静电喷漆技术具有效率高.浪费少.质量好.有益于健康等优点.其装置可简化如图..为水平放置的间距的两块足够大的平行金属板.两板间有方向由指向的匀强电场,场强为.在板的中央放置一个安全接地的静电油漆喷枪.油漆喷枪可向各个方向均匀地喷出初速度大小均为的油漆微粒.已知油漆微粒的质量均为.电荷量均为.不计油漆微粒间的相互作用.油漆微粒带电对板间电场和磁场题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

（20分）静电喷漆技术具有效率高、浪费少、质量好、有益于健康等优点，其装置可简化如图。、为水平放置的间距的两块足够大的平行金属板，两板间有方向由指向的匀强电场,场强为。在板的中央放置一个安全接地的静电油漆喷枪，油漆喷枪可向各个方向均匀地喷出初速度大小均为的油漆微粒，已知油漆微粒的质量均为、电荷量均为，不计油漆微粒间的相互作用、油漆微粒带电对板间电场和磁场的影响及空气阻力，重力加速度。求：

（1）油漆微粒落在板上所形成的图形面积；
（2）若让、两板间的电场反向，并在两板间加垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度，调节喷枪使油漆微粒只能在纸面内沿各个方向喷出，其它条件不变。板被油漆微粒打中的区域的长度；
（3）在满足（2）的情况下，打中板的油漆微粒中，在磁场中运动的最短时间。

(1)18.1m² (2)1.6m (3)0.31s

解析试题分析：（1）油漆微粒的加速度
       ①
根据运动学规律：
          ②
运动的半径
            ③
落在板上所形成圆形面积
           ④
由①②③式并代入数据得
        ⑤
（2）当电场反向
         ⑥
油漆微粒做匀速圆周运动，洛伦兹力充当向心力
      ⑦
水平向右射出的油漆微粒打在板的右端，根据几何关系
   ⑧
的长度
   ⑨

打在板左端的油漆微粒为和板相切的微粒，同理求得
          ⑩
油漆微粒打在极板上的长度
      11
由⑥⑦⑧⑨⑩11式并代入数据得
        12

（3）打在板上的微粒中，最短的弦长对应的时间最短
有几何关系
     13
运动的最短时间
    14
微粒在磁场中运动的周期
      15
由7131415式代入数据解得
     16
考点：本题考查带电粒子在复合场中的运动。

练习册系列答案

相关题目

如下图所示，L₁和L₂为两条平行的虚线，L₁上方和L₂下方都是垂直纸面向外的磁感应强度相同的匀强磁场，A、B两点都在L₁上．带电粒子从A点以初速v斜向下与L₁成45°角射出，经过偏转后正好过B点，经过B点时速度方向也斜向下，且方向与A点方向相同．不计重力影响，下列说法中正确的是(　　)

A．该粒子一定带正电
B．该粒子一定带负电
C．若将带电粒子在A点时初速度变大(方向不变)，它仍能经过B点
D．若将带电粒子在A点时初速度变小(方向不变)，它不能经过B点

半径为右端开小口的导体圆环和长为的导体直杆，单位长度电阻均为．圆环水平固定放置，整个内部区域分布着竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为，杆在圆环上以速度平行于直径向右做匀速直线运动，杆始终有两点与圆环良好接触，从圆环中心开始，杆的位置由确定，如图所示．则时，杆产生的电动势为；时，杆受的安培力大小为

如图所示，在某空间建立一坐标xoy，其间充满着x正方向的匀强电场，场强E =2.0V/m和垂直xoy平面向外的匀强磁场，磁感强度B=2.5T。今有一带负电微粒质量 kg，电量q=-5×10^-7 C。在该空间恰能做匀速直线运动。求：

（1）试分析该题中重力可否忽略不计（需通过计算说明）。
（2）该微粒运动的速度。
（3）若该微粒飞经y轴的某点M时，突然将磁场撤去而只保留电场，则微粒将再次经过y轴的N点，则微粒从M到N运动的时间为多长，M、N两点间的距离为多大？（图中M、N在坐标上未标出）

如图所示，在某空间建立一坐标xOy，其间充满着x正方向的匀强电场，场强E =2.0V/m和垂直xoy平面向外的匀强磁场，磁感强度B=2.5T。今有一带负电微粒质量kg，电量q=-5×10^-7 C。在该空间恰能做匀速直线运动。求：

（1）试分析该题中重力可否忽略不计（需通过计算说明）。
（2）该微粒运动的速度。
（3）若该微粒飞经y轴的某点M时，突然将磁场撤去而只保留电场，则微粒将再次经过y轴的N点，则微粒从M到N运动的时间为多长，M、N两点间的距离为多大？（图中M、N在坐标上未标出）

(22分) 如图所示，在平面直角坐标系O点处有一粒子源，该粒子源可向x ³ 0的范围内发射比荷C/kg的带正电粒子，粒子速度范围为(c为真空中的光速)，在0£x< 1m的I区域存在垂直于坐标平面向外、磁感强度B₁=1T的匀强磁场，在1m£x£3 m的II区域存在垂直坐标平面向里、磁感强度B₂= 0.5T的匀强磁场，不计粒子重力。

(1) 速度多大的粒子不可能进入II区域? 并指出这些粒子在y轴上射出的范围。
(2) 对能从(1m，0)点进入II区域的粒子，它在O点发射速度的方向(用与x轴正向夹角q表示)与其大小满足的什么关系? 在O点发射的什么方向范围内的粒子才有可能经过(1m，0)点？
(3) 对在O点与+y方向成45°角入射的粒子，在答题卡的图上用圆规和直尺作出它们在x=3m边界上射出的范围，并在各射出点标出速度矢量(要求你画的图能表明各速度的矢量长短关系及方向关系)。
(图中要留下清晰的作图痕迹，使阅卷者能看得清你的作图过程，不要求写出作图依据和作图过程)

（18分）如图所示，在屏蔽装置底部中心位置O点放一医用放射源，可通过细缝沿扇形区域向外辐射速率为的粒子。已知屏蔽装置宽AB=9cm、缝长AD=18cm，粒子的质量，电量。若在屏蔽装置右侧条形区域内加一匀强磁场来隔离辐射，磁感应强度，方向垂直于纸面向里，整个装置放于真空环境中。

(1)若所有的粒子均不能从条形磁场隔离区的右侧穿出，则磁场的宽度d至少是多少?
(2)若条形磁场的宽度d=20cm，则射出屏蔽装置的粒子在磁场中运动的最长时间和最短时间各是多少?(结果保留2位有效数字)

（10分）如图所示，在平面直角坐标系中有一个垂直纸面向里的圆形匀强磁场，其边界过原点O和y轴上的点A（0，L）。一质量为m、电荷量为e的电子从A点以初速度v₀平行于x轴正方向射入磁场，并从x轴上的B点射出磁场，射出B点时的速度方向与x轴正方向的夹角为60°。求：

（1）电子在磁场中运动的轨迹半径r；
（2）匀强磁场的磁感应强度B的大小；
（3）电子在磁场中运动的时间t。

在边长为2a的正△ABC内存在垂直纸面向里的磁感强度为B的匀强磁场，有一带正电q，质量为m的粒子从距A点的D点垂直AB方向进入磁场，如下图所示，求：

(1)粒子速率应满足什么条件，粒子能从AB间射出；
(2)粒子速率应满足什么条件，粒子能从AC间射出。

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