帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)-高中物理專題(含解析)

1、粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，有qvB=mr.qaBzq2Um=2U，m=Bl?帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)目標(biāo):1. 掌握帶電粒子在電場(chǎng)、磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)2. 理解復(fù)合場(chǎng)、組合場(chǎng)對(duì)帶電粒子受力的分析。重難點(diǎn):重點(diǎn)：帶電粒子在電場(chǎng)、磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)；帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中受力分析難點(diǎn)：帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)受力與運(yùn)動(dòng)結(jié)合。知識(shí)：知識(shí)點(diǎn)1帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)1復(fù)合場(chǎng)的分類(1) 疊加場(chǎng)：電場(chǎng)、磁場(chǎng)、重力場(chǎng)共存，或其中某兩場(chǎng)共存.(2) 組合場(chǎng)：電場(chǎng)與磁場(chǎng)各位于一定的區(qū)域內(nèi)，并不重疊，或相鄰或在同一區(qū)域電場(chǎng)、磁場(chǎng)交替出現(xiàn).2帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)形式(1) 靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)：當(dāng)帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中所受

2、合外力為零時(shí)，將處于靜止?fàn)顟B(tài)或做勻速直線運(yùn)動(dòng).(2) 勻速圓周運(yùn)動(dòng)：當(dāng)帶電粒子所受的重力與電場(chǎng)力大小相等，方向相反時(shí)，帶電粒子在洛倫茲力的作用下，在垂直于勻強(qiáng)磁場(chǎng)的平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng).(3) 較復(fù)雜的曲線運(yùn)動(dòng)：當(dāng)帶電粒子所受合外力的大小和方向均變化，且與初速度方向不在同一直線上，粒子做韭勻變速曲線運(yùn)動(dòng)，這時(shí)粒子運(yùn)動(dòng)軌跡既不是圓弧，也不是拋物線.易錯(cuò)判斷(1) 帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中不可能處于靜止?fàn)顟B(tài).(X)(2) 帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中可能做勻速圓周運(yùn)動(dòng).(V)(3) 帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中一定能做勻變速直線運(yùn)動(dòng).(X)知識(shí)點(diǎn)2帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)實(shí)例1質(zhì)譜儀(1) 構(gòu)造：如圖所示，由粒子源、加速電

3、場(chǎng)、偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)和照相底片等構(gòu)成.原理：粒子由靜止被加速電場(chǎng)加速，qU=0mv2.2.回旋加速器(1) 構(gòu)造：如圖所示，D、D是半圓形金屬盒，D形盒的縫隙處接交流電源，D形2盒處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中.(2) 原理：交流電的周期和粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的周期相等，粒子經(jīng)電場(chǎng)加速，經(jīng)磁mv2q2B2r2場(chǎng)回旋，由qvB=r，得E=2m，可見粒子獲得的最大動(dòng)能由磁感應(yīng)強(qiáng)度kmB和D形盒半徑r決定，與加速電壓無關(guān).速度選擇器(1) 平行板中電場(chǎng)強(qiáng)度E和磁感應(yīng)強(qiáng)度B互相垂直.這種裝置能把具有一定速度的粒子選擇出來，所以叫做速度選擇器(如圖所示).(2) 帶電粒子能夠沿直線勻速通過速度選擇器的條件是qE=qvB,即v=E/B

4、.磁流體發(fā)電機(jī)(1) 磁流體發(fā)電是一項(xiàng)新興技術(shù)，它可以把內(nèi)能直接轉(zhuǎn)化為電能.(2) 根據(jù)左手定則，圖中的B是發(fā)電機(jī)正極.(3) 磁流體發(fā)電機(jī)兩極板間的距離為L(zhǎng),等離子體速度為v,磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,則由qE=qU/L=qvB得兩極板間能達(dá)到的最大電勢(shì)差U=BLv易錯(cuò)判斷(1) 電荷在速度選擇器中做勻速直線運(yùn)動(dòng)的速度與電荷的電性有關(guān).(X)(2) 不同比荷的粒子在質(zhì)譜儀磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑不同.(V)(3) 粒子在回旋加速器中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑、周期都隨粒子速度的增大而增大.(X)U接交流電師km3.4.題型分類:題型一帶電粒子在組合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)題型分析：1 帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)、勻強(qiáng)磁場(chǎng)中可

5、能的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)在電場(chǎng)強(qiáng)度為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)中在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中初速度為零做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)保持靜止初速度垂直場(chǎng)線做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)(類平拋運(yùn)動(dòng))做勻速圓周運(yùn)動(dòng)初速度平行場(chǎng)線做勻變速直線運(yùn)動(dòng)做勻速直線運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)受恒力作用，做勻變速運(yùn)動(dòng)洛倫茲力不做功，動(dòng)能不變2“電偏轉(zhuǎn)"和"磁偏轉(zhuǎn)”的比較垂直進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)(磁偏轉(zhuǎn))垂直進(jìn)入勻強(qiáng)電場(chǎng)(電偏轉(zhuǎn))情景圖:rHJLPh14i'*X4J1受力FB二qv0B,大小不變，方向總指向圓心，方向變化，fb為變力FE二qE,FE大小、方向不變，為恒力運(yùn)動(dòng)規(guī)律mv02nm勻速圓周運(yùn)動(dòng)r二"Bq,T二BqEq類平拋運(yùn)動(dòng)vx二

6、v0,vy二mtEqx二v°t,y二麗2運(yùn)動(dòng)時(shí)間00mt=T=BqLt二v，具有等時(shí)性0動(dòng)能不變變化電場(chǎng)中：加速直線運(yùn)動(dòng)磁場(chǎng)中：勻速圓周運(yùn)動(dòng)/«V-V«-電場(chǎng)中：類平拋運(yùn)動(dòng)磁場(chǎng)中：勻速圓周運(yùn)動(dòng)HH11JdxKxJX3.常見模型(1)從電場(chǎng)進(jìn)入磁場(chǎng)磁場(chǎng)中：勻速圓周運(yùn)動(dòng)uv與E同向或反向電場(chǎng)中：勻變速直線運(yùn)動(dòng)乂運(yùn)Z磁場(chǎng)中：勻速圓周運(yùn)動(dòng)uv與E垂直電場(chǎng)中：類平拋運(yùn)動(dòng)(2)從磁場(chǎng)進(jìn)入電場(chǎng)考向1先電場(chǎng)后磁場(chǎng)【例1】.(2018哈爾濱模擬)如圖所示，將某正粒子放射源置于原點(diǎn)0,其向各個(gè)方向射出的粒子速度大小均v0質(zhì)量均為m、電荷量均為q；在0WyWd的一、二象限范圍內(nèi)分布著一

7、個(gè)勻強(qiáng)電場(chǎng)，方向與y軸正向相同，在dyW2d的一、二象限范圍內(nèi)分布著一個(gè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)，方向垂直于xOy平面向里.粒子第一次離開電場(chǎng)上邊緣y=d時(shí)，能夠到達(dá)的位置x軸坐標(biāo)范圍為一1.5dWxW1.5d,而且最終恰好沒有粒子從y=2d的邊界離開磁場(chǎng).已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,不計(jì)粒子重力以及粒子間的相互作用，求：(1) 電場(chǎng)強(qiáng)度E；(2) 磁感應(yīng)強(qiáng)度B；(3) 粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的最長(zhǎng)時(shí)間.(只考慮粒子第一次在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間)解析1 qE沿x軸正方向發(fā)射的粒子有由類平拋運(yùn)動(dòng)基本規(guī)律得.5d=v°t,d=2at2a=，聯(lián)立可得:8mv2E=9qc

8、76;-v4沿x軸正方向發(fā)射的粒子射入磁場(chǎng)時(shí)有d=2?t,聯(lián)立可得：v=3v，y05、v=pV2+v2=3v方向與水平成53°，斜向右上方，據(jù)題意知該粒子軌跡恰與上邊緣相切，則其余xy03粒子均達(dá)不到y(tǒng)=2d邊界，由幾何關(guān)系可知：=R+5RV28mv根據(jù)牛頓第二定律得:Bqv=mR聯(lián)立可得：B=3qc°.(3) 粒子運(yùn)動(dòng)的最長(zhǎng)時(shí)間對(duì)應(yīng)最大的圓心角，經(jīng)過.5d,d)恰與上邊界相切的粒子軌跡對(duì)應(yīng)的圓心角最大，由幾何關(guān)系可知圓心角為：。篦4°2nR3nd粒子運(yùn)動(dòng)周期為:Tv4v0e127nd則時(shí)間為：t360°T240v-0考向2先磁場(chǎng)后電場(chǎng)【例2】(2018

9、濰坊模擬)在如圖所示的坐標(biāo)系中，第一和第二象限(包括y軸的正半軸)內(nèi)存在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直xOy平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)；第三和第四象限內(nèi)存在平行于y軸正方向、大小未知的勻強(qiáng)電場(chǎng).P點(diǎn)為y軸正半軸上的一點(diǎn)，坐標(biāo)為(0，l)；n點(diǎn)為y軸負(fù)半軸上的一點(diǎn)，坐標(biāo)未知.現(xiàn)有一帶正電的粒子由p點(diǎn)沿y軸正方向以一定的速度射入勻強(qiáng)磁場(chǎng)，該粒子經(jīng)磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后以與X軸正半軸成45°角的方向進(jìn)入勻強(qiáng)電場(chǎng)，在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后，該粒子恰好垂直于y軸經(jīng)過n點(diǎn).粒子的重力忽略不計(jì).求：(1) 粒子在p點(diǎn)的速度大??；(2) 第三和第四象限內(nèi)的電場(chǎng)強(qiáng)度的大小；(3) 帶電粒子從由p點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)到第三次通過x軸的總

10、時(shí)間.解析粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示V2(1) 由幾何關(guān)系可知rsin45°l解得r邊1又因?yàn)閝v0Bmf，可解得邊Bql粒子進(jìn)入電場(chǎng)在第三象限內(nèi)的運(yùn)動(dòng)可視為平拋運(yùn)動(dòng)的逆過程設(shè)粒子射入電場(chǎng)坐標(biāo)為1,0),從粒子射入電場(chǎng)到粒子經(jīng)過!點(diǎn)的時(shí)間為七2,由幾何關(guān)系知X(寸2+1)1,在n點(diǎn)有v22v12v0_2 壘Eq由類平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律有2+1)12vt;2vatmty020222+1m21qlB聯(lián)立以上方程解得qB，Em.2 nm粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)周期為一而"55nm粒子第一次在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為8T4qB2/2+1m粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t2qB3 3nm粒子第二次在磁場(chǎng)

11、中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為34T2qBllnm故粒子從開始到第三次通逢軸所用時(shí)間為t=t+2t2+t3=（4+2寸2+2）qB.反思總結(jié)規(guī)律運(yùn)用及思路 帶電粒子經(jīng)過電場(chǎng)區(qū)域時(shí)利用動(dòng)能定理或類平拋的知識(shí)分析； 帶電粒子經(jīng)過磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)利用圓周運(yùn)動(dòng)規(guī)律結(jié)合幾何關(guān)系來處理; 注意帶電粒子從一種場(chǎng)進(jìn)入另一種場(chǎng)時(shí)的銜接速度.【鞏固】如圖所示，在第II象限內(nèi)有水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度為E,在第I、W象限內(nèi)分別存在如圖所示的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等.有一個(gè)帶電粒子以垂直于x軸的初速度v0從x軸上的P點(diǎn)進(jìn)入勻強(qiáng)電場(chǎng)中，并且恰好與y軸的正方向成45°角進(jìn)入磁場(chǎng)，又恰好垂直于x軸進(jìn)入第W象限的磁場(chǎng).已知0P之

12、間的距離為d,則帶電粒子在磁場(chǎng)中第二次經(jīng)過x軸時(shí)，在電場(chǎng)和磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間為（）7ndA.2vC.V003n2+Td_B.V（2+5n）0dD.v07n2+TD帶電粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示.由題意知，帶電粒子至IJ達(dá)由時(shí)的速度v=Q2v0,d2d°這一過程的時(shí)間t142又由題意知，帶電粒子在磁場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)軌道半徑注2、/Sd.3 2nr3磁nd3nd故知帶電粒子在第I象限中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為：=8xv=2v=2v2012nr帶電粒子在第w象限中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為汀2X二nd2ndv二丁故t0題型二帶電粒子在疊加場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)考向1電場(chǎng)、磁場(chǎng)疊加【例3】（多選）（2018臨川模擬）向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)和水平方

13、向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)正交的區(qū)域里，一帶電粒子從a點(diǎn)由靜止開始沿曲線abc運(yùn)動(dòng)到c點(diǎn)時(shí)速度變?yōu)榱?b點(diǎn)是運(yùn)動(dòng)中能夠到達(dá)的最高點(diǎn)，如圖所示，若不計(jì)重力，下列說法中正確的是（）A. 粒子肯定帶負(fù)電，磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里B. a、c點(diǎn)處于同一水平線上C. 粒子通過b點(diǎn)時(shí)速率最大D. 粒子達(dá)到c點(diǎn)后將沿原路徑返回到a點(diǎn)ABC粒子開始受到電場(chǎng)力作用而向上運(yùn)動(dòng)，受到向右的洛倫茲力作用，則知電場(chǎng)力方向向上，故粒子帶負(fù)電；根據(jù)左手定則判斷磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里，ASE確.將粒子在c點(diǎn)的狀態(tài)與a點(diǎn)進(jìn)行比較，c點(diǎn)的速率為零，動(dòng)能為零，根據(jù)能量守恒可知，粒子在與a兩點(diǎn)的電勢(shì)能相等，電勢(shì)相等，則a、c兩點(diǎn)應(yīng)在同一條水平線上；

14、由于在、c兩點(diǎn)粒子的狀態(tài)（速度為零，電勢(shì)能相等相同，粒子將在c點(diǎn)右側(cè)重現(xiàn)前面的曲線運(yùn)動(dòng)，因此，粒子是不可能沿原曲線返回點(diǎn)的，故B正確，D錯(cuò)誤.根據(jù)動(dòng)能定理得，粒子從運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)的過程電場(chǎng)力做功最大，則點(diǎn)速度最大，覘正確.考向2電場(chǎng)、磁場(chǎng)、重力場(chǎng)的疊加【例4】（2017全國(guó)I卷）如圖所示，空間某區(qū)域存在勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)，電場(chǎng)方向豎直向上（與紙面平行），磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里.三個(gè)帶正電的微粒a、b、c電荷量相等，質(zhì)量分別為m、叫、m.abc已知在該區(qū)域內(nèi)，a在紙面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，b在紙面內(nèi)向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)，c在紙面內(nèi)向左做)B.mmmbacD.mmmcba勻速直線運(yùn)動(dòng).下列選項(xiàng)正確的是（A.

15、 mmmabcC.mmmcabB設(shè)三個(gè)微粒的電荷量均為,a在紙面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，說明洛倫茲力提供向心力，重力與電場(chǎng)力平衡，即mg=qEab在紙面內(nèi)向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)，三力平衡，則g=qE+qvBbc在紙面內(nèi)向左做勻速直線運(yùn)動(dòng)，三力平衡，則g+qvB=qE比較式得:mmm，選項(xiàng)B正確.bac考向3復(fù)合場(chǎng)中的動(dòng)量、能量綜合問題【例5】（2018南昌模擬）如圖所示，帶負(fù)電的金屬小球A質(zhì)量為m=0.2kg，電量為q=0.1C,小球AB是絕緣體不帶電，質(zhì)量為叫=2kg，靜止在水平放置的絕緣桌子邊緣，桌面離地面的高h(yuǎn)=0.05m,桌子置于電、磁場(chǎng)同時(shí)存在的空間中，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=2.5T,方向沿

16、水平方向且垂直紙面向里，勻強(qiáng)電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度E=10N/C，方向沿水平方向向左且與磁場(chǎng)方向垂直，小球A與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為U=0.4,A以某一速度沿桌面做勻速直線運(yùn)動(dòng)，并與B球發(fā)生正碰，設(shè)碰撞時(shí)間極短，B碰后落地的水平位移為0.03m,g取10m/s2,求：XKXKTxX碰前A球的速度？（2）碰后A球的速度？（3）若碰后電場(chǎng)方向反向（桌面足夠長(zhǎng)），小球A在碰撞結(jié)束后，到剛離開桌面運(yùn)動(dòng)的整個(gè)過程中，合力對(duì)A球所做的功.答案（1）2m/s（2）1m/s方向與原速度方向相反（3）6.3J【例5-2】（1）上題中，A與B的碰撞是彈性碰撞嗎？為什么？（2）在第問中，根據(jù)現(xiàn)有知識(shí)和條件，能否求出電場(chǎng)力對(duì)A球

17、做的功?1 1提示：A、B碰前，只有A有動(dòng)能EkA=2mAvj1=2X0.2X22J=0.4J11A、B碰后，Ez=2mvj2=2X0.2X12J=0.1J11E=2mV2=2X2X0.32=0.09JkBBB因E>E'+EkAkAkB故A、B間的碰撞不是彈性碰撞.提示：不能.因無法求出V球的位移.夏合場(chǎng):的蛆成=C:I受力分析一弄淸電場(chǎng)、就場(chǎng)、重力場(chǎng)組合情況1反思總結(jié)帶電粒子在疊加場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的分析方法先重力、再彈力屆摩擦力，然后分析英他力(電場(chǎng)力、洛倫茲力)運(yùn)動(dòng)分祈注意主動(dòng)情況舸受力情況的結(jié)合1分段分祈卜粒子通寸不同種類的場(chǎng)時(shí)，分段討論勻速直線運(yùn)動(dòng)乎鬻條件勻速圓周運(yùn)動(dòng)牛頓運(yùn)動(dòng)定律

18、和圓周*込動(dòng)規(guī)律夏雜曲踐運(yùn)魴、動(dòng)能定理或能瑩守恒定倖:【鞏固1】(多選)(2017濟(jì)南模擬)如圖所示，在正交坐標(biāo)系0xyz中，分布著電場(chǎng)和磁場(chǎng)(圖中未畫出).在Oyz平面的左方空間內(nèi)存在沿y軸負(fù)方向、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)；在Oyz平面右方、Oxz平面上方的空間內(nèi)分布著沿z軸負(fù)方向、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小也為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)；在0yz平面aqB2右方、Oxz平面下方分布著沿y軸正方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度大小為4m-在t=0時(shí)刻，一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為+q的微粒從P點(diǎn)靜止釋放，已知P點(diǎn)的坐標(biāo)為(5a,2a,0)，不計(jì)微粒的重力.則()/aqbA. 微粒第一次到達(dá)x軸的速度大小為丫肓4mB. 微粒第一次

19、到達(dá)x軸的時(shí)刻為昭石*C. 微粒第一次到達(dá)y軸的位置為y=2a(40+5n)mD. 微粒第一次到達(dá)y軸的時(shí)刻為Jq§BD微粒從P點(diǎn)由靜止釋放至第一次到因軸的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示.釋放aqb后，微粒在電場(chǎng)中做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，眸4m，根據(jù)動(dòng)能定理存q2a=1aqBEq吒2mv2,解得微粒第一次到達(dá)軸的速度又"mt=v,解得微粒第一次O4m尸至I達(dá)X軸的時(shí)刻t=q|,故選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確；微粒進(jìn)入磁場(chǎng)后開始做勻速V2圓周運(yùn)動(dòng)，假設(shè)運(yùn)動(dòng)的軌道半徑為，貝惰qvB=mR，可得：R=a,所以微粒到達(dá)y軸的位置為y=2 nR2nm5a,選項(xiàng)C錯(cuò)誤；微粒在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的周期=_q,貝U運(yùn)動(dòng)到達(dá)y軸

20、的時(shí)刻：t2=5七廣事，(40+5n)m代入得：t2=(2廟，選項(xiàng)D正確.考向1回旋加速器的工作原理【例6】（多選）（2018成都模擬）粒子回旋加速器的工作原理如圖所示，徑為R,兩金屬盒間的狹縫很小，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)與金屬盒盒面垂直，高頻率交流電的頻率為f,加速器的電壓為U,若中心粒子源處產(chǎn)生的質(zhì)子質(zhì)量為m,電荷量為+e,在加速器中被加速.不考慮相對(duì)論效應(yīng)，則下列說法正確是（置于真空中的D形金屬盒的半A.b.c.d.甲質(zhì)子被加速后的最大速度不能超過2nRf加速的質(zhì)子獲得的最大動(dòng)能隨加速器的電壓U增大而增大質(zhì)子第二次和第一次經(jīng)過D形盒間狹縫后軌道半徑之比為叮2:1不改變磁感應(yīng)強(qiáng)度B和交流

21、電的頻率f,該加速器也可加速其它粒子2nRAC質(zhì)子岀回旋加速器時(shí)速度最大，此時(shí)的半徑為最大速度為：v=2nRf，故A正確;【鞏固2】（多選）（2018蘭州模擬）如圖所示，空間中存在一水平方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)和一水平方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,電場(chǎng)強(qiáng)度大小q，且電場(chǎng)方向和磁場(chǎng)方向相互垂直，在正交的電磁場(chǎng)空間中有一足夠長(zhǎng)的固定粗糙絕緣桿，與電場(chǎng)正方向成60。夾角且處于豎直平面內(nèi)，一質(zhì)量為m,帶電量為q（q0）的小球套在絕緣桿上，若小球沿桿向下的初速度為v時(shí)，小球恰好做勻0速直線運(yùn)動(dòng)，已知重力加速度大小為g，小球電荷量保持不變，則以下說法正確的是（）mga.小球的初速度v0=2qBmgB. 若小球

22、沿桿向下的初速度v=qB，小球?qū)⒀貤U做加速度不斷增大的減速運(yùn)動(dòng)，最后停止3mgC. 若小球沿桿向下的初速度v=qB，小球?qū)⒀貤U做加速度不斷減小的減速運(yùn)動(dòng)，最后停止4mgD. 若小球沿桿向下的初速度v=B,則從開始運(yùn)動(dòng)到穩(wěn)定過程中，6m3g2小球克服摩擦力做功為云石BD題型三帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的常見實(shí)例V2qBR1q2B2R2根據(jù)qvB=mR得，v=_，則粒子的最大動(dòng)能E=麗2=2m，與加速器的電壓無關(guān)，故B錯(cuò)誤；粒km1師子在加速電場(chǎng)中做勻加速運(yùn)動(dòng)，在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，根據(jù)=2mv2，得v=齊，質(zhì)子第mv二次和第一次經(jīng)過）形盒狹縫的速度比為2:1,根據(jù)r=qB，則半徑比為2:1,故C正

23、確；帶電2nm粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的周期與加速電場(chǎng)的周期相等，根畀苛知，換用其它粒子，粒子的比荷變化，周期變化，回旋加速器需改變交流電的頻率才能加速其它粒子，錯(cuò)誤.故選AC.考向2速度選擇器的工作原理【例7】在如圖所示的平行板器件中，電場(chǎng)強(qiáng)度E和磁感應(yīng)強(qiáng)度B相互垂直.一帶電粒子（重力不計(jì)）從左端以速度v沿虛線射入后做直線運(yùn)動(dòng)，則該粒子（A. 定帶正電EB. 速度v=BEC. 若速度v>B，粒子一定不能從板間射出D. 若此粒子從右端沿虛線方向進(jìn)入，仍做直線運(yùn)動(dòng)B考向3質(zhì)譜儀的工作原理【例7】質(zhì)譜儀是測(cè)量帶電粒子的質(zhì)量和分析同位素的重要工具.如圖所示為質(zhì)譜儀的原理示意圖，現(xiàn)利用質(zhì)譜儀對(duì)氫元素進(jìn)行

24、測(cè)量.讓氫元素三種同位素的離子流從容器A下方的小孔S無初速度飄入電勢(shì)差為U的加速電場(chǎng).加速后垂直進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中.氫的三種同位素最后打在照相底片D上，形成a、b、c三條“質(zhì)譜線”則下列判斷正確的是（）IA. 進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)速度從大到小排列的順序是氕、氘、氚B. 進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)動(dòng)能從大到小排列的順序是氕、氘、氚C. 在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間由大到小排列的順序是氕、氘、氚D. a、b、c三條“質(zhì)譜線”依次排列的順序是氕、氘、氚1A離子通過加速電場(chǎng)的過程，有U=2mv2，因?yàn)殡?、氘、氚三種離子的電量相同、質(zhì)量依次增大，故2nm進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)動(dòng)能相同，速度依次減小，故項(xiàng)正確，B項(xiàng)錯(cuò)誤；由丁=qB可知，氕、氘

25、、氚三種離子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的周期依次增大，又三種離子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間均為半個(gè)周期，故在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)V211/2mU時(shí)間由大到小排列依次為氚氘、氕，C項(xiàng)錯(cuò)誤；由qvB=mR及qU=2mv2,可得q，故氕、氘、氚三種離子在磁場(chǎng)中的軌道半徑依次增大，所以b、c三條“質(zhì)譜線”依次對(duì)應(yīng)氚、氘、氕，D項(xiàng)錯(cuò)誤.【鞏固3】（多選）如圖所示，含有;H、2氐；He的帶電粒子束從小孔0處射入速度選擇器，沿直線O#運(yùn)1.14“XXLTFX£X1Pt叫f下)動(dòng)的粒子在小孔0處射出后垂直進(jìn)入偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，最終打在P、P兩點(diǎn).貝y（2 12A. 打在P點(diǎn)的粒子是4He12B. 打在P點(diǎn)的粒子是2H和4He212C. 0

26、P的長(zhǎng)度是0P長(zhǎng)度的2倍2221D. 粒子在偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間都相等BC通過同一速度選擇器的粒子具有相同的速度，故iH、2H、4He的速度相等，由牛頓第二定律得112V2mvmvqvB=mR，解得R=qB，由此可知，設(shè)質(zhì)子的質(zhì)量為m，質(zhì)子帶電量為q,iH的半徑R=qB，2H2211212mv2mv的半徑R=市，4He的半徑R=7B，故打在P點(diǎn)的粒子是1H,打在P點(diǎn)的粒子是2H和4He，選項(xiàng)22232112122mv4mvA錯(cuò)誤，B正確；0P=2R=qB，0P=2R=qB，故0P=2OP，選項(xiàng)C正確；粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)211T2222T22221Tnm動(dòng)的時(shí)間t=2=麗，護(hù)運(yùn)動(dòng)的時(shí)間與2H和;He

27、運(yùn)動(dòng)的時(shí)間不同，選項(xiàng)D錯(cuò)誤.故選B、C.基礎(chǔ)練習(xí)：考査點(diǎn)：速度選擇器組成A束和B束的離子都帶負(fù)電組成A束和B束的離子質(zhì)量一定不同A束離子的比荷大于B束離子的比荷速度選擇器中的磁場(chǎng)方向垂直于紙面向外1. 如圖所示，一束質(zhì)量、速度和電荷不全相等的離子，經(jīng)過由正交的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)組成的速度選擇器后，進(jìn)入另一個(gè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)中并分裂為A、B兩束，下列說法中正確的是（）A.B.C.D.答案C考査點(diǎn)：磁流體發(fā)電機(jī)爭(zhēng)離子休朿B板是電源的正極A板是電源的正極電流從上往下流過電流表電流從下往上流過電流表2. （多選）磁流體發(fā)電機(jī)是利用洛倫茲力的磁偏轉(zhuǎn)作用發(fā)電的.A、B是兩塊處在磁場(chǎng)中互相平行的金屬板，一束在高溫下

28、形成的等離子束（氣體在高溫下發(fā)生電離，產(chǎn)生大量的帶等量異種電荷的粒子）射入磁場(chǎng).下列說法正確的是（）A.B.C.D.答案AD考査點(diǎn)：電磁流量計(jì)3如圖所示，電磁流量計(jì)的主要部分是柱狀非磁性管該管橫截面是邊長(zhǎng)為d的正方形，管內(nèi)有導(dǎo)電液體水平向左流動(dòng).在垂直于液體流動(dòng)方向上加一個(gè)水平指向紙里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.現(xiàn)測(cè)得液體上下表面a、b兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為U.則管內(nèi)導(dǎo)電液體的流量Q（流量是指流過該管的液體體積與所用時(shí)間的比值）為（）UdUd2A.B"B.BUdC.Bdd.bu答案A考査點(diǎn)：質(zhì)譜儀4.A、B是兩種同位素的原子核，它們具有相同的電荷、不同的質(zhì)量.為測(cè)定它們的質(zhì)量比，使它們從質(zhì)

29、譜儀的同一加速電場(chǎng)由靜止開始加速，然后沿著與磁場(chǎng)垂直的方向進(jìn)入同一勻強(qiáng)磁場(chǎng)，打到照相底片上.如果從底片上獲知A、B在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)軌跡的直徑之比是d:d,則A、B的質(zhì)量之比為（）12A. d2：d2B.d：d1212答案AC.d2:d2D.d：d2121分類鞏固:帶電粒子在組合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)1如圖所示，某種帶電粒子由靜止開始經(jīng)電壓為U1的電場(chǎng)加速后，射入水平放置、電勢(shì)差為U2的兩導(dǎo)體板間的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，帶電粒子沿平行于兩板的方向從兩板正中間射入，穿過兩板后又垂直于磁場(chǎng)方向射入邊界線豎直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，則粒子射入磁場(chǎng)和射出磁場(chǎng)的M、N兩點(diǎn)間的距離D隨著U和A.B.C.D.AD隨U1變化，D與無關(guān)D與U1無關(guān)

30、，D隨變化D隨U變化，D隨U變化12D與U無關(guān)，D與U無關(guān)12叮勺變化情況為（不計(jì)重力，不考慮邊緣效應(yīng)）（）帶電粒子在電場(chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng)可將射岀電場(chǎng)的粒子速度分解成初速度方向與加速度方V向，設(shè)岀射速度與水平夾角為則有：=cos0而在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)設(shè)運(yùn)動(dòng)軌跡對(duì)應(yīng)的半徑發(fā)，由幾何關(guān)系得，半徑與直線MN夾角正D22Rv”mv2mv”2/2mU好等于0,則有：R=cos0,所以d=_V，又因?yàn)榘霃焦玈R=Bq，貝U有d=_B=B故D隨U變化，D與U無關(guān)，故A正確，B、C、D錯(cuò)誤.122.（多選）（2017煙臺(tái)模擬）如圖所示，在x軸上方有沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度為E,在x軸下方的等腰直角三

31、角形CDM區(qū)域內(nèi)有垂直于xOy平面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,其中C、D在x軸上，它們到原點(diǎn)0的距離均為A.現(xiàn)將質(zhì)量為m、電荷量為+q的粒子從y軸上的P點(diǎn)由靜止釋放，設(shè)P點(diǎn)到0點(diǎn)的距離為h,不計(jì)重力作用與空氣阻力的影響.下列說法正確的是（）B2A2qA. 若粒子垂直于CM射出磁場(chǎng)，貝2mEB2a2qB. 若粒子垂直于CM射出磁場(chǎng)，貝Uh8mEE1c1110*11DB2a2qC. 若粒子平行于x軸射出磁場(chǎng)，則h2mEB2a2qD. 若粒子平行于x軸射出磁場(chǎng)，則h8mEX!-*AX*wI”M1*>1AD粒子在電場(chǎng)中加速，有iEh=2mvo.在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)，若粒子垂直于M射岀磁場(chǎng)，則軌

32、mv2mv跡所對(duì)的圓心角045°,半徑R=a,由洛倫茲力提供向心力，有qvoB=-R°,得只=忌，聯(lián)立以B2A2q上各式得A正確；若粒子平行五軸射岀磁場(chǎng)，則軌跡所對(duì)的圓心有0囲。，半徑RaB2A2q=2，同理可彳勘=8證，D正確.3. (2018銀川模擬)如圖所示，AB、CD間的區(qū)域有豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)，在CD的右側(cè)有一與CD相切于M點(diǎn)的圓形有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直于紙面.一帶正電粒子自0點(diǎn)以水平初速度v正對(duì)P點(diǎn)0進(jìn)入該電場(chǎng)后，從M點(diǎn)飛離CD邊界，再經(jīng)磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后又從N點(diǎn)垂直于CD邊界回到電場(chǎng)區(qū)域，并恰3mv2能返回0點(diǎn).已知0P間距離為d,粒子質(zhì)量為m,電荷量為q,電場(chǎng)強(qiáng)

33、度大小E=書廠，不計(jì)粒子重力.試求：(1) M、N兩點(diǎn)間的距離；(2) 磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)的半徑；(3) 粒子自0點(diǎn)出發(fā)到回到0點(diǎn)所用的時(shí)間.解析據(jù)題意，作岀帶電粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡，如圖所示：dqE寸3v2粒子從0到M的時(shí)間：t=V；粒子在電場(chǎng)中加速度：=后="d°1101 邁故PM間的距離為：PM=2at=2d粒子在M點(diǎn)時(shí)豎直方向的速度:v=at='3vry1w0粒子在M點(diǎn)時(shí)的速度：v=:V2+v2=2vH0y0V廠速度偏轉(zhuǎn)角正切：tan。三7=3,故。=60°0d粒子從N到0點(diǎn)時(shí)間：t=27，粒子從N到0點(diǎn)過程的豎直方向位移:y=2at22 0

34、23癥故P、N兩點(diǎn)間的距離為:PN=y=8d.所以MN=PN+PM=8d.5y353(2)由幾何關(guān)系得：Rcos6(°+R=MN=8d，可得半徑:R=12dV28書mv5由qvB=mR解得：B=5qd;由幾何關(guān)系確定區(qū)域半徑為R=2Rcos3C°，即R'=4ddd(3) 0到M的時(shí)間：t;N到0的時(shí)間:t=2v"10204 nTR5/3nd在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間:t=2V=18v3 00_、Rcos30°5d29d53nd無場(chǎng)區(qū)運(yùn)動(dòng)的時(shí)間：t=2V=167；t=t+t+t+t=167+18v.4 00123400帶電物體在疊加場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)4. 如圖所示

35、，界面MN與水平地面之間有足夠大且正交的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B和勻強(qiáng)電場(chǎng)E，磁感線和電場(chǎng)線都處在水平方向且互相垂直.在MN上方有一個(gè)帶正電的小球由靜止開始下落，經(jīng)電場(chǎng)和磁場(chǎng)到達(dá)水平地面.若不計(jì)空氣阻力，小球在通過電場(chǎng)和磁場(chǎng)的過程中，下列說法中正確的是()A. 小球做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)B. 小球的電勢(shì)能保持不變C. 洛倫茲力對(duì)小球做正功D. 小球的動(dòng)能增量等于其電勢(shì)能和重力勢(shì)能減少量的總和小球恰好運(yùn)動(dòng)一周后回到a點(diǎn)mgvc.小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)電勢(shì)能增加了2BqD帶電小球在剛進(jìn)入復(fù)合場(chǎng)時(shí)受力如圖所示，則帶電小球進(jìn)入復(fù)合場(chǎng)后做曲線運(yùn)動(dòng)，因?yàn)樗俣葧?huì)發(fā)生變化，洛倫茲力就會(huì)跟著變化，所以不可能下文x叩是勻變速曲線運(yùn)動(dòng)，選

36、項(xiàng)A錯(cuò)誤；根據(jù)電勢(shì)能公式Ep=q©,知只有帶電小丸*球豎直向下做直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，電勢(shì)能保持不變，選I項(xiàng)錯(cuò)誤；根據(jù)洛倫茲力/；_的方向確定方法知，洛倫茲力方向始終和速度方向垂直，所以洛倫茲力不.做功，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；從能量守恒角度知道選項(xiàng)正確.5. （2017桂林模擬）如圖所示，空間存在互相垂直的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)，圖中虛線為勻強(qiáng)電場(chǎng)的等勢(shì)線，一不計(jì)重力的帶電粒子在M點(diǎn)以某一初速度垂直等勢(shì)線進(jìn)入正交電磁場(chǎng)中，運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示（粒子在N點(diǎn)的速度比在M點(diǎn)的速度大）.則下列說法正確的是（）:A. 粒子一定帶正電<:y氏粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡一定是拋物線電場(chǎng)線方向一定垂直等勢(shì)面向左D. 粒子從M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到

37、N點(diǎn)的過程中電勢(shì)能增大”:,”C根據(jù)粒子在電、磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡和左手定則可知，粒子一定帶負(fù)電，選錯(cuò)誤；由于洛倫茲力方向始終與速度方向垂直，故粒子受到的合力是變力，而物體只有在恒力作用下做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)，軌跡才是拋物線，選項(xiàng)錯(cuò)誤；由于空間只存在電場(chǎng)和磁場(chǎng)，粒子的速度增大，說明在此過程中電場(chǎng)力對(duì)帶電粒子做正功，則電場(chǎng)線方向一定垂直等勢(shì)面向左，選正確；電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能減小，選項(xiàng)）錯(cuò)誤.6. 如圖所示，空間存在水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng)和垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，電場(chǎng)和磁場(chǎng)相互垂直.在電磁場(chǎng)區(qū)域中，有一個(gè)光滑絕緣圓環(huán)，環(huán)上套有一個(gè)帶正電的小球.0點(diǎn)為圓環(huán)的圓心，a、b、c為圓環(huán)上的三個(gè)點(diǎn)，a點(diǎn)為最高點(diǎn)，c點(diǎn)為最

38、低點(diǎn)，bd沿水平方向.已知小球所受電場(chǎng)力與重力大小相等.現(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（）A.當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)到c點(diǎn)時(shí)，洛倫茲力最大'nIZh人叢7、一一4mHE平f乂2迅C. 小球從a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)，重力勢(shì)能減小，電勢(shì)能減小.D. 小球從b點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到c點(diǎn)，電勢(shì)能增大，動(dòng)能增大'C電場(chǎng)力與重力大小相等，則二者的合力指向左下方45°,由于合力是恒力，故類似于新的重力，所以ad弧的中點(diǎn)相當(dāng)于平時(shí)豎直平面圓環(huán)的“最高點(diǎn)”關(guān)于圓心對(duì)稱的位置即be弧的中點(diǎn)）就是“最低點(diǎn)”速度最大，此時(shí)洛倫茲力最大；由于d兩點(diǎn)關(guān)于新的最高點(diǎn)對(duì)稱，若從點(diǎn)靜止釋放，最高運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)，故A、B錯(cuò)

39、誤.從a到b,重力和電場(chǎng)力都做正功，重力勢(shì)能和電勢(shì)能都減少，故C正確.小球從b點(diǎn)運(yùn)動(dòng)至k點(diǎn)，電場(chǎng)力做負(fù)功，電勢(shì)能增大，但由于c弧的中點(diǎn)速度最大，所以動(dòng)能先增大后減小，故錯(cuò)誤.所以C正確，A、B、D錯(cuò)誤.7. （多選）（2018哈爾濱模擬）如圖所示，空間同時(shí)存在豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)和勻強(qiáng)電場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，電場(chǎng)強(qiáng)度為E.質(zhì)量為m,電量為q的帶正電小球恰好處于靜止?fàn)顟B(tài)，現(xiàn)在將磁場(chǎng)方向順時(shí)針旋轉(zhuǎn)30°,同時(shí)給小球一個(gè)垂直磁場(chǎng)方向斜向下的速度v,則關(guān)于小球的運(yùn)動(dòng)，下列說法正確的是（）A. 小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)ERpQB. 小球運(yùn)動(dòng)過程中機(jī)械能守恒1<o/d.小球第一次運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)歷時(shí)2q

40、BAD小球在復(fù)合電磁場(chǎng)中處于靜止?fàn)顟B(tài)只受兩個(gè)力作用,即重力和電場(chǎng)力且兩者平衡當(dāng)把磁場(chǎng)順時(shí)針方向傾斜30°,且給小球一個(gè)垂直磁場(chǎng)方向的速度則小球受到的合力就是洛倫茲力，且與速度方向垂直，所以帶電粒子將做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，選正確.由于帶電粒子在垂直于紙面的傾斜平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)過程中受到電場(chǎng)力要做功，所以機(jī)械能不守恒，選項(xiàng)錯(cuò)mv1m2gv誤.電場(chǎng)力從開始到最低點(diǎn)克服電場(chǎng)力做功為尸EqRsin30°=mgXBqx2=2Bq，所以電勢(shì)能m2gv1nm的增加量為2Bq,選項(xiàng)c錯(cuò)誤.小球第一次運(yùn)動(dòng)到低點(diǎn)的時(shí)間4為=馮，所以選項(xiàng)d正確.故選AD.8. (2018泉州模擬)如圖所示，P

41、R是一長(zhǎng)為L(zhǎng)=0.64m的絕緣平板固定在水平地面上，擋板R固定在平板的右端.整個(gè)空間有一個(gè)平行于PR的勻強(qiáng)電場(chǎng)E,在板的右半部分有一個(gè)垂于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B,磁場(chǎng)的寬度0.32m.個(gè)質(zhì)量m=0.50X10-3kg、帶電荷量為q=5.0X10-2C的小物體，從板的P端由靜止開始向右做勻加速運(yùn)動(dòng)，從D點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)后恰能做勻速直線運(yùn)動(dòng).當(dāng)物體碰到擋板R后被彈回，若在碰撞瞬間撤去電場(chǎng)(不計(jì)撤掉電場(chǎng)對(duì)原磁場(chǎng)的影響，整個(gè)過程中小物體的電量保持不變)，物體返回時(shí)在磁場(chǎng)中仍作勻速運(yùn)動(dòng)，離開磁場(chǎng)后做減速運(yùn)動(dòng)，停在C點(diǎn)，PC=L/4.若物體EFC0卩nXXXXX；XxXXXXXXXK-Ld與平板間的動(dòng)摩擦因數(shù)=0

42、.20,g取10m/s2.(1) 判斷電場(chǎng)的方向及物體帶正電還是帶負(fù)電;(2) 求磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大??；(3) 求物體與擋板碰撞過程中損失的機(jī)械能.解析(1)物體由靜止開始向右做勻加速運(yùn)動(dòng)，說明電場(chǎng)力向右且大于摩擦力.進(jìn)入磁場(chǎng)后做勻速直線運(yùn)動(dòng)，說明它受的摩擦力增大，即證明它受的洛倫茲力方向向下，由左手定則判斷物體帶負(fù)電，由其受力方向向右判斷電場(chǎng)方向向左(2)設(shè)物體被擋板彈回后做勻速直線運(yùn)動(dòng)的速度為，從離開磁場(chǎng)到停在3點(diǎn)的過程中，由動(dòng)能2L1定理有一umg4=02mv2即v2=0.80m/s物體在磁場(chǎng)中向左做勻速直線運(yùn)動(dòng)，受力平衡，有=Bqv2，有B=0.125T.LL1設(shè)從D點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度為

43、/由動(dòng)能定理有qE2-umg2=2mv2物體從D點(diǎn)到R做勻速直線運(yùn)動(dòng)，有qE=u(mg+Bq*，有V=1.6m/s11I】小物體撞擊擋板損失的機(jī)械能為B=2mv22mv|=4.8X10-4J.答案(1)電場(chǎng)方向向左負(fù)電(2)0.125T(3)4.8X10-4J帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)運(yùn)動(dòng)的實(shí)際應(yīng)用9. 如圖所示為研究某種帶電粒子的裝置示意圖，粒子源射出的粒子束以一定的初速度沿直線射到熒光屏上的0點(diǎn)，出現(xiàn)一個(gè)光斑.在垂直于紙面向里的方向上加一磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)后，粒子束發(fā)生偏轉(zhuǎn)，沿半徑為r的圓弧運(yùn)動(dòng)，打在熒光屏上的P點(diǎn)，然后在磁場(chǎng)區(qū)域再加一豎直向下，場(chǎng)強(qiáng)大小為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)，光斑從P點(diǎn)又回到0點(diǎn)，關(guān)

44、于該粒子(不計(jì)重力),下列說法正確的是()BA.粒子帶負(fù)電B初速度為v=EqB2rqE栽子加C.比何為m=ED.比何為mB2r|=nebU前側(cè)面電勢(shì)高，B=ineaUA.B.前側(cè)面電勢(shì)高，B=inebUC.后側(cè)面電勢(shì)高，B=IneaUD垂直于紙面向里的方向上加一磁感應(yīng)強(qiáng)度為的勻強(qiáng)磁場(chǎng)后，粒子束打在熒光屏上的點(diǎn),E根據(jù)左手定則可知，粒子帶正電，選項(xiàng)錯(cuò)誤；當(dāng)電場(chǎng)和磁場(chǎng)同時(shí)存在時(shí)vB=Eq,解得v=B，V2qvE選項(xiàng)B錯(cuò)誤；在磁場(chǎng)中時(shí)，曲vB=mr，可得:m=rB=B2r，故選項(xiàng)D正確，C錯(cuò)誤.故選D.10. 據(jù)報(bào)道，我國(guó)實(shí)施的“雙星”計(jì)劃發(fā)射的衛(wèi)星中放置了一種“磁強(qiáng)計(jì)”，用于測(cè)定地磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度等研究項(xiàng)目.磁強(qiáng)計(jì)的原理如圖所示：電路中有一段金屬導(dǎo)體，它的橫截面是寬為a、高為b的長(zhǎng)方形，放在沿y軸正方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，導(dǎo)體中通有沿x正方向、大小為I的電流.已知金屬導(dǎo)體單位體積中的自由電子數(shù)為n,電子電量為e.金屬導(dǎo)電過程中，自由電子做定向移動(dòng)可視為勻速運(yùn)動(dòng).若測(cè)出金屬導(dǎo)體前后