粒子在复合场中运动 知识点题库

如图所示,有一带电小球,从两竖直的带电平行板上方某高度处自由落下,两板间匀强磁场方向垂直纸面向外,则小球通过电场、磁场空间时(   )

A . 可能做匀加速直线运动 B . 一定做曲线运动 C . 只有重力做功 D . 电场力对小球一定做正功
如图所示,两个相同的半圆形光滑绝缘轨道分别竖直放置在匀强电场E和匀强磁场B中,轨道两端在同一高度上,两个相同的带正电小球ab同时从轨道左端最高点由静止释放,且在运动中始终能通过各自轨道的最低点MN , 则(   )

A . 两小球某次到达轨道最低点时的速度可能有vN=vM B . 两小球都能到达轨道的最右端 C . 小球b第一次到达N点的时刻与小球a第一次到达M点的时刻相同 D . a小球受到的电场力一定不大于a的重力,b小球受到的最大洛伦兹力可能大于b的重力
如图所示,一个带负电的油滴以水平向右的速度v进入一个方向垂直纸面向外的匀强磁场B后,保持原速度做匀速直线运动,如果使匀强磁场发生变化,则下列判断中错误的是(  )

A . 磁场B减小,油滴动能增加 B . 磁场B增大,油滴机械能不变 C . 使磁场方向反向,油滴动能减小 D . 使磁场方向反向后再减小,油滴重力势能减小

如图,在两水平极板间存在匀强电场和匀强磁场,电场方向竖直向下,磁场方向垂直于纸面向里.一带电粒子以某一速度沿水平直线通过两极板.若不计重力,下列四个物理量中哪一个改变时,粒子运动轨迹不会改变?(   )

A . 粒子速度的大小 B . 粒子所带的电荷量 C . 电场强度 D . 磁感应强度

如图所示,平行金属板P、Q水平放置,两板间距离为d,板间存在垂直于平行金属板的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B1 , 两板间电势差为U.现有质量为m、电荷量为q的带正电的粒子,以某一速度沿垂直电场和磁场方向射入金属板P、Q间,恰好沿直线通过平行金属板.粒子离开金属板匀速飞行一段距离后进入另一边界为圆形的匀强磁场区域(未画出),圆形区域内磁场的磁感应强度大小为B2 , 方向垂直纸面向外,粒子在圆形区域内速度方向改变90°时离开圆形区域,不计粒子所受重力,整个装置处在真空中.求:

  1. (1) 粒子速度大小;

  2. (2) 粒子在圆形区域内做匀速圆周运动的轨道半径;

  3. (3) 圆形区域的最小面积.

如图,在平面直角坐标系xOy内,第Ⅰ象限存在沿y轴负方向的匀强电场,第Ⅳ象限以ON为直径的半圆形区域内,存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场,磁感应强度为B.一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子,从y轴正半轴上y=h处的M点,以速度v0垂直于y轴射入电场,经x轴上x=2h处的P点进入磁场,最后以垂直于y轴的方向射出磁场.不计粒子重力.求:

  1. (1) 电场强度大小E;

  2. (2) 粒子在磁场中运动的轨道半径r;

  3. (3) 粒子从进入电场到离开磁场经历的总时间t.

如图所示,带电平行板间匀强电场竖直向上,匀强磁场方向垂直纸面向里,某带电小球从光滑轨道上的a点自由滑下,经轨道端点P进入板间后恰好沿水平方向做直线运动.现使小球从稍低些的b点开始自由滑下,在经过P点进入板间后的运动过程中,以下分析中不正确的是(   )

A . 其动能将会增大 B . 其电势能将会增大 C . 小球所受的洛伦兹力将会逐渐增大 D . 小球受到的电场力将会增大
设空间存在竖直向下的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场,如图所示,已知一离子在静电力和洛伦兹力的作用下,从静止开始自A点沿曲线ACB运动,到达B点时速度为零,C点是运动的最低点,忽略重力,下述说法中错误的是(   )

A . 该离子必带正电荷 B . A点和B点位于同一高度 C . 离子在C点时速度最大 D . 离子到达B点后,将沿原曲线返回A点
如图所示,在互相垂直的匀强电场和匀强磁场中,电荷量为q的液滴在竖直面内做半径为R的匀速圆周运动.已知电场强度为E,磁感应强度为B,则液滴的质量和环绕速度分别为(   )

A . B . C . B D .
如图所示,三角形AQC是边长为2L的等边三角形,P、D分别为AQ、AC的中点,在水平线QC下方是水平向左的匀强电场;区域I(梯形PQCD)内有垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B,区域II(三角形APD)内有垂直纸面向里的匀强磁场,区域III(虚线PD之上,三角形APD以外)有垂直纸面向外的匀强磁场,区域II、III内磁感应强度大小均为5B,一带正电的粒子从Q点正下方、距离Q点为L的O点以某一初速度射出,在电场力作用下从QC边中点N以速度v0垂直QC射入区域I,接着从P点垂直AQ射入区域III,此后带电粒子经历一系列运动后又以原速率返回O点.粒子重力忽略不计,求:

 

  1. (1) 该粒子的比荷
  2. (2) 电场强度E及粒子从O点射出时初速度v的大小;
  3. (3) 粒子从O点出发到再次回到O点的整个运动过程中所经历的时间t.
如图所示为一真空示波管,电子从灯丝K发出(初速度不计),经灯丝与A板间的加速电压U1加速,从A板中心孔沿中心线射出,然后进入两块平行金属板M、N形成的偏转电场中(偏转电场可视为匀强电场),电子进入M、N间电场时的速度与电场方向垂直,电子经过电场后打在荧光屏上的P点.已知加速电压为U1 , M、N两板间的电压为U2 , 两板间的距离为d,板长为L1 , 板右端到荧光屏的距离为L2 , 电子的质量为m,电荷量为e.求:

  1. (1) 电子穿过A板时的速度大小;
  2. (2) 电子从偏转电场射出时的侧移量;
  3. (3) P点到O点的距离.
如图所示,xoy为平面直角坐标系,x轴水平,y轴竖直。在x轴上、下方空间都分布着垂直xoy平面向里的匀强磁场,其磁感应强度大小分别为B、3B,整个空间还分布着沿竖直方向的匀强电场。一质量为m、电荷量为-q的小球,从坐标原点O处以速度v射入第一象限做匀速圆周运动,的方向与x轴正方向成30°角。已知重力加速度g,空气阻力不计,求:

  1. (1) 该匀强电场的场强大小和方向:
  2. (2) 小球从离开O点到第四次经过x轴时间内的平均速度;
  3. (3) 小球从离开O点后 T为粒子的运行周期)时刻的位置坐标。
如图所示,虚线M、N和荧光屏P相互平行,M、N间距和N、P间距均为L,M、N间有垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小为B,N、P间有平行于纸面向下的匀强电场,在虚线M上的A点有一粒子源,可以在纸面内向磁场内各个方向射入质量为m,电量为q的带正电的粒子,初速度大小均为v0= ,匀强电场的电场强度大小E= 1B,C为荧光屏上的一点,AC连线垂直于荧光屏,不计粒子的重力,求:

  1. (1) 所有打在荧光屏上的粒子中,垂直电场线方向进入电场的粒子打在屏上的位置离C点的距离;
  2. (2) 在(1)问中所求的粒子从A点运动到荧光屏所用的时间及该粒子经磁场电场偏转后速度的偏向角。
如图所示,在以坐标原点O为圆心、半径为R的半圆形区域内,有相互垂直的匀强电场和匀强磁场,磁感应强度为B,磁场方向垂直于xOy平面向里.一带正电的粒子(不计重力)从O点沿y轴正方向以某一速度射入,带电粒子恰好做匀速直线运动,经t0时间从P点射出.

  1. (1) 求电场强度的大小和方向.
  2. (2) 若仅撤去磁场,带电粒子仍从O点以相同的速度射入,经 时间从半圆形区域的边界射出.求粒子运动加速度的大小.
如图所示,质量为m、长度为L的滑板B,静置于水平面上,滑板与地面间的动摩擦因数μ1=μ,水平面右端的固定挡板C与滑板等高。在挡板C的右边有一个区域PQMM,区域内有竖直向上的匀强电场,还有两个半径分别为R1=r和R2=3r的半圆构成的半圆环区域,在半圆环区域内有垂直纸面向里的匀强磁场,半圆环圆心O到固定挡板C顶点的距离为2r。现有一质量为m带电量为+q的小物块A(视为质点)以初速度v0=2 滑上滑板B,A与B之间的动摩擦因数μ2=3μ。当小物块A运动到滑板B右端时两者刚好共速,且滑板B刚好与挡板C碰撞,A从挡板C上方飞入PQNM区城,并能够在半圆环磁场区域内做匀速圆周运动。求:

  1. (1) A刚滑上B时,A和B的加速度大小;
  2. (2) A刚滑上B时,B右端与挡板C之间的距离S;
  3. (3) 区域PQMN内电场强度E的大小,以及要保证小物块A只能从半圆环区域的开口端飞出,磁感应强度B的取值范围。
如图所示,在平面直角坐标系xOy的第一象限内存在着重直纸面向外、大小为0.01T的匀强磁场区域I,在第三象限内存在另一垂直纸面向外的匀强磁场区域II,在第四象限内存在着沿x轴负方向的匀强电场。一质子由坐标为的P点以某一初速度v0进入磁场,速度方向与y轴负方向成角,质子沿垂直x轴方向进入第四象限的电场,经坐标为的Q点第一次进入第三象限内的磁场区域II,已知L=0.1m,质子比荷。求:

  1. (1) 粒子的初速度v0大小;
  2. (2) 匀强电场的电场强度E的大小;
  3. (3) 若粒子从电场进入磁场区域II时做圆周运动的半径r=0.5L,求粒子从开始进入电场到第二次进入电场的时间间隔
CT 扫描机器是医院常用的检测仪器。图(a)是某种 CT 机主要部分的剖面图,其中 X 射线产生部分的示意图如图(b)所示。图(b)中 M、N 之间有恒定电压的加速电场,虚线框内有匀强偏转磁场,经调节后电子束从静止开始沿带箭头的实线所示的方向前进,打到靶上,产生 X 射线(如图中带箭头的虚线所示),将电子束打到靶上的点记为 P 点。则(   )

A . 增大 MN 的距离,电子进入磁场的速度一定增大 B . 增大 M、N 之间的加速电压可使 P 点右移 C . 偏转磁场的方向垂直于纸面向外 D . 增大偏转磁场磁感应强度的大小可使 P 点左移
如图甲所示的竖直平面坐标系xOy内,存在正交的匀强电场和匀强磁场,已知电场强度E=2.010-3N/C,方向竖直向上;磁场方向垂直坐标平面,磁感应强度B大小为0.5T,方向随时间按图乙所示规律变化(开始时刻,磁场方向垂直纸面向里)。t=0时刻,有一带正电的微粒以v0=1.0103m/s的速度从坐标原点O沿x轴正向进入场区,恰做匀速圆周运动,g取10m/s2。试求:

  1. (1) 带电微粒的比荷;
  2. (2) 带电微粒从开始时刻起经多长时间到达x轴,到达x轴上何处;
  3. (3) 带电微粒能否返回坐标原点?如果可以,则经多长时间返回原点?
如图所示,在平面直角坐标系xOy内,有一垂直于x轴放置的平行板电容器,两极板间区域有匀强电场。一半径为R的圆形区域存在匀强磁场,磁感应强度大小可调节,磁场圆心在坐标原点O处,磁场方向始终垂直于坐标平面向外。一质量为m、电荷量为q的带正电粒子从电容器极板边缘以速度平行极板射入,恰好从x轴上的点进入磁场,粒子进入磁场时速度方向与x轴正方向夹角为45°,不计粒子的重力。

  1. (1) 求粒子在磁场中运动的速度大小v;
  2. (2) 若粒子从坐标系第四象限内的磁场边界(包含a,b两点)射出,求磁感强度的取值范围;
  3. (3) 若c、d两点为ab弧的三等分点,磁感应强度为时粒子从c点射出,磁感应强度为时粒子从d点射出,求磁感应强度的乘积。
如图所示,在xOy直角坐标系中,第1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的离子(不计重力)经过电压为U的电场加速后,从x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,在电场偏转并击中x轴上的C点。已知OA=OC=d。求:

  1. (1) 离子进入磁场时的速度大小;
  2. (2) 电场强度E和磁感应强度B的大小。
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