36帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動（四）

1、江蘇省海門中學(xué)2012級物理自主練習(xí) 選修3-13.6 帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動（四）隨堂訓(xùn)練 -銜接場中的運(yùn)動 班級 姓名 例1、如圖所示，兩個共軸的圓筒形金屬電極，其上均勻分布著平行于軸線的四條狹縫、和，外筒的外半徑為在圓筒之外的足夠大區(qū)域中有平行于軸線方向的均勻磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為在兩極間加上電壓，使兩筒之間的區(qū)域內(nèi)有沿半徑向外的電場一質(zhì)量為、帶電量的粒子，從緊靠內(nèi)筒且正對狹縫的點(diǎn)出發(fā)，初速度為零如果該粒子經(jīng)過一段時間的運(yùn)動之后恰好又回到出發(fā)點(diǎn)S，則兩極之間的電壓U應(yīng)是多少?（不計(jì)重力，整個裝置在真空中）例2、如圖所示，空間分布著有理想邊界的勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場左側(cè)勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)大小為

2、E、方向水平向右，電場寬度為L；中間區(qū)域勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直紙面向外；右側(cè)勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直紙面向里一個質(zhì)量為、電量為、不計(jì)重力的帶正電的粒子從電場的左邊緣的O點(diǎn)由靜止開始運(yùn)動，穿過中間磁場區(qū)域進(jìn)入右側(cè)磁場區(qū)域后，又回到O點(diǎn)，然后重復(fù)上述運(yùn)動過程求：（1）中間磁場區(qū)域的寬度；（2）帶電粒子從O點(diǎn)開始運(yùn)動到第一次回到O點(diǎn)的所用時間t例3、如下圖所示，在xoy直角坐標(biāo)系中，第象限內(nèi)分布著方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，第象限內(nèi)分布著方向沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場。初速度為零、帶電量為q、質(zhì)量為m的離子經(jīng)過電壓為U的電場加速后，從x上的A點(diǎn)垂直x軸進(jìn)入磁場區(qū)域，經(jīng)磁場偏

3、轉(zhuǎn)后過y軸上的P點(diǎn)且垂直y軸進(jìn)入電場區(qū)域，在電場偏轉(zhuǎn)并擊中x軸上的C點(diǎn)。已知OA=OC=d。求電場強(qiáng)度E和磁感強(qiáng)度B的大小例4、一質(zhì)量為、帶電量為的粒子以速度從點(diǎn)沿軸的正方向射入磁感應(yīng)強(qiáng)度為的一圓形勻強(qiáng)磁場區(qū)域，磁場方向垂直于紙面，粒子飛出磁場區(qū)域后，從處穿過軸，速度方向與軸正方向夾角為，如圖所示，粒子的重力不計(jì)，試求：（）圓形磁場區(qū)域的最小面積；（）粒子從點(diǎn)進(jìn)入磁場區(qū)域到達(dá)點(diǎn)所經(jīng)歷的時間；（）點(diǎn)的坐標(biāo)。課后練習(xí)1、如圖所示，在第二象限內(nèi)有水平向右的勻強(qiáng)電場，電場強(qiáng)度為E，在第一、第四象限內(nèi)分別存在如圖所示的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等. 有一個帶電粒子以初速度v0垂直x軸，從x軸上的P點(diǎn)進(jìn)入

4、勻強(qiáng)電場，恰好與y軸成45角射出電場，再經(jīng)過一段時間又恰好垂直于x軸進(jìn)入下面的磁場.已知OP之間的距離為d，則帶電粒子（ ）A在電場中運(yùn)動的時間為 B在磁場中做圓周運(yùn)動的半徑為C自進(jìn)入磁場至第二次經(jīng)過x軸所用時間為D自進(jìn)入電場至在磁場中第二次經(jīng)過x軸的時間為2、如圖所示，x軸上方是磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場，下方是場強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場、方向如圖，屏MN距y軸為S，今有一質(zhì)量為m，電量為q的正粒子（不計(jì)重力）從坐標(biāo)原點(diǎn)O沿y軸正方向射入磁場，若要粒子垂直打在屏MN上求：粒子從原點(diǎn)射入時的速度v；粒子從射入磁場到垂直打在屏MN上所需時間t3、如圖所示，在xOy平面內(nèi)的第象限中有沿y方向的勻強(qiáng)電場，場強(qiáng)

5、大小為E在第I和第II象限有勻強(qiáng)磁場，方向垂直于坐標(biāo)平面向里有一個質(zhì)量為m，電荷量為e的電子，從y軸的P點(diǎn)以初速度v0垂直于電場方向進(jìn)入電場（不計(jì)電子所受重力），經(jīng)電場偏轉(zhuǎn)后，沿著與x軸負(fù)方向成450角進(jìn)入磁場，并能返回到原出發(fā)點(diǎn)P.(1)簡要說明電子的運(yùn)動情況，并畫出電子運(yùn)動軌跡的示意圖；(2)求P點(diǎn)距坐標(biāo)原點(diǎn)的距離(3)電子從P點(diǎn)出發(fā)經(jīng)多長時間再次返回P點(diǎn)4、圖為可測定比荷的某裝置的簡化示意圖，在第一象限區(qū)域內(nèi)有垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B=2.010-3T,在X軸上距坐標(biāo)原點(diǎn)L=0.50m的P處為離子的入射口，在Y上安放接收器，現(xiàn)將一帶正電荷的粒子以v=3.5104m/s的速率從P處射入磁場，若粒子在y軸上距坐標(biāo)原點(diǎn)L=0.50m的M處被觀測到，且運(yùn)動軌跡半徑恰好最小，設(shè)帶電粒子的質(zhì)量為m,電量為q,不記其重力。（1）求上述粒子的比荷；（2）為了在M處觀測到按題設(shè)條件運(yùn)動的上述粒子，在第一象限內(nèi)的磁場可以局限在一個矩形區(qū)域內(nèi)，求此矩形磁場區(qū)域的最小面積，并在圖中畫出該矩形。5*、如圖所示，直線MN下方無磁場，上方空間存在兩個勻強(qiáng)磁場，其分界線是半徑為R的半圓，兩側(cè)的磁場方向相反且垂直于紙面，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小都為B。