复合电场磁场及详细答案

1、高二物理复合场练习题1、空间中存在方向垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B, 一带电量为+q、质量为m的粒子，在P点以某一初速开始运动，初速方向在图中纸面内如图中 P点前头所示。 该粒子运动到图中Q点时速度方向与P点时速度方向垂直，如图中Q点箭头所示。已知 P、Q间的距离为1。若保持粒子在P点时的速度不变，而将匀强磁场换成匀强电场，电 场方向与纸面平行且与粒子在 P点时速度方向垂直，在此电场作用下粒子也由 P点运动 到Q点。不计重力。求：（1）电场强度的大小。（2）两种情况中粒子由P点运动到Q 点所经历的时间之差。 一 Q3.质量为m,带正电为q的小物块放在斜面上，斜面倾角为 a ,物块与

2、斜面间动摩擦因数为小，整个斜面处在磁感应强度为 B的匀强磁场中，如图11-4-17所示，物块由静止开始沿斜面下滑，设斜面足够长，物块在斜面上滑动的最大加速度和最大速度为多大若物块带负电量为q,则物块在斜面上滑动能达到的最大速度又为多大图 11-4-172、如图所示，在x轴上方有垂直于xy平面向里的匀强磁场，磁感应强度为 B;在c轴卜方有沿y轴负方向的匀强电场，场强为E, 一质量为m,电量为-q的粒子从坐标原点O沿y轴正方向射出，射出之后，第三次到达 x轴时，它与O点的距离为L,求此粒子射出时的速度v和运动的总路程 s（不计重力）。X X X XXX X XXXEX XIXLXXXXI/ X4.

3、质量为m,带电量为q的液滴以速度v沿与水平成45角斜向上进入正交的匀强电场 和匀强磁场叠加区域，电场强度方向水平向右，磁场方向垂直纸面向里，如图 11-4-20 所示.液滴带正电荷，在重力、电场力及磁场力共同作用下在场区做匀速直线运动.试求：（1）电场强度E和磁感应强度B各多大（2）当液滴运动到某一点A时，电场方向突然变为竖直向上，大小不改变，不考虑因电 场变化而产生的磁场的影响，此时液滴加速度多少说明此后液滴的运动情况.速度可忽略。粒子经过电压为U的电场加速后，从f孔垂直于ad边射入盒内。粒子经磁请你根据上述条件求出带电粒子的比荷q/m。场偏转后恰好从e孔射出。若已知fd=cd=L,不计粒子

4、的重力和粒子之间的相互作用力。5、如图所示，两块长L=3cm的平行金属板AB相距d=1cm,并与U=300Vft流电源的两极 相连接，如果在两板正中间有一电子( m=9x 10 31kg, e=- x 10 19C),沿着垂直于电场 线方向以2X107m/s的速度飞入，则(1)电子能否飞离平行金属板正对空间(2)如果由A到B分布宽1cm的电子带通过此电场，能飞离电场的电子数占总数的百分之几4©-5B7、1932年，劳伦斯和利文斯设计出了回旋加速器。回旋加速器的工作原理如图所示，置于高真空中的D形金属盒半径为R,两盒间的狭缝很小，带电粒子穿过的时间可以忽略不计。磁感应强度为B的匀强磁场

5、与盒面垂直。A处粒子源产生的粒子，质量为 m电荷量为+q ,在加速器中被加速，加速电压为 U。加速过程中不考虑相对论效应和重力作用。(1)求粒子第2次和第1次经过两D形盒间狭缝后轨道半/二三出ntt厂一 导J径之比；(2)求粒子从静止开始加速到出口处所需的时间t;6、在研究性学习中，某同学设计了一个测定带电粒子比荷的实验， 具实验装置如图所示,abcd是一个长方形盒子，在ad边和cd边上各开有小孔f和e, e是cd边上的中点，荧光屏M贴着cd放置，能显示从e孔射出的粒子落点位置。盒子内有一方向垂直于abcd平面的匀强磁场，磁感应强度大小为 Bo粒子源不断地发射相同的带电粒子，粒子的初8、如图所

6、示，MN PQ为平行光滑导轨，其电阻忽略不计，与地面成 300角固定.N Q间接一电阻R' =Q , M P端与电池组和开关组成回路，电动势E=6V,内阻r=Q,由和式得导轨区域加有与两导轨所在平面垂直的匀强磁场.现将一条质量m=40g,电阻R=Q的金属导线置于导轨上，并保持导线 ab水平.已知导轨间距L=0.1m,当开关S接通由两式得后导线ab恰静止不动.试计算磁感应强度大小。t tB tE(11N2、粒子运动路线如右图小有:L =4R粒子初速度为v,则有：qvB=mv 2/R 由、式可算得 v=qBL/4m设粒子进入电场作减速运动的最大路程为度为a，有：qE=ma v2=2ax粒子

7、运动的总路程s=2兀R+2x (6X,加速JIR Ri1、(1)由于粒子在Q点的速度垂直它在p点时的速度，可知粒子由P点到Q点的轨迹为由、式，得1 L个2 16mE粒子在磁场中做匀速圆周运动，以 V0表示粒子在P点的初速度，R表示圆周的半径,3、1)对小物块受力分析如图所示,2则有qv oB=m"由此得R:Fn = qvB+mgcos a以E表小电场强度的大小，a表小粒子在电场中加速度的大小，tE表小粒子在电场中 1c由p点运动到Q点经过的时间，则有 qE=ma R at2 R=v 0tE2: mgsin a - F n = maF 尸Fn由式得FkJ/ mg2由以上各式，得 E ”

8、万里(6mmgsinaa (qvB+mgcosa) = ma(2)因粒子在磁场中由P点运动到Q点的轨迹为工圆周，故运动经历的时间tE为4由上式可知,1圆周运动周期T的1,即有4x 1 1x2 R 2 mt B=-T而 T 4V。qBmg cosvm qB当V= 0时,am = gsina 仙 gcosa当a=0时,mg(sinvm cos ) qB2）对小物块受力分析如图所示，y ; Fn + qvB = mgcos a随着速度的增加，Fn减小，当Fn= 0时,4、解：1）对液滴受力分析，如图所示,因为液滴做匀速直线运动，所以x : mgsin45° = qEcos45 °

9、y : qvB = mgcos45 ° +qEsina45 °E mgq口 ' 2mgB qv解：（1）当电子从正中间沿着垂直于电场线方向以 2X107m/s的速度飞入时，若能飞出电It-场，则电子在电场中的运动时间为凡，在沿AB方向上，电子受电场力的作用，在 AB方1 aF 油 B向上的位移为/宁,其中 潴加期d联立求解，3 n 士=二=Um行y二，而2£所以尸 > ,，故粒子不能飞出电场。（2）从（1）的求解可知，与B板相距为y的电子带是不能飞出电场的，而能飞出电场的电子带宽度为y=d-y=l-Q6=Mrn ,所以能飞出电场的电子数占总电子数的百

10、分比为”3。%¥然吐吗2）因为mg = qE ,当电场方向突然变为竖直向上时，重力和电场力平衡了，液滴在洛伦兹力的作用下，做匀速圆周运动。因为，qvB ma所以 a 2g由 qvB m 得 RT 2 R2 vv g所以，液滴做半径为R2v229v2.2. .一3-,周期为T 士的匀速圆周运动。2gg6、解：带电粒子进入电场，经电场加速。根据动能定理:1 2_qU mv2粒子进入磁场后做匀速圆周运动，轨迹如图。设圆周半径为R ,在三角形ode中，有（LR）2+（L/2） 2=R又由洛伦兹力提供向心力得2q v B =叱R联立求解，得5、q 128U _ _ 2 2m 25B2L27、解析：(1)设粒子第1次经过狭缝后的半径为 一,速度为viqu=lmv222qv1B=mv-1解得r12mUq1B同理，粒子