dá)式v0=若題中只有偏轉(zhuǎn)電場的寬度d為已知量，則（1）畫出帶電粒子軌跡示意圖；（2）磁場的寬度l為多少？（3）帶電粒子在電場和磁場中垂直于v0方向的偏轉(zhuǎn)距離分別是多少？9-4-2113、（徐州市六縣一區(qū)08摸底考試）如圖9

30、-4-22所示，在y軸的右方有一磁感應(yīng)強(qiáng)度為b的方向垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場，在x軸的下方有一場強(qiáng)為e的方向平行x軸向右的勻強(qiáng)電場。有一鉛板放置在y軸處，且與紙面垂直?，F(xiàn)有一質(zhì)量為m、電荷量為q的粒子由靜止經(jīng)過加速電壓為u的電場加速，然后以垂直于鉛板的方向從a處沿直線穿過鉛板，而后從x軸上的d處以與x軸正向夾角為60的方向進(jìn)入電場和磁場疊加的區(qū)域，最后到達(dá)y軸上的c點(diǎn)。已知od長為l，求：（1）粒子經(jīng)過鉛板時損失了多少動能？（2）粒子到達(dá)c點(diǎn)時的速度多大？9-4-22b 能力提升14、空間存在一勻強(qiáng)磁場b，其方向垂直紙面向里，另有一個點(diǎn)電荷+q的電場，如圖9-4-23所示.一帶電粒子-q以初速度

31、v0從某處垂直電場、磁場入射，初位置到點(diǎn)電荷的距離為r，則粒子在電、磁場中的運(yùn)動軌跡可能為（ ） a以點(diǎn)電荷+q為圓心，以r為半徑的在紙平面內(nèi)的圓周 b開始階段在紙面內(nèi)向右偏的曲線 c開始階段在紙面內(nèi)向左偏的曲線9-4-23 d沿初速度v0方向的直線15、如圖9-4-24所示，在沿水平方向向里的勻強(qiáng)磁場中，帶電小球a與b處在同一條豎直線上，其中小球b帶正電荷并被固定，小球a與一水平放置的光滑絕緣板c接觸而處于靜止?fàn)顟B(tài)若將絕緣板c沿水平方向抽去后，以下說法正確的是（ ） a小球a仍可能處于靜止?fàn)顟B(tài) b小球a將可能沿軌跡1運(yùn)動 c小球a將可能沿軌跡2運(yùn)動9-4-24 d小球a將可能沿軌跡3運(yùn)動16

32、、如圖9-4-25所示，一束質(zhì)量、速度和電量不同的正離子垂直射入勻強(qiáng)磁場和勻強(qiáng)電場正交的區(qū)域里，結(jié)果發(fā)現(xiàn)有些離子保持原來的運(yùn)動方向，未發(fā)生任何偏轉(zhuǎn) 如果讓這些不發(fā)生偏轉(zhuǎn)的離子進(jìn)入另一勻強(qiáng)磁場中，發(fā)現(xiàn)這些離子又分裂成幾束，對這些進(jìn)入后一磁場的離子，可得出結(jié)論（ ） a它們的動能一定各不相同 b它們的電量一定各不相同 c它們的質(zhì)量一定各不相同 d它們的電量與質(zhì)量之比一定各不相同9-4-2517、如圖9-4-26所示，一帶電粒子以水平初速度v0(v0)先后進(jìn)入方向互相垂直的勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場區(qū)域，已知電場方向豎直向下，兩個區(qū)域的寬度相同且緊鄰在一起.在帶電粒子穿過電場和磁場的過程中（其所受重力忽略不

33、計），電場和磁場對粒子所做的總功為w1；若把電場和磁場正交重疊，如圖乙所示，粒子仍以初速度v0穿過重疊場區(qū)，在帶電粒子穿過電場和磁場的過程中，電場和磁場對粒子所做的總功為w2.比較w1和w2，有（ ）9-4-26a.一定是w1w2 b.一定是w1=w2c.一定是w1w2 d.可能是w1w2,也可能是w1w218、(2009山東濰坊重點(diǎn)中學(xué)高三質(zhì)量檢測)為監(jiān)測某化工廠的污水排放量，技術(shù)人員在該廠的排污管末端安裝了如圖所示9-4-27的流量計.該裝置由絕緣材料制成，長、寬、高分別為a、b、c，左右兩端開口.在垂直于上下底面方向加磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為b的勻強(qiáng)磁場，在前后兩個內(nèi)側(cè)面分別固定有金屬板作為電極

34、.污水充滿管口從左向右流經(jīng)該裝置時，電壓表將顯示兩個電極間的電壓u.若用q表示污水流量（單位時間內(nèi)排出的污水體積），下列說法中正確的是（ ） a若污水中正離子較多，則前表面比后表面電勢高9-4-27 b若污水中負(fù)離子較多，則前表面比后表面電勢高 c污水中離子濃度越高，電壓表的示數(shù)將越大 d污水流量q與u成正比，與a、b無關(guān)19、如圖9-4-28所示，一帶正電小球穿在一根絕緣的粗糙直桿上，桿與水平方向成角，整個空間存在著豎直向上的勻強(qiáng)電場和垂直于桿方向斜向上的勻強(qiáng)磁場，小球沿桿向下運(yùn)動，在a點(diǎn)時的動能為100 j，在c點(diǎn)時動能減為零，b為ac的中點(diǎn)，在運(yùn)動過程中（ ）9-4-28a.小球在b點(diǎn)時

35、的動能為50 jb.小球電勢能的增加量等于重力勢能的減少量c.小球在ab段克服摩擦力做的功與在bc段克服摩擦力做的功相等d.到達(dá)c點(diǎn)后小球可能沿桿向上運(yùn)動9-4-2920、空間中存在著水平方向的勻強(qiáng)磁場，磁場的方向如圖9-4-29所示，即垂直紙面向里同時也存在著水平方向的勻強(qiáng)電場，一帶電油滴沿一條與豎直方向成角的直線mn運(yùn)動，可判斷下列說法正確的是：( )a如果油滴帶正電，它是從m點(diǎn)運(yùn)動到n點(diǎn)b粒子的運(yùn)動必定是勻速運(yùn)動c如果水平電場方向向左，油滴是從n點(diǎn)運(yùn)動到m點(diǎn)d如果水平電場方向向右，油滴是由m點(diǎn)運(yùn)動到n點(diǎn)9-4-3021、如圖9-4-30所示，空間有一垂直紙面向外的磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.5t的勻

36、強(qiáng)磁場，一質(zhì)量為0.2kg且足夠長的絕緣木板靜止在光滑水平面上，在木板左端無初速放置一質(zhì)量為0.1kg、電荷量q=+0.2c的滑塊，滑塊與絕緣木板之間的動摩擦因數(shù)為0.5，滑塊受到的最大靜摩擦力可認(rèn)為等于滑動摩擦力現(xiàn)對木板施加方向水平向左，大小為0.6n的恒力，g取10m/s2則（ ）a木板和滑塊一直做加速度為2 m/s2的勻加速運(yùn)動b滑塊開始做勻加速運(yùn)動，然后做加速度減小的加速運(yùn)動，最后做勻速直線運(yùn)動c最終木板做加速度為2 m/s2的勻加速運(yùn)動，滑塊做速度為10m/s的勻速運(yùn)動d最終木板做加速度為3 m/s2的勻加速運(yùn)動，滑塊做速度為10m/s的勻速運(yùn)動e b22、一個帶電微粒在圖9-4-3

37、1中的正交勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場中在豎直面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動。則該帶電微粒必然帶_，旋轉(zhuǎn)方向?yàn)開。若已知圓半徑為r，電場強(qiáng)度為e磁感應(yīng)強(qiáng)度為b，則線速度為_。9-4-3123、（溫州市十校聯(lián)合體2008屆期中聯(lián)考）如圖9-4-32所示，某一空間分布著有理想邊界的勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場。左側(cè)勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)大小為e、方向水平向右，電場寬度為l；中間區(qū)域勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為b，方向垂直紙面向外。右側(cè)區(qū)域勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小也為b，方向垂直紙面向里，其右邊界可向右邊無限延伸。一個質(zhì)量為m、電量為q、不計重力的帶正電的粒子從電場的左邊緣的o點(diǎn)由靜止開始運(yùn)動，穿過中間磁場區(qū)域進(jìn)入右側(cè)磁場區(qū)域后，又回到o點(diǎn)，然后重復(fù)上述運(yùn)動過程。求：（1）帶電粒子在磁場中的軌道半徑（2）