粒子在复合场中运动 知识点题库

一质子以速度V穿过互相垂直的电场和磁场区域而没有发生偏转,则(   )

A . 若电子以相同速度V射入该区域,将会发生偏转 B . 无论何种带电粒子,只要以相同速度射入都不会发生偏转 C . 若质子的速度V’<V,它将向下偏转而做类似平抛运动 D . 若质子的速度V’>V,它将向上偏转,其运动轨迹既不是圆弧也不是抛物线。
如图所示,已知一带电小球在光滑绝缘的水平面上从静止开始经电压U加速后,水平进入互相垂直的匀强电场E和匀强磁场B的复合场中(EB已知),小球在此空间的竖直面内做匀速圆周运动,则 (      )

A . 小球可能带正电 B . 小球做匀速圆周运动的半径为 C . 小球做匀速圆周运动的周期为 D . 若电压U增大,则小球做匀速圆周运动的周期增加

如图所示,S处有一电子源,可向纸面内任意方向发射电子,平板MN垂直于纸面,在纸面内的长度L=9.1cm,中点O与S间的距离d=4.55cm,MN与SO直线的夹角为θ,板所在平面有电子源的一侧区域有方向垂直于纸面向外的匀强磁场,磁感应强度B=2.0×10-4T,电子质量m=9.1×10-31kg,电荷量e=-1.6×10-19C,不计电子重力。电子源发射速度v=1.6×106m/s的一个电子,该电子打在板上可能位置的区域的长度为l,则(    )

                  

A . θ=90°时,l=9.1cm  B . θ=60°时,l=9.1cm C . θ=45°时,l=4.55cm   D . θ=30°时,l=4.55cm
如图所示,甲带负电,乙是不带电的绝缘物块,甲乙叠放在一起,置于粗糙的水平地板上,地板上方空间有垂直纸面向里的匀强磁场,现加一水平向左的匀强电场,发现甲、乙无相对滑动一起向右加速运动.在加速运动阶段(   )

A . 甲、乙两物块间的摩擦力不变 B . 甲、乙两物块做加速度减小的加速运动 C . 乙物块与地面之间的摩擦力不断变大 D . 甲、乙两物体可能做匀加速直线运动
如图所示,电源电动势为E,内阻为r,滑动变阻器最大电阻为R,开关K闭合.两平行金属极板a、b间有匀强磁场,一带负电的粒子(不计重力)以速度v水平匀速穿过两极板.下列说法正确的是(   )

A . 若将滑片P向上滑动,粒子将向a板偏转 B . 若将a极板向上移动,粒子将向a板偏转 C . 若增大带电粒子的速度,粒子将向b板偏转 D . 若增大带电粒子带电量,粒子将向b板偏转
如图所示,在光滑绝缘水平面上,质量为m的均匀绝缘棒AB长为L、带有正电,电量为Q且均匀分布.在水平面上O点右侧有匀强电场,场强大小为E,其方向为水平向左,BO距离为x0 , 若棒在水平向右的大小为 的恒力作用下由静止开始运动.求:

  1. (1) 棒的B端进入电场 时的加速度大小和方向;

  2. (2) 棒在运动过程中的最大动能.

  3. (3) 棒的最大电势能.(设O点处电势为零)

如图在坐标系xOy里,有质量为m,电荷量为+q的粒子从原点O沿y轴正方向以初速度v0射出,现要求该粒子能通过点P(l,﹣d),可通过在粒子运动的空间范围内加适当的“场”来实现,粒子重力忽略不计(静电力常量为k)

  1. (1) 若只在x轴上某点固定一带负电的点电荷Q,使粒子在点电荷产生的电场中做匀速圆周运动,并能到达P点,求点电荷Q的电荷量大小;

  2. (2) 若在整个Ⅰ、Ⅱ象限内加垂直纸面向外的匀强磁场,并在第Ⅳ象限内加平行于x轴,沿x轴正方向的匀强电场,也能使粒子运动到达P点.如果此过程中粒子在电、磁场中运动的时间相等,求磁感应强度B的大小和电场强度E的大小.

如图所示,两平行金属板P、Q水平放置,上极板带正电,下极板带负电;板间存在匀强电场和匀强磁场(图中未画出).一个带电粒子在两板间沿虚线所示路径做匀速直线运动.粒子通过两平行板后从O点垂直进入另一个垂直纸面向外的匀强磁场中,粒子做匀速圆周运动,经过半个周期后打在挡板MN上的A点.不计粒子重力.则下列说法不正确的是(  )

A . 此粒子一定带正电 B . P、Q间的磁场一定垂直纸面向里 C . 若另一个带电粒子也能做匀速直线运动,则它一定与该粒子具有相同的荷质比 D . 若另一个带电粒子也能沿相同的轨迹运动,则它一定与该粒子具有相同的荷质比
如图所示,有一对平行金属板,板间加有恒定电压;两板间有匀强磁场,磁感应强度大小为B0 , 方向垂直于纸面向里.金属板右下方以MN、PQ为上、下边界,MP为左边界的区域内,存在垂直纸面向外的匀强磁场,磁场宽度为d,MN与下极板等高,MP与金属板右端在同一竖直线上.一电荷量为q、质量为m的正离子,以初速度v0沿平行于金属板面、垂直于板间磁场的方向从A点射入金属板间,不计离子的重力.

  1. (1) 已知离子恰好做匀速直线运动,求金属板间电场强度的大小;

  2. (2) 若撤去板间磁场B0 , 已知离子恰好从下极板的右侧边缘射出电场,方向与水平方向成30°角,求A点离下极板的高度;

  3. (3) 在(2)的情形中,为了使离子进入磁场运动后从边界MP的P点射出,磁场的磁感应强度B应为多大?

速度相同的一束粒子,由左端射入速度选择器后,又进入质谱仪,其运动轨迹如图 所示,则下列说法中正确的是(   )

A . 该束带电粒子带负电 B . 能通过狭缝S0的带电粒子的速率等于 C . 若保持 B2不变,粒子打在胶片上的位置越远离狭缝 S0 , 粒子的比荷  越小 D . 若增大入射速度,粒子在磁场中轨迹半圆将变大
如图所示,K与虚线MN之间是加速电场,虚线MN与PQ之间是匀强电场,虚线PQ与荧光屏之间是匀强磁场,且MN均与荧光屏三者互相平行,电场和磁场的方向如图所示,图中A点与O点的连线垂直于荧光屏.一带正电的粒子初速度为0,经加速电场加速后从A点离开,速度方向垂直于偏转电场方向射入偏转电场,在离开偏转电场后进入匀强磁场,最后恰好垂直地打在荧光屏上.已知电场和磁场区域在竖直方向足够长,加速电场电压与偏转电场的场强关系为U= ,式中的d是偏转电场的宽度,磁场的磁感应强度B与偏转电场的电场强度E和带电粒子离开加速电场的速度vo关系符合表达式 若题中只有偏转电场的宽度d为已知量,不计粒子重力,则:

  1. (1) 画出带电粒子轨迹示意图;

  2. (2) 磁场的宽度L为多少?

  3. (3) 带电粒子在电场和磁场中垂直于vo方向的偏转距离分别是多少?

如图所示,在xOy直角坐标系中,第Ⅰ象限内分布着方向垂直纸面向里的匀强磁场,第Ⅱ象限内分布着方向沿y轴负方向的匀强电场.初速度为零、带电荷量为q、质量为m的粒子经过电压为U的电场加速后,从x轴上的A点垂直x轴进入磁场区域,经磁场偏转后过y轴上的P点且垂直y轴进入电场区域,在电场中偏转并击中x轴上的C点.已知OA=OC=d.求电场强度E和磁感应强度B的大小(粒子的重力不计).

如图,在xOy平面第一象限内有平行于y轴的匀强电场和垂直于xOy平面的匀强磁场.一质量为m、带电量为+q的小球从y轴上离坐标原点距离为L的A点处,以沿x正向的初速度v0进入第一象限,小球恰好做匀速圆周运动,并从x轴上距坐标原点 的C点离开磁场.求:

  1. (1) 匀强电场电场强度E的大小和方向;
  2. (2) 磁感应强度B的大小和方向;
  3. (3) 如果撤去磁场,并且将电场反向,带电小球仍以相同的初速度从A点进入第一象限,求带电小球到达x轴时的坐标.
一个质量为m、电荷量为q的粒子,从容器下方的小孔S1飘入电势差为U的加速电场,其初速度几乎为零,然后经过S3沿着与磁场垂直的方向进入磁感应强度为B的匀强磁场中,最后打到照相底片D上(如图).

  1. (1) 求粒子进入磁场时的速率.
  2. (2) 求粒子在磁场中运动的轨道半径.
如图所示,水平绝缘粗糙的轨道AB与处于竖直平面内的半圆形绝缘光滑轨道BC平滑连接,半圆形轨道的半径R=0.4m在轨道所在空间存在水平向右的匀强电场,电场线与轨道所在的平面平行,电场强度E=1.0×104N/C现有一电荷量q=+1.0×10-4C,质量m=0.1kg的带电体(可视为质点),在水平轨道上的P点由静止释放,带电体恰好能通过半圆形轨道的最高点C,然后落至水平轨道上的D点.取g=10m/s2 . 试求:

  1. (1) 带电体运动到圆形轨道B点时对圆形轨道的压力大小;
  2. (2) D点到B点的距离XDB
  3. (3) 带电体在从P开始运动到落至D点的过程中的最大动能
如图所示,在竖直平面内有水平向左的匀强电场,在匀强电场中有一根长为L的绝缘细线,细线一端固定在O点,另一端系一质量为m的带电小球。小球静止时细线与竖直方向成θ角,此时让小球获得初速度且恰能绕O点在竖直平面内做圆周运动,重力加速度为g。下列说法正确的是(   )

A . 匀强电场的电场强度 B . 小球动能的最小值为 C . 小球运动至圆周轨迹的最高点时机械能最小 D . 小球从初始位置开始,在竖直平面内运动一周的过程中,其电势能先减小后增大
如图所示,竖直平面内有一直角坐标系xOy,x轴沿水平方向.第二、三象限有垂直于坐标平面向里的匀强磁场,与x轴成θ=30°角的绝缘细杆固定在二、三象限;第四象限同时存在着竖直向上的匀强电场和垂直于坐标平面向里磁感应强度大小为B的匀强磁场,一质量为m,电荷量为q带电小球a穿在细杆上沿细杆匀速下滑,在N点脱离细杆恰能沿圆周轨道运动到x轴上的A点,且速度方向垂直于x轴.已知A点到坐标原点O的距离为 ,小球a与绝缘细杆的动摩擦因数 ,重力加速度为g,空气阻力忽略不计.求:

  1. (1) 带电小球的电性及电场强度的大小E;
  2. (2) 第二、三象限里的磁场的磁感应强度大小B1
  3. (3) 当带电小球a刚离开N点时,从y轴正半轴距原点O为 的P点(图中未画出)以某一初速度水平向右平抛一个不带电的绝缘小球b,b球刚好运动到x轴时与向上运动的a球相碰,则b球的初速度为多大?
如图,足够长的绝缘竖直杆处于正交的匀强电磁场中,电场方向水平向左、场强大小为E,磁场方向水平向里,磁感应强度大小为B。一质量为m,电荷量为-q(q>0)的小圆环套在杆上(环内径略大于杆的直径)无初速下滑。若重力加速度大小为g,圆环与杆之间的动摩擦因数为 qE<mg),圆环电荷量不变,则能反映圆环下滑过程中速度v随时间t变化关系的图象是(   )

图片_x0020_100008

A . 图片_x0020_100009 B . 图片_x0020_100010 C . 图片_x0020_100011 D . 图片_x0020_100012
如图所示,粗糙水平面与竖直面内的光滑圆形轨道平滑连接,在连接点P上有一不带电的小球B保持静止,水平面上方充满水平向左的匀强电场。现有一带电量为+q的小球A从水平面上某点由静止释放,而后在小孔处与小球B发生碰撞(碰撞时间极短),碰后两球粘在一起。已知mA=1kg,mB=2kg,小球A与水平轨道间的动摩擦因数为 ,释放点与B球相距为d=2m,电场强度 ,重力加速度为g=10m/s2(两球均可视为质点,小球A运动、碰撞过程中均无电量损失,不计空气阻力)。求:

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  1. (1) 小球A与B碰撞前瞬间的速度大小;
  2. (2) 小球A与B碰撞过程中损失的能量
  3. (3) 若要求两球碰后不脱离圆轨道,则圆轨道的半径R应满足什么条件?
如图所示,在平面直角坐标系轴上方存在有界匀强电场区域,电场区域的上边界和轴相交于A点,下边界与轴重合,电场强度的方向沿轴负方向,大小为。在轴下方存在长为、宽度为的矩形匀强磁场区域,磁场区域的上边界与轴重合,坐标原点与磁场区域上边界的中点重合,磁感应强度大小为B,方向垂直坐标平面向里。一个质量为 , 电荷量为的粒子从A点由静止释放,不计粒子重力。

  1. (1) 若带电粒子从磁场右侧边界离开磁场,求电场上边界的纵坐标的最大值;
  2. (2) 若带电粒子从磁场右侧边界的中点离开磁场区域,求粒子在磁场中运动的最长时间。
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