帶電粒子在復(fù)合場中的運動高考題

1、本文檔如對你有幫助，請幫忙下載支持!1.如圖所示，水平地面上有一輛固定有豎直光滑絕緣管的小車，管的底部有一質(zhì)量 m=0.2g、電荷量q=8X10-5C的小球，小球的直徑比管的內(nèi)徑略小。在管口所在水平面MN的下方存在著垂直紙面向里、 磁感應(yīng)強度B產(chǎn)15T的勻強磁場，MN 面的上方還存在著豎直向上、 場強E=25V/m的勻強電場和垂 直紙面向外、磁感應(yīng)強度 B2=5T的勻強磁場?，F(xiàn)讓小車始終 保持v=2m/s的速度勻速向右運動，以帶電小球剛經(jīng)過場的邊 界PQ為計時的起點，測得小球?qū)軅?cè)壁的彈力 Fn隨高度h 變化的關(guān)系如圖所示。g取10m/s2,不計空氣阻力。求：(1)小球剛進入磁場 Bi時的加速

2、度大小 a(2)絕緣管的長度L(3)小球離開管后再次經(jīng)過水平面MN時距管口的距離2.如圖相三 10-3、目距2L的AB、CD，亙線間的區(qū)域 * I e | * II *2.4Ei的場大小不同、方向方面豎直向卞,的有界勻強電場住其平x xpT上篇的電場xxxxxxxxxPT下方用電皎Eo聲倒旗方卬豎直向上，在電場左邊界：AB、上寬為.L的PQ區(qū)域內(nèi)，連續(xù)分布著電量為+ q、質(zhì)量為m的粒子。從某時刻起由 Q到P點間的帶電粒子，依次以相同的初速度 vo沿水平方向垂直射入勻 強電場Eo中，若從Q點射入的粒子，通過PT上的某點R進 入勻強電場Ei后從CD邊上的M點水平射由，其軌跡如圖， 若MT兩點的距離

3、為L/2。不計粒子的重力及它們間的相互作用。試求:(1)電場強度Eo與Ei,(2)在PQ間還有許多水平射入電場的粒子通過電場后也能垂直CD邊水平射由，這些入射點到 P點的距離有什么規(guī)律？(3)有一邊 由光滑絕緣 正方形容器， 正中央開有將其置于CD 從Q點射入的粒子經(jīng) AB、CD間的電場從S孔水平射入容器中o欲使粒子在容器中與器壁多次垂直碰撞后仍能從S孔射由(粒子與絕緣壁碰撞時無能量和電量損失)，并返回Q點，在容器中現(xiàn)加上一個如圖所示的勻強磁場，粒子運動的半徑 小于a,磁感應(yīng)強度B的大小還應(yīng)滿足什么條件？3.如圖所示，真空室內(nèi)存在寬度為d=8cm的勻強磁場區(qū)域，磁感應(yīng)強度 B=0.332T,磁

4、場方向垂直于紙面向里，ab、cd足夠長，cd為厚度不計的金箔，金箔右側(cè)有一勻強電場區(qū)域， 電場強度E=3.32M05N/C,方向與金箔成 37°角.緊挨邊界ab 放一點狀a粒子放射源S,可沿紙面向各個方向均勻放射初 速率相同的 a粒子，已知：a粒子的質(zhì)量 m=6.64M0-27kg, 電荷量 q = 3.2 10-19C,初速度 v = 3.2 i06m/so (sin37 = 0.6,cos37 = 0.8)求：(1 ) a粒子在磁場中作圓周運動的軌道半徑R(2)金箔cd被a粒子射中區(qū)域的長度 L(3)設(shè)打在金箔上d端離cd中心最遠的a粒子穿由金箔進入電場，在電場中運動通過 N點，

5、SNab且SN = 40cm,則 此a粒子從金箔上穿由時，損失的動能 Ek為多少直線上入Ei電到M點t2,到達則:Lt2ti211 22 a2t2L211 qEoTaiti T 22 m1 qEi2 mvyqEo +qEitim mt2vo(tit2 ) 2L上述三式聯(lián)立解得:由Ei=2Eo及式可得ti = 2t2。因沿PT方向粒子做勻速運動，故P、R兩點間的距離是R、T兩點間距離的兩倍。即粒子在 Eo電場做類平拋運動在 PT方向的位移是在 Ei電場中的兩倍。設(shè)PQ間到P點距離為Ay的F處射由的粒子通過電場后也沿水平方向，若粒子第一次達PT直線用時t,水平位移為 x,則X vo t(1分)1

6、qEo 2y 2弁(粒子在電場E1中可能做類平拋運動后垂直 CD邊射由電場, 也可能做類斜拋運動后返回 Eo電場，在Eo電場中做類平拋運動垂直E1電場。若粒子從CD水平射由，或在Eo電場中做類斜拋運動再返回E1電場垂直CD射由電場，則 (3n 1) x 2L2(n =。、 解之得：(n = 0、若粒子從3、)1 qEoy 2 m2、3、)1 qEo x 21() 一2 m vo 22、3、)qEo 4L 2 mT 3( 2n 1 )v0(2nEo電場垂直CD射由電場，則3k x即PF間的距離為qEo (mL2L )2 L3kvo 4k2(k= 1、(2n與上其中1) 4k2L2、(k=1、2、3、n = o、1、2、3、k=1、2、3、3 x n 2L(n= 1、2、3、解之得：y21 qEo()2vo1 qEo / 4L)2即PF間的距離為±L2 一 n(3)欲使粒子仍能從2 m 3nv0(n =1, 2, 3,I.2 n(n=1、2、3、S孔處射由，粒子的運動軌跡可能是如圖甲、乙所示的兩種情況。對圖甲所示的情形，粒子運動的半徑為n o、1、2又 qv()B12mvoRi解得：B12( 2n 1)mv0qan o、1、2對圖乙所示的情形，粒子運動的半徑為