高中物理帶電粒子在磁場中的運(yùn)動技巧(很有用)及練習(xí)題-免費閱讀
【正文】 （2）①，②【解析】試題分析：（1）電子在MN間只受電場力作用，從金屬板的右側(cè)下邊沿射出，有（1分）（1分）（1分）（1分）解得（1分）速度偏向角（1分）（1分）（2）電子恰能（或恰不能）打在熒光屏上，有磁感應(yīng)強(qiáng)度的臨界值，此時電子在磁場中作圓周運(yùn)動的半徑為R（2分）又有（2分）由⑦⑧解得：（1分）磁感應(yīng)強(qiáng)度越大，電子越不能穿出磁場，所以取磁感應(yīng)強(qiáng)度時電子能打在熒光屏上（得不扣分）． （1分）如圖所示，電子在磁感應(yīng)強(qiáng)度為時，打在熒光屏的最高處，由對稱性可知，電子在磁場右側(cè)的出射時速度方向與進(jìn)入磁場的方向相同，即． （1分）出射點位置到SO連線的垂直距離（1分）電子移開磁場后做勻速直線運(yùn)動，則電子打在熒光屏的位置坐標(biāo)（1分）解得（1分）當(dāng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零時，電子離開電場后做直線運(yùn)動，打在熒光屏的最低點，其坐標(biāo)為（1分）電子穿出磁場后打在熒光民屏上的位置坐標(biāo)范圍為：到（2分）考點：帶電粒子在磁場中受力運(yùn)動．14．如圖所示，在豎直平面內(nèi)有一直角坐標(biāo)系xOy，在直角坐標(biāo)系中y軸和x＝L之間有沿y軸正方向的勻強(qiáng)電場，電場強(qiáng)度大小為E，在電場的右側(cè)以點(3L,0)為圓心、L為半徑的圓形區(qū)域內(nèi)有垂直于坐標(biāo)平面向里的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，在y軸上A點(0，L)處沿x軸正方向射出一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶負(fù)電的粒子，粒子經(jīng)電場偏轉(zhuǎn)后，沿半徑方向射入磁場，并恰好豎直向下射出磁場，粒子的重力忽略不計，求：(結(jié)果可含根式)(1)粒子的初速度大小；(2)勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大?。敬鸢浮浚?） （2）【解析】【詳解】（1）粒子射入電場中并在電場中發(fā)生偏轉(zhuǎn)，由于能沿半徑方向進(jìn)入磁場，因此其處電場 后的軌跡如圖所示，出電場后的速度方向的反向延長線交于在電場運(yùn)動的水平位移的中點：則由幾何關(guān)系可知粒子在電場中的豎直位移y滿足解得豎直方向水中方向在電場中根據(jù)牛頓第二定律聯(lián)立可以得到（2）設(shè)粒子進(jìn)磁場時的軌跡與磁場邊界交點為C，由于粒子出磁場時方向沿y軸負(fù)方向，因此粒子在磁場中做圓周運(yùn)動的圓心在點，連接和C點，交x軸與D點，做垂直x軸，垂直為F．由幾何關(guān)系解得由于，故與全等，可以得到則因此粒子在磁場中做圓周運(yùn)動的半徑為粒子出電場時速度沿y軸負(fù)方向的分速度因此粒子進(jìn)磁場時的速度為粒子在磁場中做勻速圓周運(yùn)動有解得點睛：本題考查了粒子在電場與磁場中的運(yùn)動，分析清楚 粒子運(yùn)動過程、作出粒子運(yùn)動軌跡是解題的前提與關(guān)鍵，應(yīng)用類平拋運(yùn)動規(guī)律、牛頓第二定律即可解題．15．利用電場和磁場，可以將比荷不同的離子分開，這種方法在化學(xué)分析和原子核技術(shù)等領(lǐng)域有重要的應(yīng)用．如圖所示的矩形區(qū)域ACDG(AC邊足夠長)中存在垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場，A處有一狹縫．離子源產(chǎn)生的離子，經(jīng)靜電場加速后穿過狹縫沿垂直于GA邊且垂直于磁場的方向射入磁場，運(yùn)動到GA邊，被相應(yīng)的收集器收集．整個裝置內(nèi)部為真空．已知被加速的兩種正離子的質(zhì)量分別是m1和m2(m1m2)，電荷量均為q．加速電場的電勢差為U，離子進(jìn)入電場時的初速度可以忽略．不計重力，也不考慮離子間的相互作用．(1)求質(zhì)量為m1的離子進(jìn)入磁場時的速率v1； (2)當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B時，求兩種離子在GA邊落點的間距s； (3)在前面的討論中忽略了狹縫寬度的影響，實際裝置中狹縫具有一定寬度．若狹縫過寬，可能使兩束離子在GA邊上的落點區(qū)域交疊，導(dǎo)致兩種離子無法完全分離．設(shè)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小可調(diào)，GA邊長為定值L，狹縫寬度為d，狹縫右邊緣在A處．離子可以從狹縫各處射入磁場，入射方向仍垂直于GA邊且垂直于磁場．為保證上述兩種離子能落在GA邊上并被完全分離，求狹縫的最大寬度．【答案】（1）（2） （3）dm＝L【解析】（1）動能定理角，勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向垂直紙面向外，在電場中有一點P，P點到邊界MN的豎直距離為d。即垂直于AB方向出射．（2）帶電粒子出電場時豎直方向的偏轉(zhuǎn)的位移，即粒子由P1點垂直AB射入磁場，由幾何關(guān)系知在磁場ABC區(qū)域內(nèi)做圓周運(yùn)動的半徑為由知：（3）分析知當(dāng)軌跡與邊界GH相切時，對應(yīng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B2最大，運(yùn)動軌跡如圖所示：由幾何關(guān)系得：故半徑又故所以B2應(yīng)滿足的條件為大于．考點：帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動.6．如圖所示,在平面直角坐標(biāo)系xOy平面內(nèi),直角三角形abc的直角邊ab長為6d，與y軸重合,∠bac=30176。(1)試求質(zhì)子束經(jīng)過加速電場加速后(未進(jìn)入磁場)的速度ν和磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度B；(2)如果某次實驗時將磁場O的圓心往上移了，其余條件均不變，質(zhì)子束能在OO′ 連線的某位置相碰，求質(zhì)子束原來的長度l0應(yīng)該滿足的條件?！敬鸢浮?1) ；(2) 【解析】【詳解】解：(1)對于單個質(zhì)子進(jìn)入加速電場后，則有：又：解
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