《專題十復(fù)合場(chǎng)》PPT課件

1、專題十 帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)1精選課件ppt一、電場(chǎng)運(yùn)動(dòng)和磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)的連接與組合2.回旋加速器:1、質(zhì)譜儀測(cè)量帶電粒子質(zhì)量和分析同位素：(1) qU=mv2/2(2) qvB=mv2/r射出EKn=mvn2/2=nqUqvB=mv2/rvmax=qBR/mEKmax=mvmax2/2=m(qBR/m)2/2=q2B2R2/2mB2R2 m=qr2B2/2U=qd2B2/8U d2v2精選課件ppt二、疊加場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)1、電場(chǎng)和磁場(chǎng)并存(疊加場(chǎng))2、重力場(chǎng)、電場(chǎng)和磁場(chǎng)并存(疊加場(chǎng)）三、帶電體在復(fù)合場(chǎng)中的直線運(yùn)動(dòng)（1）勻速直線運(yùn)動(dòng)。（2）勻變速直線運(yùn)動(dòng)。（3）變速直線運(yùn)動(dòng)。四、帶電體在復(fù)合場(chǎng)中的曲

2、線運(yùn)動(dòng)（1）勻變速曲線運(yùn)動(dòng)。（2）圓周運(yùn)動(dòng)。，（3）一般曲線運(yùn)動(dòng)。3精選課件ppt例1.1932年，勞倫斯和利文斯設(shè)計(jì)出了回旋加速器?；匦铀倨鞯墓ぷ髟砣鐖D所示，置于高真空中的D形金屬盒半徑為R，兩盒間的狹縫很小，帶電粒子穿過的時(shí)間可以忽略不計(jì)。磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)與盒面垂直。A處粒子源產(chǎn)生的粒子，質(zhì)量為m、電荷量為+q ，在加速器中被加速，加速電壓為U。加速過程中不考慮相對(duì)論效應(yīng)和重力作用。(1)求粒子第2次和第1次經(jīng)過兩D形盒間狹縫后軌道半徑之比；5,5(2)求粒子從靜止開始加速到出口處所需的時(shí)間t ；19,18(3)實(shí)際使用中，磁感應(yīng)強(qiáng)度和加速電場(chǎng)頻率都有最大值的限制。若某一加速器

3、磁感應(yīng)強(qiáng)度和加速電場(chǎng)頻率的最大值分別為Bm、fm，試討論粒子能獲得的最大動(dòng)能E。(1)設(shè)粒子第1次經(jīng)過狹縫后的半徑為r1,速度為v1 qU=mv12/2qv1B=mv12/r1同理，粒子第2次經(jīng)過狹縫后的半徑 （2）設(shè)粒子到出口處被加速了n圈2nqU=mvm2/2qvmB=mvm2/RT=2m/qB t=nT 2qU=mv22/2P142 例24精選課件ppt例1.1932年，勞倫斯和利文斯設(shè)計(jì)出了回旋加速器。回旋加速器的工作原理如圖所示，置于高真空中的D形金屬盒半徑為R，兩盒間的狹縫很小，帶電粒子穿過的時(shí)間可以忽略不計(jì)。磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)與盒面垂直。A處粒子源產(chǎn)生的粒子，質(zhì)量為m、電荷

4、量為+q ，在加速器中被加速，加速電壓為U。加速過程中不考慮相對(duì)論效應(yīng)和重力作用。(1)求粒子第2次和第1次經(jīng)過兩D形盒間狹縫后軌道半徑之比；(2)求粒子從靜止開始加速到出口處所需的時(shí)間t ；(3)實(shí)際使用中，磁感應(yīng)強(qiáng)度和加速電場(chǎng)頻率都有最大值的限制。若某一加速器磁感應(yīng)強(qiáng)度和加速電場(chǎng)頻率的最大值分別為Bm、fm，試討論粒子能獲得的最大動(dòng)能E。（3）加速電場(chǎng)的頻率應(yīng)等于粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的頻率，即fE=fB=qB/2m 當(dāng)磁場(chǎng)感應(yīng)強(qiáng)度為Bm時(shí)，在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的頻率 fBm=qBm/2m Ek=mv2/2當(dāng)fBm fm時(shí)，粒子的最大動(dòng)能由Bm決定qvmBm=mvm2/REKm=q2Bm2R

5、2/2m當(dāng)fBm fm時(shí)，粒子的最大動(dòng)能由加速電場(chǎng)頻率最大值fm決定vm=2fmR=2R/Tm EKm=mvm2/2=22mfm2R25精選課件ppt例2 、在圖虛線所圍的區(qū)域內(nèi)，存在電場(chǎng)強(qiáng)度為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)和磁感強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)已知從左方P點(diǎn)處以速度v水平射入的電子，穿過此區(qū)域未發(fā)生偏轉(zhuǎn)，設(shè)重力可忽略不計(jì)，則在這區(qū)域中的E和B的方向可能是：（ ）A、E和B都沿水平方向，并與v方向相同 20,B、E和B都沿水平方向，并與v方向相反 14, C、E豎直向上，B垂直紙面向外 6, D、E豎直向上，B垂直紙面向里 3,EBFEfB=qvBABCE豎直向上，B垂直紙面向外，電子未發(fā)生偏轉(zhuǎn)，電子做什么運(yùn)

6、動(dòng)？做勻速直線運(yùn)動(dòng).EB_vFE勻減速直線運(yùn)動(dòng)fB=06精選課件ppt例3帶正電q油滴質(zhì)量為m，在勻強(qiáng)電場(chǎng)E和勻強(qiáng)磁場(chǎng)B共同存在的區(qū)域，恰好做勻速運(yùn)動(dòng)畫出運(yùn)動(dòng)方向并求速度的大小。 mgF=qE做勻速直線運(yùn)動(dòng)F合=0f=qvBvtan=qE/mg速度方向與電場(chǎng)強(qiáng)度方向成角度7精選課件pptv0mgf=qvBFE=qEEE B拓展1： 質(zhì)量為m帶正電油滴 q從高處以速度v落到勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)共同存在的區(qū)域，恰好做勻速運(yùn)動(dòng)，勻強(qiáng)磁場(chǎng)大小為B，方向如圖。試畫出勻強(qiáng)電場(chǎng)的方向并求勻強(qiáng)電場(chǎng)的大小。拓展2帶正電q油滴m在勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)共同存在的區(qū)域，恰好做勻速運(yùn)動(dòng)畫出運(yùn)動(dòng)方向FE=qEmgf=qvBv

7、.B8精選課件ppt 例4 設(shè)在地面上方的真空室內(nèi)，存在勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)，已知電場(chǎng)強(qiáng)度和磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向是相同的，電場(chǎng)強(qiáng)度的大小E=4.0V/m，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小B=0.15T今有一個(gè)帶負(fù)電的質(zhì)點(diǎn)以v=20m/s的速度在的區(qū)域內(nèi)沿垂直場(chǎng)強(qiáng)方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，求此帶電質(zhì)點(diǎn)的電量與質(zhì)量之比q/m以及磁場(chǎng)的所有可能方向（角度可用反三角函數(shù)表示）首先看是否考慮重力？mgE，BqEqvB9精選課件ppt 即磁場(chǎng)是沿著與重力方向夾角=37，且斜向下方的一切方向答：帶電質(zhì)點(diǎn)的荷質(zhì)比q/m等于1.96C/kg，磁場(chǎng)的所有可能方向是與重力方向夾角=37的斜向下方的一切方向10精選課件pptv0mgf=qv0B

8、FE=qEE帶正電q油滴m從高處落到勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)共同存在的區(qū)域，恰好做勻速運(yùn)動(dòng)，畫出勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)的方向.EBmgqE-vqvB11精選課件ppt mgVNqvBaa=mgsin/m= gsinN+qvB= mgcos拓展1若斜面不光滑小球在斜面上運(yùn)動(dòng)時(shí)是否做勻加速直線運(yùn)動(dòng)？例5 一個(gè)質(zhì)量m0.1g的小滑塊，帶有q=5104C的正電荷放置在傾角30的光滑絕緣斜面上，斜面置于B0.5T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直紙面向外，如圖所示，小滑塊由靜止開始沿斜面滑 下，其斜面足跢長(zhǎng)，小滑塊滑至某一位置時(shí)，要離開斜面，求：（g=10m2/s）（） 滑塊離開斜面的瞬時(shí)速度多大？ （） 斜面的的長(zhǎng)度至

9、少多長(zhǎng)？ 帶正電當(dāng)N=0v= mgcos/qBS=v2/2aS=m2gcos2/2q2B2 sinqvBcos= mgyF合y=0mgssin=mv2/2ff= Na=(mgsin-f)/m=1.2m12精選課件ppt例6質(zhì)量為m帶電量為q的小球套在豎直放置的絕緣桿上，球與桿間的動(dòng)摩擦因數(shù)為。勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)的方向如圖所示，電場(chǎng)強(qiáng)度為E，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。小球由靜止釋放后沿桿下滑。設(shè)桿足夠長(zhǎng)，電場(chǎng)和磁場(chǎng)也足夠大， 求運(yùn)動(dòng)過程中小球的最大加速度和最大速度。mgqENqvBfqEqvBNmgfaa=(mg-f)/mf= NN=qE-qvBa=mg- (qE-qvB)/m= mg- qE+ qvB)

10、/mN=0qE=qv1Bv1=qE/qBN=qvB-qEamax=ga=mg- (qvB-qE)/m= mg-+qE- qvB)/ma=0mg+qE- qvmaxB=0vmax=( mg+qE)/ qB113精選課件ppt mgE，BqE mg=qE-qvBv二、帶電體在復(fù)合場(chǎng)中的曲線運(yùn)動(dòng)（2）勻速圓周運(yùn)動(dòng)qE=mg【例1】 一個(gè)帶電微粒在圖示的正交勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)中在豎直面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。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(chǎng)強(qiáng)度為E磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，則線速度為_。E BmgqE負(fù)電qvB逆時(shí)針V=qBr/m=Brg/Eq/m=g/E知識(shí)梳理14精選課件ppt【例2】

11、質(zhì)量為m、帶電量為q的負(fù)電荷在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，繞固定的正電荷做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，磁場(chǎng)方向垂直于運(yùn)動(dòng)平面，作用在負(fù)電荷上的電場(chǎng)力恰是磁場(chǎng)力的3倍，則該負(fù)電荷做圓周運(yùn)動(dòng)的角速度可能是（ ）A4Bq/m ,17 BBq/m C2Bq/m ,7 D3Bq/m+-F=kqQ/r2QqBvFff=qvB=qrBF=kqQ/r2=3fF+f=4f=4q1rB=m12r1=4qB/m+-FQ.BvqfF-f=2f=2q2rB=m22r2=2qB/mA C1、電場(chǎng)和磁場(chǎng)并存(疊加場(chǎng))15精選課件ppt【例3】、一根長(zhǎng)為L(zhǎng)的絕緣細(xì)線，一端固定在O點(diǎn)，另一端系一質(zhì)量為m、電量為q的帶正電小球，已知?jiǎng)驈?qiáng)磁場(chǎng)方

12、向水平，且垂直與水平線oa向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B同時(shí)還存在有水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度為E，使圖41-A13中的小球由靜止開始釋放，當(dāng)小球擺到最低點(diǎn)時(shí)速度為多少？此時(shí)繩的拉力為多少?圖41-A13mgqETvqvBmgL-qEL=mv2/2T-qvB-mg=mv2/LT=qvB+mg+2（mg-qE）=3mg-2qE+qBa16精選課件ppt14在場(chǎng)強(qiáng)為B的水平勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，一質(zhì)量為m、帶正電q的小球在O靜止釋放，小球的運(yùn)動(dòng)曲線如圖所示已知此曲線在最低點(diǎn)的曲率半徑為該點(diǎn)到x軸距離的2倍，重力加速度為g求：(1)小球運(yùn)動(dòng)到任意位置P(x，y)的速率v (2)小球在運(yùn)動(dòng)過程中第一次下降的最大距離ym

13、.（3)當(dāng)在上述磁場(chǎng)中加一豎直向上場(chǎng)強(qiáng)為E（Emg/q）的勻強(qiáng)電場(chǎng)時(shí)，小球從O靜止釋放后獲得的最大速率vm洛倫茲力不做功，由動(dòng)能定理得 設(shè)在最大距離ym處的速率為vm 小球運(yùn)動(dòng)如圖所示，由動(dòng)能定理得 qvmBmgqEqvmB-mg=mvm2/RmgqvmBvmaavm17精選課件ppt【例4】4545EBOvMNc粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖，先是一段半徑為R的1/4圓弧到a點(diǎn)，接著恰好逆電場(chǎng)線勻減速運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)速度為零再返回a點(diǎn)速度仍為v，再在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)一段3/4圓弧到c點(diǎn)，之后垂直電場(chǎng)線進(jìn)入電場(chǎng)作類平拋運(yùn)動(dòng)。 ab(1)類平拋運(yùn)動(dòng)的垂直和平行電場(chǎng)方向的位移都為 類平拋運(yùn)動(dòng)時(shí)間 （2） vv1=vv2

14、第五次過MN進(jìn)入磁場(chǎng)后的圓弧半徑 （3）粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間為v18精選課件ppt【例4】如圖，直線MN上方有平行于紙面且與MN成45的有界勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度大小未知；MN下方為方向垂直于紙面向里的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。今從MN上的O點(diǎn)向磁場(chǎng)中射入一個(gè)速度大小為v、方向與MN成45角的帶正電粒子，該粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)的軌道半徑為R。若該粒子從O點(diǎn)出發(fā)記為第一次經(jīng)過直線MN，而第五次經(jīng)過直線MN時(shí)恰好又通過O點(diǎn)。不計(jì)粒子的重力。求：電場(chǎng)強(qiáng)度的大??；該粒子再次從O點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)后，運(yùn)動(dòng)軌道的半徑；該粒子從O點(diǎn)出發(fā)到再次回到O點(diǎn)所需的時(shí)間。4545EBOvMNc粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖，先是一

15、段半徑為R的1/4圓弧到a點(diǎn)，接著恰好逆電場(chǎng)線勻減速運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)速度為零再返回a點(diǎn)速度仍為v，再在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)一段3/4圓弧到c點(diǎn)，之后垂直電場(chǎng)線進(jìn)入電場(chǎng)作類平拋運(yùn)動(dòng)。 ab(1)類平拋運(yùn)動(dòng)的垂直和平行電場(chǎng)方向的位移都為 類平拋運(yùn)動(dòng)時(shí)間 （2） vv1v2 第五次過MN進(jìn)入磁場(chǎng)后的圓弧半徑 19精選課件ppt【例4】如圖，直線MN上方有平行于紙面且與MN成45的有界勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度大小未知；MN下方為方向垂直于紙面向里的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。今從MN上的O點(diǎn)向磁場(chǎng)中射入一個(gè)速度大小為v、方向與MN成45角的帶正電粒子，該粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)的軌道半徑為R。若該粒子從O點(diǎn)出發(fā)記為第一次經(jīng)

16、過直線MN，而第五次經(jīng)過直線MN時(shí)恰好又通過O點(diǎn)。不計(jì)粒子的重力。求：電場(chǎng)強(qiáng)度的大??；該粒子再次從O點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)后，運(yùn)動(dòng)軌道的半徑；該粒子從O點(diǎn)出發(fā)到再次回到O點(diǎn)所需的時(shí)間。4545EBOvMNc粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖，先是一段半徑為R的1/4圓弧到a點(diǎn)，接著恰好逆電場(chǎng)線勻減速運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)速度為零再返回a點(diǎn)速度仍為v，再在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)一段3/4圓弧到c點(diǎn)，之后垂直電場(chǎng)線進(jìn)入電場(chǎng)作類平拋運(yùn)動(dòng)。 ab vv1v2 （3）粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間為粒子在電場(chǎng)中的加速度為粒子做直線運(yùn)動(dòng)所需時(shí)間為粒子從出發(fā)到第五次到達(dá)O點(diǎn)所需時(shí)間20精選課件ppt三、反饋練習(xí)：21精選課件ppt 1、正電子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層（PET

17、）是分子水平上的人體功能顯像的國(guó)際領(lǐng)先技術(shù)，它為臨床診斷和治療提供全新的手段。（1）PET在心臟疾病診療中，需要使用放射正電子的同位素氮13示蹤劑。氮13是由小型回旋加速器輸出的高速質(zhì)子轟擊氧16獲得的，反應(yīng)中同時(shí)還產(chǎn)生另一個(gè)粒子，試寫出該核反應(yīng)方程。（2）PET所用回旋加速器示意如圖，其中置于高真空中的金屬D形盒的半徑為R，兩盒間距為d，在左側(cè)D形盒圓心處放有粒子源S，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向如圖所示。質(zhì)子質(zhì)量為m，電荷量為q。設(shè)質(zhì)子從粒子源S進(jìn)入加速電場(chǎng)時(shí)的初速度不計(jì)，質(zhì)子在加速器中運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間為t（其中已略去了質(zhì)子在加速電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間），質(zhì)子在電場(chǎng)中的加速次數(shù)于回旋半周的次數(shù)相同

18、，加速質(zhì)子時(shí)的電壓大小可視為不變。求此加速器所需的高頻電源頻率f 和加速電壓U。（3）試推證當(dāng)R d 時(shí)，質(zhì)子在電場(chǎng)中加速的總時(shí)間相對(duì)于在D形盒中回旋的時(shí)間可忽略不計(jì)（質(zhì)子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，不考慮磁場(chǎng)的影響）。 Sd高頻電源導(dǎo)向板B22精選課件ppt核反應(yīng)方程為解：（1）（2）設(shè)質(zhì)子加速后最大速度為v， qvB=mv2 /R質(zhì)子的回旋周期 T=2R/v= 2mqB高頻電源的頻率 f=1/T= qB2m質(zhì)子加速后的最大動(dòng)能 Ek= mv2/2設(shè)質(zhì)子在電場(chǎng)中加速的次數(shù)為n，則 Ek=nqU又 t=nT/2可解得 U= BR22t（3）在電場(chǎng)中加速的總時(shí)間為 t1=2nd/v在D形盒中回旋的總時(shí)間為

19、t2= nR/v故 t1/ t2 =2d /Rd時(shí)，t1可忽略不計(jì)。在D型盒兩窄縫間的運(yùn)動(dòng)可視為初速為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng) 23精選課件ppt2如圖41-A8所示，勻強(qiáng)電場(chǎng)E的方向豎直向下，勻強(qiáng)磁場(chǎng)B的方向垂直紙面向里，讓三個(gè)帶有等量同種電荷的油滴M、N、P進(jìn)入該區(qū)域中，M進(jìn)入后能向左做勻速運(yùn)動(dòng)，N進(jìn)入后能在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，P進(jìn)入后能向右做勻速運(yùn)動(dòng)，不計(jì)空氣阻力，則三個(gè)油滴的質(zhì)量關(guān)系是( )AmmmBmmmCmmmDmmm圖41-A8A mMgmNgmPg=mNgvvqEqEqEqvBqvBmmm24精選課件ppt3帶電粒子垂直進(jìn)入勻強(qiáng)電場(chǎng)或勻強(qiáng)磁場(chǎng)中時(shí)粒子將發(fā)生偏轉(zhuǎn)，稱這種電場(chǎng)為偏轉(zhuǎn)

20、電場(chǎng)，這種磁場(chǎng)為偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng).下列說法錯(cuò)誤的是（重力不計(jì)）( )A.欲把速度不同的同種帶電粒子分開，既可采用偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，也可采用偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng) ,8B.欲把動(dòng)能相同的質(zhì)子和粒子分開，只能采用偏轉(zhuǎn)電場(chǎng) ,22C.欲把由靜止經(jīng)同一電場(chǎng)加速的質(zhì)子和粒子分開，偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)和偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)均可采用 D.欲把初速度相同而比荷不同的帶電粒子分開，偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)和偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)均可采用,10C在電場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)： 在磁場(chǎng)中偏轉(zhuǎn) Lrr=mv0/qBEK=mv2 /2=(mv)2/2m 11H42He=1/1qU=mv2 /2Sin=L/r=qBL/mv0 q/mv0 q/mtan=vy/v0=at/v0=qEL/mv02 q/mv02 q/m 25

21、精選課件ppt4如圖所示，虛線框中存在勻強(qiáng)電場(chǎng)E和勻強(qiáng)磁場(chǎng)B，它們相互正交或平行有一個(gè)帶負(fù)電的小球從該復(fù)合場(chǎng)上方的某一高度處自由落下，那么，帶電小球可能沿直線通過下列的哪些復(fù)合場(chǎng)區(qū)域（ ） CDmgqvBqEmgqE26精選課件ppt4題. CDBqEqvBmgmg.BqvBqEA 21,3527精選課件ppt 5、如圖所示，有一帶電小球，從兩豎直的帶電平行板上方某高度處自由落下，兩板間勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向垂直紙面向外，則小球通過電場(chǎng)、磁場(chǎng)空間時(shí) ( ) A可能做勻加速直線運(yùn)動(dòng) B一定做曲線運(yùn)動(dòng) C只有重力做功 D電場(chǎng)力對(duì)小球一定做正功Bvq Eq vBmg28精選課件ppt6如圖所示，第四象限內(nèi)有互

22、相正交的電場(chǎng)強(qiáng)度為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)與磁感應(yīng)強(qiáng)度為B1=025T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，第一象限的某個(gè)矩形區(qū)域內(nèi)，有方向垂直紙面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B：的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)的下邊界與x軸重合質(zhì)量為m= 10-10kg、帶電量q= +110-6C的微粒以速度v=1103ms從y軸上的M點(diǎn)開始沿與y軸正方向成60 角的直線勻速運(yùn)動(dòng)，經(jīng)P點(diǎn)進(jìn)入處于第一象限內(nèi)的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域一段時(shí)間后，小球經(jīng)過y軸上的N點(diǎn)并與y軸正方向成60角的方向進(jìn)入第二象限M點(diǎn)的坐標(biāo)N(0，一l0)，N點(diǎn)的坐標(biāo)為(O，30)，不計(jì)粒子的重力，g取10ms2求：(1)第四象限內(nèi)勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度E；(2)第一象限內(nèi)勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B2的大?。?(3)第

23、一象限內(nèi)矩形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域的最小面積Smin。(1)第四象限內(nèi)勻速運(yùn)動(dòng)vqEqvBqvB=qEE=vB=250N/C30方向與y軸負(fù)方向成30qvB2=mv2/R(2)B2=0.375(T)PDAC(3)20cm20cmR30tan30=R/20R=20tan3040cm29精選課件ppt17、在場(chǎng)強(qiáng)為B的水平勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，一質(zhì)量為m、帶正電q的小球在O靜止釋放，小球的運(yùn)動(dòng)曲線如圖所示已知此曲線在最低點(diǎn)的曲率半徑為該點(diǎn)到x軸距離的2倍，重力加速度為g求：(1)小球運(yùn)動(dòng)到任意位置P(x，y)的速率v (2)小球在運(yùn)動(dòng)過程中第一次下降的最大距離ym.（3)當(dāng)在上述磁場(chǎng)中加一豎直向上場(chǎng)強(qiáng)為E（Emg/q

24、）的勻強(qiáng)電場(chǎng)時(shí)，小球從O靜止釋放后獲得的最大速率vm洛倫茲力不做功，由動(dòng)能定理得 設(shè)在最大距離ym處的速率為vm 小球運(yùn)動(dòng)如圖所示，由動(dòng)能定理得 qvmBmgqEqvmB-mg=mvm2/RmgqvmBvmaavm30精選課件ppt8如圖所示，xOy坐標(biāo)平面在豎直面內(nèi)，x軸沿水平方向，y軸正方向豎直向上，在圖示空間內(nèi)有垂直于xOy平面的水平勻強(qiáng)磁場(chǎng)一帶電小球從O點(diǎn)由靜止釋放，運(yùn)動(dòng)軌跡如圖中曲線關(guān)于帶電小球的運(yùn)動(dòng)，下列說法中正確的是( )AOAB軌跡為半圓B小球運(yùn)動(dòng)至最低點(diǎn)A時(shí)速度最大，且沿水平方向C小球在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中機(jī)械能守恒D小球在A點(diǎn)時(shí)受到的洛倫茲力與重力大小相等xyOABCBCBmgv

25、qvB31精選課件ppt8、如圖甲所示，建立Oxy坐標(biāo)系，兩平行極板P、Q垂直于y軸且關(guān)于x軸對(duì)稱，極板長(zhǎng)度和板間距均為l，第一四象限有磁場(chǎng)，方向垂直于Oxy平面向里。位于極板左側(cè)的粒子源沿x軸間右連接發(fā)射質(zhì)量為m、電量為+q、速度相同、重力不計(jì)的帶電粒子在03t0時(shí)間內(nèi)兩板間加上如圖乙所示的電壓（不考慮極邊緣的影響）。已知t=0時(shí)刻進(jìn)入兩板間的帶電粒子恰好在t0時(shí)刻經(jīng)極板邊緣射入磁場(chǎng)。上述m、q、l、t0、B為已知量。（不考慮粒子間相互影響及返回板間的情況）（1）求電壓U的大小。（2）求t0/2時(shí)進(jìn)入兩板間的帶電粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑。（3）何時(shí)把兩板間的帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間最短

26、？求此最短時(shí)間。圖甲圖乙32精選課件ppt圖甲圖乙（1） （2） 離開電場(chǎng)時(shí)沿y軸負(fù)方向的分速度大小為 vy=at0/2離開電場(chǎng)時(shí)的速度大小為 v（3） 2t0時(shí)刻進(jìn)入兩極板的帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間最短 2 圖甲vRvy33精選課件ppt9（16分）如圖，在xOy平面的第一、四象限內(nèi)存在著方向垂直紙面向外、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，第四象限內(nèi)存在方向沿-y方向、電場(chǎng)強(qiáng)度為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)。從y軸上坐標(biāo)為a的一點(diǎn)向磁場(chǎng)區(qū)發(fā)射速度大小不等的帶正電同種粒子，速度方向范圍是與+y方向成30-150，且在xOy平面內(nèi)。結(jié)果所有粒子經(jīng)過磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后都垂直打到x軸上，然后進(jìn)入第四象限的勻強(qiáng)電場(chǎng)區(qū)。已知帶電粒子電

27、量為+q,質(zhì)量為m,重力不計(jì)。（1）確定進(jìn)入磁場(chǎng)速度最小粒子的速度方向，并求出速度大小。（2）所有通過磁場(chǎng)區(qū)的粒子中，求出最短時(shí)間與最長(zhǎng)時(shí)間的比值。（3）從x軸上x= 點(diǎn)射入第四象限的粒子穿過電磁場(chǎng)后經(jīng)過y軸上y=-b的點(diǎn)，求該粒子經(jīng)過y=-b點(diǎn)的速度大小。x a O y 30 30（1）設(shè)速度v粒子與y軸夾角，垂直達(dá)到x軸上滿足： a=Rsin當(dāng)=90R34精選課件ppt9（16分）如圖，在xOy平面的第一、四象限內(nèi)存在著方向垂直紙面向外、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，第四象限內(nèi)存在方向沿-y方向、電場(chǎng)強(qiáng)度為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)。從y軸上坐標(biāo)為a的一點(diǎn)向磁場(chǎng)區(qū)發(fā)射速度大小不等的帶正電同種粒子，速度方向范

28、圍是與+y方向成30-150，且在xOy平面內(nèi)。結(jié)果所有粒子經(jīng)過磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后都垂直打到x軸上，然后進(jìn)入第四象限的勻強(qiáng)電場(chǎng)區(qū)。已知帶電粒子電量為+q,質(zhì)量為m,重力不計(jì)。（1）確定進(jìn)入磁場(chǎng)速度最小粒子的速度方向，并求出速度大小。（2）所有通過磁場(chǎng)區(qū)的粒子中，求出最短時(shí)間與最長(zhǎng)時(shí)間的比值。（3）從x軸上x= 點(diǎn)射入第四象限的粒子穿過電磁場(chǎng)后經(jīng)過y軸上y=-b的點(diǎn)，求該粒子經(jīng)過y=-b點(diǎn)的速度大小。x a O y 30 30R（2）最長(zhǎng)時(shí)間對(duì)應(yīng)粒子初速度與y軸正方向夾角30 ，轉(zhuǎn)過150 最短時(shí)間對(duì)應(yīng)粒子初速度與y軸負(fù)方向夾角30 ，轉(zhuǎn)過303015035精選課件ppt9（16分）如圖，在xOy平面的

29、第一、四象限內(nèi)存在著方向垂直紙面向外、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，第四象限內(nèi)存在方向沿-y方向、電場(chǎng)強(qiáng)度為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)。從y軸上坐標(biāo)為a的一點(diǎn)向磁場(chǎng)區(qū)發(fā)射速度大小不等的帶正電同種粒子，速度方向范圍是與+y方向成30-150，且在xOy平面內(nèi)。結(jié)果所有粒子經(jīng)過磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后都垂直打到x軸上，然后進(jìn)入第四象限的勻強(qiáng)電場(chǎng)區(qū)。已知帶電粒子電量為+q,質(zhì)量為m,重力不計(jì)。（1）確定進(jìn)入磁場(chǎng)速度最小粒子的速度方向，并求出速度大小。（2）所有通過磁場(chǎng)區(qū)的粒子中，求出最短時(shí)間與最長(zhǎng)時(shí)間的比值。（3）從x軸上x= 點(diǎn)射入第四象限的粒子穿過電磁場(chǎng)后經(jīng)過y軸上y=-b的點(diǎn)，求該粒子經(jīng)過y=-b點(diǎn)的速度大小。x a O y 30 30（3）粒子射出時(shí)與y軸負(fù)方向夾角 到達(dá)y軸速度v -bv0vv036精選課件ppt10、如圖所示，在0 xa、oya/2范圍內(nèi)有垂直于xy平面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。坐標(biāo)原點(diǎn)0處有一個(gè)粒子源，在某時(shí)刻發(fā)射大量質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電粒子，它們的速度大小相同，速度方向均在xy平面內(nèi)，與y軸正方向的夾角分布在0-90范圍內(nèi)。己知粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑介