如图所示.一束质量为m.电荷量为q的带正电粒子从O点由静止开始经过匀强电场加速后.均从边界AN的中点P垂直于AN和磁场方向射入磁感应强度为B＝的匀强磁场中.已知匀强电场的宽度为d＝R.匀强磁场由一个长为2R.宽为R的矩形区域组成.磁场方向垂直纸面向里.粒子间的相互作用和重力均不计.(1)若加速电场加速电压为9U.求粒子在电磁场中运动的总时间,( 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

（15分）如图所示，一束质量为m、电荷量为q的带正电粒子从O点由静止开始经过匀强电场加速后，均从边界AN的中点P垂直于AN和磁场方向射入磁感应强度为B＝的匀强磁场中。已知匀强电场的宽度为d＝R，匀强磁场由一个长为2R、宽为R的矩形区域组成，磁场方向垂直纸面向里，粒子间的相互作用和重力均不计。

（1）若加速电场加速电压为9U，求粒子在电磁场中运动的总时间；
（2）若加速电场加速电压为U，求粒子在电磁场中运动的总时间。

（1）（2）

解析试题分析：（1）带电粒子在电场中加速过程根据动能定理有得
进入匀强磁场后做匀速圆周运动，得
则粒子从P点进入后运动轨迹如图

由于PA的距离为R，粒子又从P点垂直PA进入磁场，因此运动以A点为圆心，转过的圆心角，有几何关系可得即
带电粒子在磁场中运动周期，那么在磁场中运动时间
粒子在电场中匀加速，平均速度为位移为那么运动时间
粒子在电磁场中运动总时间
（2）带电粒子在电场中加速过程根据动能定理有得
进入匀强磁场后做匀速圆周运动，得
则粒子从P点进入后运动轨迹如图

从P点进入磁场后先运动半个圆周再返回电场减速到0又返回磁场时速度仍是v，进入磁场后圆周半径不变根据几何关系，返回磁场后运动轨迹为四分之一圆周。故磁场中运动总时间
电场中经历了加速到v返回减速到0再加速到v 三个过程，有对称性可得
粒子在电磁场中运动总时间
考点：带电粒子在电场磁场中的运动

练习册系列答案

相关题目

（17分）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KO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）电子穿过A板时的速度大小；
（2）电子从偏转电场射出时的侧移量；
（3）P点到O点的距离。

（10分）如图所示，两带电平行板竖直放置，开始时两板间电压为U，相距为d，两板间形成匀强电场。有一带电粒子质量为m（重力不计）、所带电量为+q，从两板下端连线的中点P以竖直速度v₀射入匀强电场中，使得带电粒子落在A板M点上，

试求：（1）M点离板下端的高度；
（2）若将A板向左侧水平移动d/2并保持两板电压为U，此带电粒子仍从P点竖直射入匀强电场且仍落在A板M点上，则应以多大的速度v射入匀强电场？

（18分）在平面直角坐标系xoy的第一象限内有一圆形匀强磁场区域，半径r=0．1m，磁感应强度B=0．5T，与y轴、x轴分别相切于A、C两点。第四象限内充满平行于x轴的匀强电场，电场强度E=0．3 V/m，如图所示。某带电粒子以v_o=20m/s的初速度，自A点沿AO₁方向射入磁场，从C点射出（不计重力）。

（1）带粒子的比荷；
（2）若该粒子以相同大小的初速度，自A点沿与AO₁成30^o角的方向斜向上射入磁场，经磁场、电场后射向y轴，求经过y轴时的位置坐标。

（10分）如图所示，是一对彼此绝缘相距d＝5cm的平行金属带电极板MN,N板接地，M板带电量的绝对值为Q=6×10^-6C。在两极板MN间A点有一带电量为q＝4×10^-6C的带电液滴，其质量m＝4×10^-4kg,恰好处于静止状态。求：

（1）两板间的电场强度为多少？
（2）Ｕ_NM等于多少伏？M点的电势是多少？
（3）平行金属板MN所构成的电容器的电容C等于多少？

如图甲所示，边长为L的正方形区域ABCD内有竖直向下的匀强电场，电场强度为E，与区域边界BC相距L处竖直放置足够大的荧光屏，荧光屏与AB延长线交于O点.现有一质量为m，电荷量为+q的粒子从A点沿AB方向以一定的初速度进入电场，恰好从BC边的中点P飞出，不计粒子重力.

(1)求粒子进入电场前的初速度的大小.
(2)其他条件不变，增大电场强度使粒子恰好能从CD边的中点Q飞出，求粒子从Q点飞出时的动能.
(3)现将原来电场分成AEFD和EBCF相同的两部分，并将EBCF向右平移一段距离x(x≤L)，如图乙所示.设粒子打在荧光屏上位置与O点相距y，请求出y与x的关系.

在如图所示的坐标系中，的区域内存在着沿轴正方向、场强为E的匀强电场，的区域内存在着垂直纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场。一带电粒子从轴上的点以沿轴正方向的初速度射出，恰好能通过轴上的点。己知带电粒子的质量为，带电量为。、、均大于0。不计重力的影响。

(1)若粒子只在电场作用下直接到D点，求粒子初速度大小；
(2)若粒子在第二次经过轴时到D点，求粒子初速度大小
(3)若粒子在从电场进入磁场时到D点，求粒子初速度大小；