高中物理第5章磁場(chǎng)與回旋加速器章末總結(jié)滬科版選修3-1(更新版)
【正文】 里，一個(gè)帶電油滴能沿一條與豎直方向成 α角的直線 MN運(yùn)動(dòng) (MN在垂直于磁場(chǎng)方向的平面內(nèi) )，如 圖 7 所示，則以下判斷中正確的是 ( ) 圖 7 A．油滴一定帶正電 B．油滴一定帶負(fù)電 C．如果電場(chǎng)方向水平向右，油滴是從 M 點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到 N 點(diǎn) D．如果電場(chǎng)方向水平向左，油滴是從 M 點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到 N 點(diǎn) 答案 D 解析 粒子所受力只有重力的方向是確定的，豎直向下，根據(jù)力的合成與分解可知磁場(chǎng)力的方向必須是垂直 MN 斜向上的，電場(chǎng)力的方向必須是水平向左的，所以如果電場(chǎng)方向水平向左，那么粒子帶正電，從 M 點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到 N點(diǎn)，如果電場(chǎng)方向水平向右，那么粒子帶負(fù)電，從 N 運(yùn)動(dòng)到 M，故 D 正確． 4． (帶電粒子在組合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng) )如圖 8 所示，在矩形 ABCD 內(nèi)對(duì)角線 BD 以上的區(qū)域存在有平行于 AD 向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)，對(duì)角線 BD 以下的區(qū)域存在有垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng) (圖中未標(biāo)出 )，矩形 AD 邊長(zhǎng) L， AB 邊長(zhǎng)為 m、電荷＋ q 的帶電粒子 (不計(jì)重力 )以初速度 v0 從 A點(diǎn)沿 AB 方向進(jìn)入電場(chǎng)，從對(duì)角線 BD 的中點(diǎn) P 處進(jìn)入磁場(chǎng)，并從 DC 邊上的 Q 點(diǎn)垂直于 DC 離開(kāi)磁場(chǎng)，試求： 圖 8 (1)電場(chǎng)強(qiáng)度的大小； (2)帶電粒子經(jīng)過(guò) P 點(diǎn)時(shí)速度的大小和方向 ； (3)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向． 答案 (1)2mv20qL (2) 3v0 方向垂直 BD 向下 (3)2mv0qL 方向垂直紙面向外 解析 (1) 帶電粒子受電場(chǎng)力作用做類平拋運(yùn)動(dòng)，則 L2＝12at2 2L2 ＝ v0t Eq＝ ma 解得 E＝ 2mv20qL (2)在豎直方向上做勻變速運(yùn)動(dòng)，設(shè)豎直方向分速度為 vy，則有 2 aL2＝ v2y 得 vy＝ aL＝ 2v0 到 P 點(diǎn)時(shí)速度為 v＝ v20＋ v2y＝ 3v0 (3)粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)軌跡的圓心就在 D 點(diǎn)，則 R＝ 12 BD ＝ 32 L qvB0＝ mv2R B0＝ 2mv0qL 方向垂直紙面向 外
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