复合场教师用2.doc

模拟题选 1、（1分）MN、PQ是平行金属板，板长为L，两板间距离为d，在PQ板的上方有垂直纸面向里的匀强磁场。一个电荷量为q、质量为m的带负电粒子以速度v0从MN板边缘沿平行于板的方向射入两板间，结果粒子恰好从PQ板左边缘飞进磁场，然后又恰好从PQ板的右边缘飞进电场。不计粒子重力。试求： （1）两金属板间所加电压U的大小； （2）匀强磁场的磁感应强度B的大小； （3）在图中画出粒子再次进入电场的运动轨迹，并标出粒子再次从电场中飞出的位置与速度方向。 【解析】（1）解法一：如图所示，设带电粒子在平行金属板匀强电场中运动的时间为t，由类平抛运动可知： ?????????????????????? ① ???????????????????? ② ??????????????????????? ③ ??????????????????????? ④ 联立求解①~④式解得： ???????????? ⑤ 解法二：设带电粒子第一次飞出电场时的速度为v即由动能定理 和①③④联立可得。 （2）解法一：带电粒子以速度v飞出电场后射入匀强磁场做匀速圆周运动，如上图所示，由 联立以上有关方程可得 解法二：由下列常规方法求解： 联立以上有关方程式求解可得：。 2．（分）xoy平面内，MN和x轴之间有平行于y轴的匀强电场和垂直于xoy平面的匀强磁场，y轴上离坐标原点4 L的A点处有一电子枪，可以沿+x方向射出速度为v0的电子（质量为m，电量为e）。如果电场和磁场同时存在，电子将做匀速直线运动.如果撤去电场，只保留磁场，电子将从x轴上距坐标原点3L的C点离开磁场.不计重力的影响，求： （1）磁感应强度B和电场强度E的大小和方向； （2）如果撤去磁场，只保留电场，电子将从D点（图中未标出）离开电场，求D点的坐标； （3）电子通过D点时的动能。 解析： （1）只有电场时，电子做类平抛运动到D点， 则沿Y轴方向有 ?????????????①---（2分） 沿方向有? ????????????????????②…（2分） 由①②得? ,沿轴负方向???????? ③--（2分） 电子做匀速运动时有???????? ④--（2分） 由③④解得 ?，垂直纸面向里?? ⑤--（2分） （2）只有磁场时,电子受洛伦兹力做圆周运动，设轨道半径为R，由牛顿第二定律有 ? ⑥--（3分），由⑤⑥得R=2L ⑦--（1分） 电子在磁场中运动的轨道如图所示，由几何关系得 ,????????????????? ⑧ --（2分） 所以=,即D点的坐标为（）⑨--（1分） 电子在磁场中运动的周期为T，?? ⑩--（1分） 电子在磁场中运动的时间为 --（2分） 3．（12分）如图所示，在y＞0的空间中，存在沿y轴正方向的匀强电场E；在y＜0的空间中，存在沿y轴负方向的匀强电场，场强大小也为E，一电子（电量为－e，质量为m）在y轴上的P（0，d）点以沿x轴正方向的初速度v0开始运动，不计电子重力，求： （1）电子第一次经过x轴的坐标值 （2）电子在y方向上运动的周期 （3）电子运动的轨迹与x轴的各个交点中，任意两个相邻交点间的距离 （4）在图上画出电子在一个周期内的大致运动轨迹 4．（16分）如图所示，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U=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？ 7、如图所示，在直角坐标系的第Ⅱ象限和第Ⅳ象限中的直角三角形区域内，分布着磁感应强度均为B＝5.0×10－3T的匀强磁场，方向分别垂直纸面向外和向里。质量为m＝6.64×10－27㎏、电荷量为q＝＋3.2×10－19C的α粒子（不计α粒子重力），由静止开始经加速电压为U＝1205V的电场（图中未画出）加速后，从坐标点M（－4，）处平行于x轴向右运动，并先后通过两个匀强磁场区域。 (1)请你求出α粒子在磁场中的运动半径； (2)你在图中画出α粒子从直线x＝－4到直线x＝4之间的运动轨迹，并在图中标明轨迹与直线x＝4交点的坐标； (3)求出α粒子在两个磁场区域偏转所用的总时间。 （1）圆形匀强磁场的最小面积。 （2）c点到b点的距离s。 解析： （1）粒子在磁场中做匀速圆周运动， 轨迹半径为R，则有R= 粒子经过磁场区域速度偏转角为120°，这表明在磁场区域中轨迹为半径为R的圆弧，此圆弧应与入射和出射方向相切。作出粒子运