高二物理教科版選修3-1學(xué)案：第三章 學(xué)案6 習(xí)題課：帶電粒子在磁場(chǎng)或電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng) Word版含解析

1、學(xué)案6習(xí)題課：帶電粒子在磁場(chǎng)或電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)1帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)：(1)當(dāng)帶電粒子(不計(jì)重力)的速度方向與磁場(chǎng)方向平行時(shí)，帶電粒子所受洛倫茲力F洛0，粒子做勻速直線運(yùn)動(dòng)(2)當(dāng)帶電粒子(不計(jì)重力)的速度方向與磁場(chǎng)方向垂直時(shí)，帶電粒子所受洛倫茲力F洛qvB，粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，半徑為r，周期為T.2分析帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)問題的關(guān)鍵是確定圓心和半徑(1)圓心的確定：入、出方向垂線的交點(diǎn)；入或出方向垂線與弦的中垂線的交點(diǎn)圖1(2)半徑的確定：利用幾何知識(shí)解直角三角形做題時(shí)一定要作好輔助線，由圓的半徑和其他幾何邊構(gòu)成直角三角形注意圓心角等于粒子速度轉(zhuǎn)過的偏向角，且

2、等于弦切角的2倍，如圖1所示，即2.3帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)：(1)帶電粒子沿與電場(chǎng)線平行的方向進(jìn)入勻強(qiáng)電場(chǎng)時(shí)，粒子做勻變速直線運(yùn)動(dòng)(2)帶電粒子沿垂直于電場(chǎng)方向進(jìn)入勻強(qiáng)電場(chǎng)時(shí)，粒子做類平拋運(yùn)動(dòng)一、帶電粒子在有界磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)1解決帶電粒子在有界磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)問題的方法可總結(jié)為：(1)畫軌跡(草圖)；(2)定圓心；(3)幾何方法求半徑2幾個(gè)有用的結(jié)論：(1)粒子進(jìn)入單邊磁場(chǎng)時(shí)，進(jìn)、出磁場(chǎng)具有對(duì)稱性，如圖2(a)、(b)、(c)所示圖2(2) 在圓形磁場(chǎng)區(qū)域內(nèi)，沿徑向射入的粒子，必沿徑向射出，如圖(d)所示(3)當(dāng)速率一定時(shí)，粒子運(yùn)動(dòng)的弧長(zhǎng)越長(zhǎng)，圓心角越大，運(yùn)動(dòng)時(shí)間越長(zhǎng)例1在以坐標(biāo)原點(diǎn)O為圓心

3、、半徑為r的圓形區(qū)域內(nèi)，存在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，如圖3所示一個(gè)不計(jì)重力的帶電粒子從磁場(chǎng)邊界與x軸的交點(diǎn)A處以速度v沿x方向射入磁場(chǎng)，它恰好從磁場(chǎng)邊界與y軸的交點(diǎn)C處沿y方向飛出圖3(1)請(qǐng)判斷該粒子帶何種電荷，并求出其荷質(zhì)比；(2)若磁場(chǎng)的方向和所在空間范圍不變，而磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小變?yōu)锽，該粒子仍從A處以相同的速度射入磁場(chǎng)，但飛出磁場(chǎng)時(shí)的速度方向相對(duì)于入射方向改變了60°角，求磁感應(yīng)強(qiáng)度B多大？此次粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)所用時(shí)間t是多少？解析(1)由粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡(如圖)，利用左手定則可知，該粒子帶負(fù)電荷粒子由A點(diǎn)射入，由C點(diǎn)飛出，其速度方向改變了90

4、6;，則粒子軌跡半徑Rr，又qvBm，則粒子的荷質(zhì)比.(2)設(shè)粒子從D點(diǎn)飛出磁場(chǎng)，速度方向改變了60°角，故AD弧所對(duì)圓心角為60°，粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑Rrcot 30° r，又R，所以BB，粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)所用時(shí)間tT×.答案(1)負(fù)電荷(2)B二、帶電粒子在有界磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的臨界問題帶電粒子剛好穿出或剛好不穿出磁場(chǎng)的條件是帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌跡與邊界相切這類題目中往往含有“最大”、“最高”、“至少”、“恰好”等詞語(yǔ)，其最終的求解一般涉及極植，但關(guān)鍵是從軌跡入手找準(zhǔn)臨界狀態(tài)(1)當(dāng)粒子的入射方向不變而速度大小可變時(shí)，由于半徑不確定，可從軌跡圓的縮放

5、中發(fā)現(xiàn)臨界點(diǎn)(2)當(dāng)粒子的入射速度大小確定而方向不確定時(shí)，軌跡圓大小不變，只是位置繞入射點(diǎn)發(fā)生了旋轉(zhuǎn)，可從定圓的動(dòng)態(tài)旋轉(zhuǎn)中發(fā)現(xiàn)臨界點(diǎn)例2真空區(qū)域有寬度為L(zhǎng)、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向如圖4所示，MN、PQ是磁場(chǎng)的邊界質(zhì)量為m、電荷量為q的粒子沿著與MN夾角為30°的方向垂直射入磁場(chǎng)中，粒子剛好沒能從PQ邊界射出磁場(chǎng)(不計(jì)粒子重力的影響)，求粒子射入磁場(chǎng)的速度大小及在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間圖4解析粒子剛好沒能從PQ邊界射出磁場(chǎng)，設(shè)軌跡半徑為r，則粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示，Lrrcos ，軌跡半徑r.由半徑公式r得：v；由幾何知識(shí)可看出，軌跡所對(duì)圓心角為300°，則運(yùn)動(dòng)時(shí)間tT

6、 T，周期公式T，所以t.答案三、帶電粒子在電場(chǎng)或組合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)1電荷在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)一般有兩種情況直線運(yùn)動(dòng)和圓周運(yùn)動(dòng)(1)電荷在靜電力、重力和洛倫茲力共同作用下做直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，一定是做勻速直線運(yùn)動(dòng)(2)電荷在上述復(fù)合場(chǎng)中如果做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，只能是除洛倫茲力以外的所有恒力的合力為零才能實(shí)現(xiàn)2分析電荷在電場(chǎng)和磁場(chǎng)組合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)，通常按時(shí)間的先后順序分成若干個(gè)小過程來(lái)進(jìn)行處理，在每一運(yùn)動(dòng)過程中都從粒子的受力分析著手，分析粒子在電場(chǎng)中做什么運(yùn)動(dòng)，在磁場(chǎng)中做什么運(yùn)動(dòng)例3一帶電微粒在如圖5所示的正交勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的豎直平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，求：圖5(1)該帶電微粒的電性？(2)該帶電微粒的旋轉(zhuǎn)方向？

7、(3)若已知圓的半徑為r，電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為E，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B，重力加速度為g，則線速度為多大？解析(1)帶電粒子在重力場(chǎng)、勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，可知，帶電微粒受到的重力和電場(chǎng)力是一對(duì)平衡力，重力豎直向下，所以電場(chǎng)力豎直向上，與電場(chǎng)方向相反，故可知帶電微粒帶負(fù)電荷(2)磁場(chǎng)方向向外，洛倫茲力的方向始終指向圓心，由左手定則可判斷粒子的旋轉(zhuǎn)方向?yàn)槟鏁r(shí)針(四指所指的方向與帶負(fù)電的粒子的運(yùn)動(dòng)方向相反)(3)由微粒做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，得知電場(chǎng)力和重力大小相等，得： mgqE帶電微粒在洛倫茲力的作用下做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為：r聯(lián)立得：v答案(1)負(fù)電荷(2)逆時(shí)針(3)例4如圖6所示，在x軸

8、上方有垂直于xOy平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B；在x軸下方有沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)為E.一質(zhì)量為m、電荷量為q的粒子從坐標(biāo)原點(diǎn)沿著y軸正方向射出，射出之后，第三次到達(dá)x軸時(shí)，它與點(diǎn)O的距離為L(zhǎng)，求此粒子射出時(shí)的速度v的大小和運(yùn)動(dòng)的總路程s(重力不計(jì))圖6解析粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)為勻速圓周運(yùn)動(dòng)，在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)為勻變速直線運(yùn)動(dòng)畫出粒子運(yùn)動(dòng)的過程草圖根據(jù)圖可知粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)半個(gè)周期后第一次通過x軸進(jìn)入電場(chǎng)，做勻減速直線運(yùn)動(dòng)至速度為零，再反方向做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，以原來(lái)的速度大小反方向進(jìn)入磁場(chǎng)，即第二次進(jìn)入磁場(chǎng)，接著粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)，半個(gè)周期后第三次通過x軸由圖可知，R在磁場(chǎng)中：F洛F

9、向，有qvBm由解得：v在電場(chǎng)中：設(shè)粒子在電場(chǎng)中的最大位移是l根據(jù)動(dòng)能定理Eqlmv2l第三次到達(dá)x軸時(shí)，粒子運(yùn)動(dòng)的總路程為一個(gè)圓周和兩個(gè)電場(chǎng)最大位移的長(zhǎng)度的和s2R2l答案1. (帶電粒子在有界磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng))如圖7所示，半徑為r的圓形空間內(nèi)，存在著垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，一個(gè)帶電粒子(不計(jì)重力)，從A點(diǎn)以速度v0垂直磁場(chǎng)方向射入磁場(chǎng)中，并從B點(diǎn)射出，AOB120°，則該帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為()圖7A2r/3v0B2 r/3v0Cr/3v0D.r/3v0答案D解析帶電粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，由幾何關(guān)系可求出圓心角和半徑，則可求得粒子轉(zhuǎn)過的弧長(zhǎng)，由線速度的定義可求得運(yùn)動(dòng)的

10、時(shí)間由題意可知，粒子轉(zhuǎn)過的圓心角為60°，Rr，轉(zhuǎn)過的弧長(zhǎng)為l×2Rr，則運(yùn)動(dòng)所用時(shí)間t；故選D.2. (帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng))如圖8所示，左右邊界分別為PP、QQ的勻強(qiáng)磁場(chǎng)的寬度為d，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直紙面向里一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為q的微觀粒子，沿圖示方向以速度v0垂直射入磁場(chǎng)欲使粒子不能從邊界QQ射出，則粒子入射速度v0的最大值可能是()圖8A. B.C. D.答案BC解析粒子射入磁場(chǎng)后做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，由R知，粒子的入射速度v0越大，R越大，當(dāng)粒子的徑跡和邊界QQ相切時(shí)，粒子剛好不從QQ射出，此時(shí)其入射速度v0應(yīng)為最大若粒子帶正電，其運(yùn)動(dòng)軌跡如圖(a)所示(

11、此時(shí)圓心為O點(diǎn))，容易看出R1sin 45°dR1，將R1代入上式得v0，B項(xiàng)正確若粒子帶負(fù)電，其運(yùn)動(dòng)軌跡如圖(b)所示(此時(shí)圓心為O點(diǎn))，容易看出R2R2cos 45°d，將R2代入上式得v0，C項(xiàng)正確3. (帶電粒子在組合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng))如圖9所示，第象限中存在豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)，在x軸的下方L處存在一個(gè)垂直紙面向外的單邊界勻強(qiáng)磁場(chǎng)今有一個(gè)電荷量為q、質(zhì)量為m的粒子(不計(jì)重力)從A點(diǎn)(L，)處以速度v0水平射入電場(chǎng)，恰好從坐標(biāo)原點(diǎn)O處飛出，運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間之后進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)，并在磁場(chǎng)中經(jīng)過P點(diǎn)(0，L)求：圖9(1)勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度的大?。?2)勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大??；(3

12、)粒子從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)的時(shí)間答案(1)(2)(3)解析(1)電場(chǎng)中，粒子做類平拋運(yùn)動(dòng)水平方向：Lv0t豎直方向：at2且a聯(lián)立得：E(2)飛出電場(chǎng)瞬間豎直速度vyatv0，vv0tan 1，則45°粒子以45°進(jìn)入磁場(chǎng)，軌跡如圖所示由幾何關(guān)系可得：RL因qvB，得B.(3)由(1)可知粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間：t1出電場(chǎng)運(yùn)動(dòng)到磁場(chǎng)做勻速直線運(yùn)動(dòng)用時(shí)：t2L磁場(chǎng)中用時(shí)：t3T總用時(shí)：tt1t2t3.題組一帶電粒子在有界磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)1.如圖1所示，在一矩形區(qū)域內(nèi)，不加磁場(chǎng)時(shí)，不計(jì)重力的帶電粒子以某一初速度垂直左邊界射入，穿過此區(qū)域的時(shí)間為t.若加上磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、水平向外的勻強(qiáng)磁

13、場(chǎng)，帶電粒子仍以原來(lái)的初速度入射，粒子飛出時(shí)偏離原方向60°角，利用以上數(shù)據(jù)可求出下列物理量中的()圖1A帶電粒子的荷質(zhì)比B帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的周期C帶電粒子的初速度D帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)所對(duì)應(yīng)的圓心角答案ABD解析由帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的偏向角，可知帶電粒子運(yùn)動(dòng)軌跡所對(duì)的圓心角為60°，因此由幾何關(guān)系得lRsin 60°，又由Bqv0m得R，故lsin 60°，又未加磁場(chǎng)時(shí)有l(wèi)v0t，所以可求得荷質(zhì)比，故A、D正確；根據(jù)周期公式T可得帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的周期T·，故B正確；由于半徑未知，所以初速度無(wú)法求出，C錯(cuò)誤2.如圖2所示，圓形區(qū)域內(nèi)

14、有垂直紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，三個(gè)質(zhì)量和電荷量都相同的帶電粒子a、b、c，以不同的速率對(duì)準(zhǔn)圓心O沿著AO方向射入磁場(chǎng)，其運(yùn)動(dòng)軌跡如圖若帶電粒子只受磁場(chǎng)力的作用，則下列說法正確的是()圖2Aa粒子動(dòng)能最大Bc粒子速率最大Cb粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間最長(zhǎng)D它們做圓周運(yùn)動(dòng)的周期Ta<Tb<Tc答案B解析三個(gè)質(zhì)量和電荷量都相同的帶電粒子，以不同的速率垂直進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，則運(yùn)動(dòng)半徑的不同，導(dǎo)致運(yùn)動(dòng)軌跡也不同因此運(yùn)動(dòng)軌跡對(duì)應(yīng)的半徑越大，則粒子的速率也越大而運(yùn)動(dòng)周期相同，運(yùn)動(dòng)時(shí)間由圓弧對(duì)應(yīng)的圓心角決定粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，故洛倫茲力提供向心力，則有Bqvm，R.由于帶電粒子的q、m均相同，所以R與v成

15、正比，因此軌跡圓弧半徑越大，則運(yùn)動(dòng)速率越大，由題圖知c粒子速率最大，A錯(cuò)誤，B正確粒子運(yùn)動(dòng)周期為T，由于帶電粒子的q、m均相同，所以周期相同，則軌跡圓弧對(duì)應(yīng)的圓心角越大，則運(yùn)動(dòng)時(shí)間越長(zhǎng)，由題圖知a粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間最長(zhǎng)，故ta>tb>tc，C、D錯(cuò)誤，故選B.3如圖3所示，兩個(gè)橫截面分別為圓形和正方形的區(qū)域內(nèi)有磁感應(yīng)強(qiáng)度相同的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，圓的直徑和正方形的邊長(zhǎng)相等，兩個(gè)電子分別以相同的速度分別飛入兩個(gè)磁場(chǎng)區(qū)域，速度方向均與磁場(chǎng)方向垂直，進(jìn)入圓形磁場(chǎng)的電子初速度方向?qū)?zhǔn)圓心；進(jìn)入正方形磁場(chǎng)的電子初速度方向垂直于邊界，從中點(diǎn)進(jìn)入則下面判斷正確的是()圖3A兩電子在兩磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，其半

16、徑一定相同B兩電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間有可能相同C進(jìn)入圓形磁場(chǎng)區(qū)域的電子可能先飛離磁場(chǎng)D進(jìn)入圓形磁場(chǎng)區(qū)域的電子可能后飛離磁場(chǎng)答案ABC解析電子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，洛倫茲力提供向心力：qvBm，整理得R，兩過程電子速度v相同，所以半徑相同，故A正確電子從O點(diǎn)水平進(jìn)入磁場(chǎng)，由于它們進(jìn)入圓形磁場(chǎng)和矩形磁場(chǎng)的軌道半徑、速度是相同的，我們把圓形磁場(chǎng)和矩形磁場(chǎng)的邊界放到同一位置如圖所示，由圖可以看出進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域的電子的軌跡1，先出圓形磁場(chǎng)，再出矩形磁場(chǎng)；進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域的電子的軌跡2，同時(shí)從圓形與矩形磁場(chǎng)的邊界出磁場(chǎng)；進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域的電子的軌跡3，先出圓形磁場(chǎng)，再出矩形磁場(chǎng)，所以電子不會(huì)先出矩形磁場(chǎng)，即進(jìn)入圓

17、形區(qū)域的電子一定不會(huì)后飛離磁場(chǎng)，B、C正確，D錯(cuò)誤4.如圖4所示為一圓形區(qū)域的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，在O點(diǎn)處有一放射源，沿半徑方向射出速率為v的不同帶電粒子，其中帶電粒子1從A點(diǎn)飛出磁場(chǎng)，帶電粒子2從B點(diǎn)飛出磁場(chǎng)，不考慮帶電粒子的重力則()圖4A帶電粒子1的荷質(zhì)比與帶電粒子2的荷質(zhì)比比值為31B帶電粒子1的荷質(zhì)比與帶電粒子2的荷質(zhì)比比值為1C帶電粒子1與帶電粒子2在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間比值為21D帶電粒子1與帶電粒子2在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間比值為12答案A解析根據(jù)題圖中幾何關(guān)系，tan 60°R/r1，tan 30°R/r2，帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，r，聯(lián)立解得帶電粒子1的荷質(zhì)比與帶電粒子2的荷

18、質(zhì)比比值為31，選項(xiàng)A正確，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；帶電粒子1與帶電粒子2在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間比值為223，選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤題組二帶電粒子在有界磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的臨界問題5.如圖5所示，荷質(zhì)比為e/m的電子垂直射入寬度為d、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，則電子能從右邊界射出這個(gè)區(qū)域，至少應(yīng)具有的初速度大小為()圖5A2eBd/mBeBd/mCeBd/2mD.eBd/m答案B解析要使電子能從右邊界射出這個(gè)區(qū)域，則有Rd，根據(jù)洛倫茲力提供向心力，可得Rd，則至少應(yīng)具有的初速度大小為v，B正確6.如圖6所示，在邊長(zhǎng)為2a的正三角形區(qū)域內(nèi)存在方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為q的帶電粒子(重力不計(jì))從AB邊

19、的中點(diǎn)O以速度v進(jìn)入磁場(chǎng)，粒子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度方向垂直于磁場(chǎng)且與AB邊的夾角為60°，若要使粒子能從AC邊穿出磁場(chǎng)，則勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小需滿足()圖6AB> BB<CB> DB<答案B解析粒子剛好達(dá)到C點(diǎn)時(shí)，其運(yùn)動(dòng)軌跡與AC相切，如圖所示，則粒子運(yùn)動(dòng)的半徑為r0acot 30°.由r得，粒子要能從AC邊射出，粒子運(yùn)動(dòng)的半徑r>r0，解得B<，選項(xiàng)B正確題組三帶電粒子在混合場(chǎng)或組合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)7.如圖7所示，在xOy平面內(nèi)，勻強(qiáng)電場(chǎng)的方向沿x軸正向，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的方向垂直于xOy平面向里一電子在xOy平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí)，速度方向保持不變則電子的

20、運(yùn)動(dòng)方向沿()圖7Ax軸正向Bx軸負(fù)向Cy軸正向Dy軸負(fù)向答案C解析電子受電場(chǎng)力方向一定水平向左，所以需要受向右的洛倫茲力才能做勻速運(yùn)動(dòng)，根據(jù)左手定則進(jìn)行判斷可得電子應(yīng)沿y軸正向運(yùn)動(dòng)8如圖8所示，A板發(fā)出的電子(重力不計(jì))經(jīng)加速后，水平射入水平放置的兩平行金屬板M、N間，M、N之間有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，電子通過磁場(chǎng)后最終打在熒光屏P上，關(guān)于電子的運(yùn)動(dòng)，下列說法中正確的是()圖8A當(dāng)滑動(dòng)觸頭向右移動(dòng)時(shí)，電子打在熒光屏的位置上升B當(dāng)滑動(dòng)觸頭向右移動(dòng)時(shí)，電子通過磁場(chǎng)區(qū)域所用時(shí)間不變C若磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度增大，則電子打在熒光屏上的速度大小不變D若磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度增大，則電子打在熒光屏上的速度變大答案

21、AC解析當(dāng)滑動(dòng)觸頭向右移動(dòng)時(shí)，電場(chǎng)的加速電壓增大，加速后電子動(dòng)能增大，進(jìn)入磁場(chǎng)的初速度增大，向下偏轉(zhuǎn)程度變小，位置上升，選項(xiàng)A正確由于在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)對(duì)應(yīng)的圓心角變小，運(yùn)動(dòng)時(shí)間變短，選項(xiàng)B錯(cuò)誤電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)速度大小不變，選項(xiàng)C正確，D錯(cuò)誤9.如圖9所示，兩塊水平放置、相距為d的長(zhǎng)金屬板接在電壓可調(diào)的電源上兩板之間的右側(cè)區(qū)域存在方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)將噴墨打印機(jī)的噴口靠近上板下表面，從噴口連續(xù)不斷地噴出質(zhì)量均為m、水平速度均為v0、帶相等電荷量的墨滴調(diào)節(jié)電源電壓至U，墨滴在電場(chǎng)區(qū)域恰能水平向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)；進(jìn)入電場(chǎng)、磁場(chǎng)共存區(qū)域后，最終垂直打在下板的M點(diǎn)圖9(1)判斷墨滴所帶電荷的種類，并求

22、其電荷量；(2)求磁感應(yīng)強(qiáng)度B的值；(3)現(xiàn)保持噴口方向不變，使其豎直下移到兩板中間的位置為了使墨滴仍能到達(dá)下板M點(diǎn)，應(yīng)將磁感應(yīng)強(qiáng)度調(diào)至B，則B的大小為多少？答案(1)負(fù)電荷(2)(3)解析(1)墨滴在電場(chǎng)區(qū)域做勻速直線運(yùn)動(dòng)，有qmg由式得：q由于電場(chǎng)方向向下，電荷所受電場(chǎng)力向上，可知：墨滴帶負(fù)電荷(2)墨滴垂直進(jìn)入電場(chǎng)、磁場(chǎng)共存區(qū)域后，重力仍與電場(chǎng)力平衡，合力等于洛倫茲力，墨滴做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，有qv0Bm考慮墨滴進(jìn)入電場(chǎng)、磁場(chǎng)共存區(qū)域和下板的幾何關(guān)系，可知墨滴在該區(qū)域恰完成四分之一圓周運(yùn)動(dòng)，則半徑Rd由式得B(3)根據(jù)題設(shè)，墨滴運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示，設(shè)墨滴做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為R，有qv0Bm由圖可

23、得：R2d2(R)2由式得：Rd聯(lián)立式可得：B.10.如圖10所示，有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B2×103 T；磁場(chǎng)右邊是寬度L0.2 m、場(chǎng)強(qiáng)E40 V/m、方向向左的勻強(qiáng)電場(chǎng)一帶電粒子電荷量為q3.2×1019 C的負(fù)電荷，質(zhì)量m6.4×1027 kg，以v4×104 m/s的速度沿OO垂直射入磁場(chǎng)，在磁場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)后進(jìn)入右側(cè)的電場(chǎng)，最后從電場(chǎng)右邊界射出求：圖10(1)大致畫出帶電粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡(畫在題圖上)；(2)帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌道半徑；(3)帶電粒子飛出電場(chǎng)時(shí)的動(dòng)能答案(1)見解析圖(2)0.4 m(3)7.68×1018 J解析(1)運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示(2)帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，由牛頓第二定律有qvBmR m0.4 m(3)EkEqLmv240×3.2×1019×0.2 J×6.4×1027×(4×104)2 J7.68×1018 J11.在平面直角坐標(biāo)系xOy中，第象限存在沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，