高中物理速度选择器和回旋加速器答题技巧及练习题.pdfVIP

高中物理速度选择器和回旋加速器答题技巧及练习题 一、速度选择器和回旋加速器 1．边长 L＝0.20 ｍ的正方形区域内存在匀强磁场和匀强电场，其电场强度为 E＝ m 4 -8 1 × 10V/m ，磁感强度 B＝0.05T，磁场方向垂直纸面向里，当一束质荷比为 ＝5 ×10 kg/C q 的正离子流，以一定的速度从电磁场的正方形区域的边界中点射入，离子流穿过电磁场区 域而不发生偏转，如右图所示，不计正离子的重力，求： 1 （ ）电场强度的方向和离子流的速度大小 （2 ）在离电磁场区域右边界 D=0.4m 处有与边界平行的平直荧光屏．若撤去电场，离子流 击中屏上 a 点；若撤去磁场，离子流击中屏上 b 点，则 ab 间的距离是多少？． 【答案】（ 1）竖直向下； 5 （2 ） 1.34m 2 10 m / s 【解析】 【详解】 （1）正离子经过正交场时竖直方向平衡，因洛伦兹力向上，可知电场力向下，则电场方向 竖直向下； 由受力平衡得 qE = qvB 离子流的速度 E 5 v 2 10 m / s B 2 （ ）撤去电场，离子在磁场中做匀速圆周运动，所需向心力由洛伦兹力提供，则有 2 v qvB m r 故 mv r 0.2m qB 离子离开磁场后做匀速直线运动，作出离子的运动轨迹如图一所示 图一 由几何关系可得，圆心角 60 x1 L D Rsin (0.6 0.1 3)m y x tan (0.6 3 0.3)m=0.74m 1 1 若撤去磁场，离子在电场中做类平抛运动，离开电场后做匀速直线运动，运动轨迹如图二 所示 图二 通过电场的时间 L 6 t 1 10 s v 加速度 qE 11 a 2 10 m / s m 在电场中的偏移量 1 2