Happy暑假我的作业君（版）高二物理通用版组合场和复合场

学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精专题10组合场和复合场【知识回顾】一、三种场的比较力的特点功和能的特点重力场大小：G=mg方向：竖直向下重力做功与路径无关重力做功改变物体的重力势能静电场大小:F=qE方向：a.正电荷受力方向与场强方向相同b。负电荷受力方向与场强方向相反电场力做功与路径无关W=qU电场力做功改变电势能磁场洛伦兹力F=qvB方向可用左手定则判断洛伦兹力不做功，不改变带电粒子的动能二、带电粒子在复合场中的运动形式1．静止或匀速直线运动当带电粒子在复合场中所受合外力为零时，将处于静止状态或做匀速直线运动．2．匀速圆周运动当带电粒子所受的重力与电场力大小相等，方向相反时，带电粒子在洛伦兹力的作用下,在垂直于匀强磁场的平面内做匀速圆周运动．3．较复杂的曲线运动当带电粒子所受合外力的大小和方向均变化，且与初速度方向不在同一直线上，粒子做非匀变速曲线运动，这时粒子运动轨迹既不是圆弧，也不是抛物线．4．分阶段运动带电粒子可能依次通过几个情况不同的组合场区域，其运动情况随区域发生变化，其运动过程由几种不同的运动阶段组成．想一想想一想【例题1】磁流体发电是一项新兴技术．如图所示，平行金属板之间有一个很强的磁场，将一束含有大量正、负带电粒子的等离子体,沿图中所示方向喷入磁场．图中虚线框部分相当于发电机．把两个极板与用电器相连，则：（）AA用电器B等离子体A．用电器中的负电荷运动方向从A到BB．用电器中的电流方向从B到AC．若只减小喷入粒子的速度，发电机的电动势增大D．若只增大磁场，发电机的电动势增大EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation。DSMT4【例题2】(多选)如图混合正离子束先后通过正交电场磁场区域Ⅰ和匀强磁场区域Ⅱ，如果这束正离子束在区域Ⅰ中不偏转，进入区域Ⅱ后偏转半径又相同，则说明这些正离子具有相同的：()A．速度B．质量C．电荷D．比荷EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation。DSMT4EMBEDEquation。DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation。DSMT4【例题3】如图所示为一种质谱仪示意图，由加速电场、静电分析器和磁分析器组成．若静电分析器通道中心线的半径为R，通道内均匀辐射电场在中心线处的电场强度大小为E，磁分析器有范围足够大的有界匀强磁场，磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向外．一质量为m、电荷量为q的粒子从静止开始经加速电场加速后沿中心线通过静电分析器，由P点垂直边界进入磁分析器，最终打到胶片上的Q点．不计粒子重力．下列说法正确的是：(）A．粒子一定带正电B．加速电场的电压C．直径D．若一群离子从静止开始经过上述过程都落在胶片上同一点，则该群离子具有相同的比荷EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation。DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4【例题4】如图,一个质量为m=2.0×10—11kg,电荷量q=+1。0×10—5C的带电微粒（重力忽略不计），从静止开始经U1=100V电压加速后，水平进入两平行金属板间的偏转电场中。金属板长L=20cm，两板间距d=10cm。求:⑴微粒进入偏转电场时的速度v是多大?⑵若微粒射出电场过程的偏转角为θ=30°,并接着进入一个方向垂直与纸面向里的匀强磁场区，则两金属板间的电压U2是多大？⑶若该匀强磁场的宽度为D=10cm，为使微粒不会由磁场右边射出,该匀强磁场的磁感应强度B至少多大？EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation。DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation。DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation。DSMT4EMBEDEquation。DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation。DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation。DSMT4【例题5】如图甲所示，直角坐标系xoy的第二象限有一半径为R=a的圆形区域，圆形区域的圆心O1坐标为(﹣a，a），与坐标轴分别相切于P点和N点，整个圆形区域内分布有磁感应强度大小为B的匀强磁场，其方向垂直纸面向里（图中未画出）．带电粒子以相同的速度在纸面内从P点进入圆形磁场区域，速度方向与x轴负方向成θ角，当粒子经过y轴上的M点时,速度方向沿x轴正方向,已知M点坐标为（0，）．带电粒子质量为m、带电量为﹣q．忽略带电粒子间的相互作用力，不计带电粒子的重力,求：（1）带电粒子速度v大小和cosθ值；（2）若带电粒子从M点射入第一象限，第一象限分布着垂直纸面向里的匀强磁场，已知带电粒子在该磁场的一直作用下经过了x轴上的Q点，Q点坐标为（a，0）,该磁场的磁感应强度B′大小为多大？（3）若第一象限只在y轴与直线x=a之间的整个区域内有匀强磁场，磁感应强度大小仍为B．方向垂直纸面，磁感应强度B随时间t变化（B﹣t图）的规律如图乙所示，已知在t=0时刻磁感应强度方向垂直纸面向外,此时某带电粒子刚好从M点射入第一象限，最终从直线x=a边界上的K点(图中未画出）穿出磁场，穿出磁场时其速度方向沿x轴正方向（该粒子始终只在第一象限内运动），则K点到x轴最大距离为多少？要达到此最大距离,图乙中的T值为多少?EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation。DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation。DSMT4EMBEDEquation。DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation。DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation。DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation。DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation。DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation。DSMT4练一练练一练1、:(）A．a的质量一定大于b的质量B．a的电荷量一定大于b的电荷量C．D．a的比荷一定小于b的比荷EMBEDEquation.3EMBEDEquation.3EMBEDEquation。3EMBEDEquation.32、如图所示,套在足够长的绝缘粗糙直棒上的带正电小球,其质量为m，带电荷量为q，小球可在棒上滑动.现将此棒竖直放入沿水平方向且互相垂直的匀强磁场和匀强电场中，设小球电荷量不变,在小球由静止下滑的过程中：()A．小球加速度一直增大B．小球速度一直增大，直到最后匀速C．小球速度先增大，再减小，直到停止运动D．杆对小球的弹力一直减小3、如图所示，回旋加速器是用来加速带电粒子使它获得很大动能的装置．其核心部分是两个D型金属盒，置于匀强磁场中，两盒分别与高频电源相连．则下列说法正确的是：(）A．粒子做圆周运动的周期随半径增大而增长B．粒子从磁场中获得能量C．带电粒子加速所获得的最大动能与加速电压的大小有关D．带电粒子加速所获得的最大动能与金属盒的半径有关EMBEDEquation。DSMT4EMBEDEquation。DSMT44、如图所示，在xOy平面的第Ⅱ象限内有半径为R的圆分别与x轴，y轴相切于P，Q两点,圆内存在垂直于xOy平面向外的匀强磁场,在第I象限内存在沿y轴负方向的匀强电场,电场强度为E．一带正电的粒子（不计重力)以速率v0从P点射入磁场后恰好垂直y轴进入电场，最后从M（3R，0）点射出电场,出射方向与x轴正方向夹角α=45°，则：（）A．带电粒子在磁场中运动的轨道半径为1。5RB．磁场的磁感应强度大小为C．带电粒子的比荷为D．带电粒子运动经过y轴时纵坐标值为REMBEDEquation。3EMBEDEquation.3EMBEDEquation。3EMBEDEquation。35、如图所示，一导电金属板置于匀强磁场中，当电流方向向上时,金属板两侧电子多少及电势高低判断正确的是：（)A．左侧电子较多，左侧电势较高B．左侧电子较多，右侧电势较高C．右侧电子较多，左侧电势较高D．右侧电子较多，右侧电势较高6、目前，世界上正在研究一种新型发电机叫磁流体发电机，如图表示它的原理:将一束等离子体喷射入磁场（速度方向垂直纸面进去）,在磁场中有两块金属板A、B，这时金属板上就会聚集电荷，产生电压.以下不正确的是:（）A。B板带正电B。A板带正电C.其他条件不变,只增大射入速度增大D.其他条件不变，只增大磁感应强度增大EMBEDEquation.DSMT47、（多选)如图所示，一个质量为m、电荷量为e的粒子从容器A下方的小孔S，无初速度地飘入电势差为U的加速电场，然后垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场中，最后打在照相底片M上．下列说法正确的是：(）A．粒子进入磁场时的速率B．粒子在磁场中运动的时间C．粒子在磁场中运动的轨道半径D．若容器A中的粒子有初速度,则粒子仍将打在照相底片上的同一位置EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation。DSMT4EMBEDEquation。DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation。DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation。DSMT48、（多选）如图所示为一个质量为m、带电荷量为+q的圆环，可在水平放置的粗糙细杆上自由滑动,细杆处于磁感应强度为B的匀强磁场中，圆环以初速度v0向右运动直至处于平衡状态,则圆环克服摩擦力做的功可能为:（）A．0B．C．D．9、（多选）在空间某一区域里，有竖直向下的匀强电场E和垂直纸面向里的匀强磁场B，且两者正交；有两个带电油滴，都能在竖直平面内做匀速圆周运动，如图所示，则两油滴一定相同的是:(）A．带电性质B．运动周期C．运动半径D．运动速率10、如图所示,在y轴上A点沿平行x轴正方向以发射一个带正电的粒子，在该方向距A点3R处的B点为圆心存在一个半径为R的圆形有界的匀强磁场，磁场方向垂直纸面向外，当粒子通过磁场后打到x轴上的C点，且速度方向与x轴正向成角斜向下，已知带电子粒的电量为q，质量为m，粒子的重力忽略不计,O点到A点的距离为，求：（1）该磁场的磁感应强度B的大小。(2）若撤掉磁场，在该平面内加上一个与y轴平行的有界匀强电场，粒子仍按原方向入射，当粒子进入电场后一直在电场力的作用下打到x轴上的C点且速度。方向仍与x轴正向成角斜向下，则该电场的左边界与y轴的距离为多少？（3）(选做)若撤掉电场，在该平面内加上一个与（1)问磁感应强度大小相同的矩形有界匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里,粒子仍按原方向入射，通过该磁场后打到x轴上的C点且速度方向仍与x轴正向成角斜向下，则所加矩形磁场的最小面积为多少?EMBEDEquation。DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation。DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation。DSMT4EMBEDEquation.DSMT411、如图所示，两平行金属板AB中间有互相垂直的匀强电场和匀强磁场。A板带正电荷，B板带等量负电荷,板间电场强度为E;磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度为B1。平行金属板右侧有一挡板M，中间有小孔O′，OO′是平行于两金属板的中心线。挡板右侧有垂直纸面向外的匀强磁场，磁场应强度为B2.CD为磁场B2边界上的一绝缘板，它与M板的夹角θ=45°,O′C=a，现有大量质量均为m,含有不同电荷量、不同速度的正负带电粒子(不计重力)，自O点沿OO′方向进入电磁场区域,其中有些粒子沿直线OO′方向运动,并进入匀强磁场B2中,求：（1)进入匀强磁场B2的带电粒子的速度；（2）能击中绝缘板CD的粒子中,所带电荷量的最大值;（3)绝缘板CD上被带电粒子击中区域的长度．EMBEDEquation。DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation。DSMT4EMBEDEquation。DSMT4EMBEDEquation。DSMT4EMBEDEquation。DSMT4EMBEDEquation。KSEE3EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation。KSEE3EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation。KSEE3EMBEDEquation。DSMT4EMBEDEquation。KSEE3\＊MERGEFORMATEMBEDEquation.KSEE312、如图所示，两平行金属板AB中间有互相垂直的匀强电场和匀强磁场。A板带正电荷,B板带等量负电荷，板间电场强度为E；磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度为B1.平行金属板右侧有一挡板M，中间有小孔O′,OO′是平行于两金属板的中心线。挡板右侧有垂直纸面向外的匀强磁场，磁场应强度为B2。CD为磁场B2边界上的一绝缘板，它与M板的夹角θ=45°,O′C=a，现有大量质量均为m，含有不同电荷量、不同速度的正负带电粒子（不计重力)，自O点沿OO′方向进入电磁场区域，其中有些粒子沿直线OO′方向运动，并进入匀强磁场B2中，求:（1）进入匀强磁场B2的带电粒子的速度;（2)能击中绝缘板CD的粒子中，所带电荷量的最大值;(3）绝缘板CD上被带电粒子击中区域的长度．EMBEDEquation。DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation。DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation。DSMT4EMBEDEquation.KSEE3EMBEDEquation。DSMT4EMBEDEquation。KSEE3EMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation。KSEE3\＊MERGEFORMATEMBEDEquation.DSMT4EMBEDEquation。KSEE3EMBEDEquation.KSEE3阅读广角阅读广角海外华人诺贝尔奖物理奖获得者(1)李政道：1926年生于上海,1946年移居美国，1962年加入美国国籍，1957年获诺贝尔物理奖(获奖时为中华