带电体在变化场中.ppt

带电体在变化场中的运动 类似n的问题 如左图，在真空中足够大的绝缘水平地面上，一个质量为m=0.2kg，带电量为 的小物块处于静止状态，小物块与地面间的动摩擦因数 。从t=0时刻开始，空间加上一个如右图所示的场强大小和方向呈周期性变化的电场，（取水平向右的方向为正方向，取10m/s2。）求：（1）23秒内小物块的位移大小； （2）23秒内电场力对小物块所做的功。 解析：（1）0～2s内物块加速度 位移 2s末的速度为 2～4s内物块加速度 4s末的速度为 位移 因此小物块做周期为4s的加速和减速运动，第22s末的速度也为 ， 第23s末的速度 ( ) 所求位移为 （2）23秒内，设电场力对小物块所做的功为W，由动能定理： 求得 如下图所示，真空中两水平放置的平行金属板A、B相距为d，板长为L，今在A、B两板间加一如下图所示的周期性变化的交变电压从t=0时刻开始，一束初速度均为v0的电子流沿A、B两板间的中线从左端连续不断地水平射入板间的电场，要想使电子束都能从A、B右端水平射出，则所加交变电压的周期T和所加电压U0的大小应满足什么条件？ 解析：根据题意可知，电子在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做变速直线运动，可画出电子在竖直方向上的速度一时间（vy—t）图线，如右图所示，因电子进入板间电场和出离板间电场时，其竖直分速度均为零，所以电子在电场中的运行时间t必为交变电压周期T的整数倍： t=nT （n＝1、2、……） 而 故 （n＝1、2、……） 对于在 （k＝0、1、2、……）时刻射入的电子，根据vy—t图知，其出离板间电场时侧向位移最大，故只需考虑这些时刻射入的电子满足的条件。对这些时刻射入的电子，在一个周期内侧向位移（即vy—t图中所画阴影部分的面积） 为： 在t=nT内，总侧移y总=ny，当y总≤ 时，电子均可飞出板间电场，即： ≤ 解得：U0≤ （n＝1、2、……） 电子扩束装置由电子加速器、偏转电场和偏转磁场组成．偏转电场由加了电压的相距为d的两块水平平行放置的导体板形成，匀强磁场的左边界与偏转电场的右边界相距为s，如图甲所示．大量电子（其重力不计）由静止开始，经加速电场加速后，连续不断地沿平行板的方向从两板正中间射入偏转电场．当两板不带电时，这些电子通过两板之间的时间为2t0，当在两板间加如图乙所示的周期为2t0、幅值恒为U0的电压时，所有电子均从两板间通过，进入水平宽度为l，竖直宽度足够大的匀强磁场中，最后通过匀强磁场打在竖直放置的荧光屏上．问： （1）电子在刚穿出两板之间时的最大侧向位移与最小侧向位移之比为多少？ （2）要使侧向位移最大的电子能垂直打在荧光屏上，匀强磁场的磁感应强度为多少？ （3）在满足第（2）问的情况下，打在荧光屏上的电子束的宽度为多少？（已知电子的质量为m、电荷量为e） 如图a所示的平面坐标系xOy，在整个区域内充满了匀强磁场，磁场方向垂直坐标平面，磁感应强度B随时间变化的关系如图b所示，开始时刻，磁场方向垂直纸面向内(如图)．t＝0时刻，有一带正电的粒子(不计重力)从坐标原点O沿x轴正向进入磁场，初速度为v0＝2?103m/s．已知正粒子的比荷为1.0?104C/kg，其它有关数据见图中标示．试求： （1）t＝ ?10-4s时刻，粒子的坐标； （2）粒子从开始时刻起经多长时间到达y轴； （3）粒子是否还可以返回原点？如果可以，则经多长时间返回原点？ 如图甲所示，在边界MN左侧存在斜方向的匀强电场E1，在MN的右侧有竖直向上、场强大小为E2=0.4N/C的匀强电场，还有垂直纸面向内的匀强磁场B（图甲中未画出）和水平向右的匀强电场E3（图甲中未画出），B和E3随时间变化的情况如图乙所示，P1P2为距MN边界2.28m的竖直墙壁，现有一带正电微粒质量为4×10-7kg，电量为1×10-5C，从左侧电场中距MN边界 m的A处无初速释放后，沿直线以1m/s速度垂直MN边界进入右侧场区，设此时刻t=0， 取g =10m/s2．求： （1）MN左侧匀强电场的电场强度E1（sin37o=0.6）； （2）带电微粒在MN右侧场区中运动了1.5s时的速度；（3）带电微粒在MN右侧场区中运动多长时间与墙壁碰撞？（ ≈0.19） 在如图所示的空间里，存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为 。在竖直方向存在交替变