第九章 微专题64 带电粒子在组合场中的运动 学生.doc

第九章 微专题64 带电粒子在组合场中的运动 1．(多选)如图所示，在平行竖直虚线a与b、b与c、c与d之间分别存在着垂直于虚线的匀强电场、平行于虚线的匀强电场、垂直纸面向里的匀强磁场，虚线d处有一荧光屏．大量正离子(初速度和重力均忽略不计)从虚线a上的P孔处进入电场，经过三个场区后有一部分打在荧光屏上．关于这部分离子，若比荷越大，则离子(　　) A．经过虚线c的位置越低B．经过虚线c的速度越大 C．打在荧光屏上的位置越低D．打在荧光屏上的位置越高 2．如图所示，在xOy直角坐标系中，第Ⅰ象限内分布着方向垂直纸面向里的匀强磁场，第Ⅱ象限内分布着沿y轴负方向的匀强电场．初速度为零、带电荷量为q、质量为m的粒子经过电压为U的电场加速后，从x轴上的A点垂直x轴进入磁场区域，重力不计，经磁场偏转后过y轴上的P点且垂直于y轴进入电场区域，在电场中偏转并击中x轴上的C点．已知OA＝OC＝d.则磁感应强度B和电场强度E可表示为(　　) A．B＝，E＝ B．B＝，E＝ C．B＝，E＝ D．B＝，E＝ 3．(多选)如图所示，在x轴的上方有沿y轴负方向的匀强电场，电场强度为E，在x轴下方的等腰直角三角形CDM区域内有垂直于xOy平面向外的匀强磁场，磁感应强度为B，其中C、D在x轴上，它们到原点O的距离均为a，现将质量为m、带电荷量为q的正粒子从y轴上的P点由静止释放，设P点到O点的距离为h，不计重力作用与空气阻力的影响．下列说法正确的是(　　) A．若h＝，则粒子垂直于CM射出磁场 B．若h＝，则粒子平行于x轴射出磁场 C．若h＝，则粒子垂直于CM射出磁场 D．若h＝，则粒子平行于x轴射出磁场 4．如图所示，在xOy平面内，y轴左侧有沿x轴正方向的匀强电场，电场强度大小为E；在0xL区域内，x轴上、下方有相反方向的匀强电场，电场强度大小均为2E；在xL的区域内有垂直于xOy平面的匀强磁场，磁感应强度大小不变、方向做周期性变化．一电荷量为q、质量为m的带正电粒子(粒子重力不计)，由坐标为(－L，)的A点静止释放． (1)求粒子第一次通过y轴时速度大小； (2)求粒子第一次射入磁场时的位置坐标及速度； (3)现控制磁场方向的变化周期和释放粒子的时刻，实现粒子能沿一定轨道做往复运动，求磁场的磁感应强度B的大小取值范围． 5．如图所示，矩形abcd相切于半圆，小孔M、N连线延长线经过圆心O点且与ad垂直．一束质量为m、带电荷量为＋q的离子(不计重力)以不同速率沿MN方向从M孔射入． (1)金属板间电压为U0时，求从N孔射出的离子的速度大小； (2)要使离子能打到ab上，求金属板间电压U的取值范围． 6．如图所示的xOy坐标系中，在第Ⅰ象限内存在沿y轴负方向的匀强电场，第Ⅳ象限内存在垂直纸面向外的匀强磁场．一质量为m、电荷量为q的带正电粒子，从y轴上的P点垂直进入匀强电场，经过x轴上的Q点以速度v进入磁场，方向与x轴正向成30°角．若粒子在磁场中运动后恰好能再回到电场，已知OQ＝3L，粒子的重力不计，电场强度E和磁感应强度B大小均未知．求： (1)OP的距离； (2)磁感应强度B的大小； (3)若在O点右侧22L处放置一平行于y轴的挡板，粒子能击中挡板并被吸收，求粒子从P点进入电场到击中挡板的时间． 7．如图，在直角坐标系xOy平面内，虚线MN平行于y轴，N点坐标为(－l,0)，MN与y轴之间有沿y轴正方向的匀强电场，在第四象限的某区域有方向垂直于坐标平面的矩形有界匀强磁场(图中未画出)．现有一质量为m、电荷量为－e的电子，从虚线MN上的P点，以平行于x轴正方向的初速度v0射入电场，并从y轴上A点(0,0.5l)射出电场，射出时速度方向与y轴负方向成30°角，此后，电子做匀速直线运动，进入磁场并从矩形有界磁场边界上Q点射出，速度沿x轴负方向，不计电子重力，求： (1)匀强电场的电场强度E的大小； (2)匀强磁场的磁感应强度B的大小和电子在磁场中运动的时间t； (3)矩形有界匀强磁场区域的最小面积Smin.  1．BD　[当离子在a与b之间，根据动能定理得mv2＝qU，则v＝ ，故比荷越大，经过b的速度越大；在b与c之间，粒子做类平抛运动，设bc宽为L，电场强度为E，y＝at2＝··＝，经过虚线c的位置与比荷无关，A错误；比荷越大，经过c的速度越大，即进入磁场的速度就越大，B正确；当离子进入磁场时，做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，即qvB＝，则R＝，故可知比荷越大，R越小，打在荧光屏上的位置越高，C错误，D正确．] 2．B　[设带电粒子经电压为U的电场加速后的速度为v，有qU＝mv2；带电粒子进入磁场后，洛伦兹力提供向心力，qBv＝，依题意可知r＝d，解得B＝；带电粒子在