2019-2020年高考物理 專題五帶電粒子在電磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)物理教案新人教版必修一.doc

2019-2020年高考物理 專題五帶電粒子在電磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)物理教案新人教版必修一【知識(shí)與方法整合】(一)不計(jì)重力的帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)類型：(1)勻速直線運(yùn)動(dòng)；(2)勻加速直線運(yùn)動(dòng)；(3)電偏轉(zhuǎn)類平拋運(yùn)動(dòng)兩種觀點(diǎn)解決帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)問(wèn)題：(1)運(yùn)動(dòng)學(xué)觀點(diǎn)：是指用勻變速運(yùn)動(dòng)的公式和牛頓運(yùn)動(dòng)定律來(lái)解決實(shí)際問(wèn)題，一般有兩種情況（僅限于勻強(qiáng)電場(chǎng)）：帶電粒子的初速度方向與電場(chǎng)線共線，則粒子做勻變速直線運(yùn)動(dòng)帶電粒子的初速度方向垂直電場(chǎng)線，則粒子做類平拋運(yùn)動(dòng)(2)功能觀點(diǎn)：首先對(duì)帶電粒子受力分析，再分析運(yùn)動(dòng)情況，然后再根據(jù)具體情況選用公式計(jì)算若選用動(dòng)能定理，則要分清有多少個(gè)力做功，是恒力做功還是變力做功，同時(shí)要明確初末狀態(tài)及運(yùn)動(dòng)過(guò)程中動(dòng)能的增量若選用能量守恒定律，則分清帶電粒子在運(yùn)動(dòng)中共有多少種能量參與轉(zhuǎn)化，哪些能量是增加的，哪些能量是減少的，表達(dá)式有兩種a初狀態(tài)和末狀態(tài)的能量相等，即初=末b一種形式的能量增加必然引起另一種形式的能量減少，即增=減這種方法不僅適用于勻變速運(yùn)動(dòng)，對(duì)非勻變速運(yùn)動(dòng)（非勻強(qiáng)電場(chǎng)）也同樣適用（二)不計(jì)重力的帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)類型：(1)勻速直線運(yùn)動(dòng)；(2)磁偏轉(zhuǎn)勻速圓周運(yùn)動(dòng)對(duì)于帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的問(wèn)題，應(yīng)注意把握以下幾點(diǎn)：(1)粒子圓軌跡的圓心的確定若已知粒子在圓周運(yùn)動(dòng)中的兩個(gè)具體位置及通過(guò)某一位置的速度方向，可在已知的速度方向的位置作速度的垂線，同時(shí)作兩位置的中垂線，兩垂線交戰(zhàn)為圓軌跡的圓心如圖1所示若已知做圓周運(yùn)動(dòng)的粒子通過(guò)某兩個(gè)具體位置的速度方向，可在兩位置上分別作兩速度的垂線，兩垂線的交點(diǎn)為圓軌跡的圓心如圖2所示若已知做圓周運(yùn)動(dòng)的粒子通過(guò)某一具體位置的速度方向及圓軌跡半徑，可在該位置上作速度的垂線，垂線上距該位置處的點(diǎn)為圓軌跡的圓心（利用左手定則判斷圓心在已知位置的哪一側(cè)），如圖3所示(2)粒子圓軌跡的半徑的確定可直接運(yùn)用公式來(lái)確定畫出幾何圖形，利用半徑與題中已知長(zhǎng)度的幾何關(guān)系來(lái)確定在利用幾何關(guān)系時(shí)，要注意事項(xiàng)一個(gè)重要的幾何特點(diǎn)：粒子速度的偏向角等于轉(zhuǎn)過(guò)的圓心，并等于AB弦與切線的夾角（弦切角）的2倍如圖4所示(3)粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的周期的確定可直接運(yùn)用公式來(lái)確定利用周期與題中已知時(shí)間t的關(guān)系來(lái)確定若粒子在時(shí)間t內(nèi)通過(guò)的圓弧所對(duì)應(yīng)的圓心角為，則有：（或)(4)圓周運(yùn)動(dòng)中有關(guān)對(duì)稱的規(guī)律從磁場(chǎng)的直邊界射入的粒子，若再?gòu)拇诉吔缟涑觯瑒t速度方向與邊界的夾角相等，如圖5所示在圓形磁場(chǎng)區(qū)域內(nèi)，沿徑向射入的粒子必沿徑向射出，如圖6所示(5)洛倫茲力多解問(wèn)題帶電粒子電性不確定形成雙解；磁場(chǎng)方向不確定形成雙解臨界狀態(tài)不唯一形成多解帶電粒子在洛倫茲力作用下飛越有界磁場(chǎng)時(shí)，由于粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡是圓弧狀，因此，它可能穿過(guò)去了，也可能轉(zhuǎn)過(guò)180從入射界面這邊反向飛出，于是形成了多解運(yùn)動(dòng)的重復(fù)性形成多解帶電粒子在部分是電場(chǎng)、部分是磁場(chǎng)的空間中運(yùn)動(dòng)時(shí)往往運(yùn)動(dòng)具有往復(fù)性，因而形成了多解。(三)帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)復(fù)合場(chǎng)及分類復(fù)合場(chǎng)是指重力場(chǎng)、電場(chǎng)、磁場(chǎng)并存的場(chǎng)，在中學(xué)階段常有四種組合：電場(chǎng)與磁場(chǎng)的復(fù)合場(chǎng)；磁場(chǎng)與重力場(chǎng)的復(fù)合場(chǎng)；電場(chǎng)與重力場(chǎng)的復(fù)合場(chǎng)；電場(chǎng)、磁場(chǎng)與重力場(chǎng)的復(fù)合場(chǎng)。處理復(fù)合場(chǎng)問(wèn)題的前提判斷帶電粒子的重力是否可以忽略，這要依據(jù)具體情況而定，電子、質(zhì)子、離子等微觀粒子無(wú)特殊說(shuō)明一般不計(jì)重力；帶電小球、塵埃、油滴、液滴等帶電顆粒無(wú)特殊說(shuō)明一般要考慮重力；如果有具體數(shù)據(jù)，可通過(guò)比較確定是否考慮重力。帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中做什么運(yùn)動(dòng)，取決于帶電粒子所受的合外力及其初速度，因此應(yīng)把帶電粒子的運(yùn)動(dòng)情況和受力情況結(jié)合起來(lái)進(jìn)行分析：當(dāng)帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中所受的合外力為零時(shí)，帶電粒子做勻速直線運(yùn)動(dòng)當(dāng)帶電粒子所受的重力與電場(chǎng)力等值反向，洛侖茲力提供向心力時(shí)，帶電粒子在垂直于磁場(chǎng)的平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)當(dāng)帶電粒子所受的合外力是變力，且與初速度方向不在一條直線上時(shí)，粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡既不是圓弧，也不是拋物線粒子做變速曲線運(yùn)動(dòng)帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的處理方法復(fù)合場(chǎng)分析帶電粒子的受力與運(yùn)動(dòng)分析靈活運(yùn)用力學(xué)規(guī)律首先要弄清是一個(gè)怎樣的復(fù)合場(chǎng)，是磁場(chǎng)與電場(chǎng)的復(fù)合，還是磁場(chǎng)與重力場(chǎng)的復(fù)合，還是磁場(chǎng)、電場(chǎng)、重力場(chǎng)的復(fù)合所受的合力為零時(shí)，做勻速直線運(yùn)動(dòng)根據(jù)平衡條件列方程求解所受重力與電場(chǎng)力等值反向，洛倫茲力提供向心力，帶電粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)應(yīng)用牛頓第二定律和平衡條件列方程求解所受合力是變力，帶電粒子做非勻變速曲線運(yùn)動(dòng)應(yīng)用動(dòng)能定理或能量守恒定律列方程求解特別提醒：由于帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的受力情況復(fù)雜，運(yùn)動(dòng)情況多變，往往出現(xiàn)臨界問(wèn)題，此時(shí)應(yīng)以題目中出現(xiàn)的“恰好”、“最大”、“最高”、“至少”等詞語(yǔ)為突破口挖掘隱含條件，根據(jù)臨界條件列出輔助方程，再與其他方程聯(lián)立求解。（四）帶電粒子在交變電場(chǎng)或磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)帶電粒子在交變電場(chǎng)或磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)情況比較復(fù)雜，其運(yùn)動(dòng)情況不僅與場(chǎng)變化的規(guī)律有關(guān)，還與粒子進(jìn)入場(chǎng)的時(shí)刻有關(guān)。對(duì)此類問(wèn)題，一定要從粒子的受力情況入手，分析清楚粒子在不同時(shí)間間隔內(nèi)的運(yùn)動(dòng)情況（其運(yùn)動(dòng)情況通常具有某種對(duì)稱性）。另外，對(duì)于偏轉(zhuǎn)電壓是交變電壓的情況，若交變電壓的變化周期遠(yuǎn)大于穿越電場(chǎng)的時(shí)間，則在粒子穿越電場(chǎng)過(guò)程中，電場(chǎng)可看做勻強(qiáng)電場(chǎng)處理。（五）實(shí)際應(yīng)用1.帶電粒子在電場(chǎng)運(yùn)動(dòng)方面：示波器2.帶電粒子在磁場(chǎng)或復(fù)合電磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)方面：質(zhì)譜儀、速度選擇器、回旋加速器、霍爾效應(yīng)、磁流體發(fā)電機(jī)、電磁流量計(jì)、磁偏轉(zhuǎn)技術(shù)。重點(diǎn)熱點(diǎn)透析一、帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中做勻速直線運(yùn)動(dòng)帶電粒子在電場(chǎng)中做勻速直線運(yùn)動(dòng)，則粒子在電場(chǎng)中處于平衡狀態(tài)【例1】一平行板電容器的兩個(gè)極板水平放置，兩極板間有一帶電量不變的小油滴，油滴在極板間運(yùn)動(dòng)時(shí)所受空氣阻力的大小與其速率成正比若兩極板間電壓為零，經(jīng)一段時(shí)間后，油滴以速率v勻速下降；若兩極板間的電壓為U，經(jīng)一段時(shí)間后，油滴以速率v勻速上升若兩極板間電壓為U，油滴做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)速度的大小、方向?qū)⑹?)2v、向下 2v、向上 3v、向下 3v、向上【點(diǎn)評(píng)】本題因是帶電油滴在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)，故一定要考慮油滴的重力本題做好受力分析是關(guān)鍵，特別注意電場(chǎng)力的方向的分析：正電荷受力與場(chǎng)強(qiáng)方向相同，負(fù)電荷相反。二、帶電粒子在電場(chǎng)中的加速與偏轉(zhuǎn)【例2】如圖所示是示波器的示意圖，豎直偏轉(zhuǎn)電極的極板長(zhǎng)L1=4cm，板間距離d=1cm板右端距離熒光屏L2=18cm（水平偏轉(zhuǎn)電極上不加電壓，沒(méi)有畫出）電子從熾熱的金屬絲逸出（即初動(dòng)能為零），經(jīng)加速電壓為U1=2500V的加速電場(chǎng)加速后沿中心線進(jìn)入豎直偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，電子電量e=1.610-19C，質(zhì)量m=0.9110-30kg(1)要使電子束不打在偏轉(zhuǎn)電極上，加在豎直偏轉(zhuǎn)電極上的最大偏轉(zhuǎn)電壓U2不能超過(guò)多大？(2)若在偏轉(zhuǎn)電極上加u=320sin100t(V)的交變電壓，在熒光屏豎直坐標(biāo)軸上能觀察到多長(zhǎng)的線段？【點(diǎn)評(píng)】本題注意抓住板的邊緣進(jìn)行臨界問(wèn)題的研究本模型常用的結(jié)論有：垂直電場(chǎng)方向進(jìn)入電場(chǎng)的粒子，離開(kāi)電場(chǎng)時(shí)都好像從中間位置沿直線飛出的一樣三、帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)【例3】在邊長(zhǎng)為2a的等邊三角形ABC內(nèi)存在垂直紙面向里的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，有一帶正電q、質(zhì)量為m的粒子在AB邊上從距A點(diǎn)的D點(diǎn)，垂直AB方向進(jìn)入磁場(chǎng)，如圖所示，若粒子能從AC間離開(kāi)磁場(chǎng)，求粒子速度需要滿足什么條件及粒子從AC間什么范圍內(nèi)射出【點(diǎn)評(píng)】本題給定帶電粒子在有界磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的入射速度的方向，由于入射速度的大小發(fā)生改變，從而改變了該粒子運(yùn)動(dòng)軌跡半徑，導(dǎo)致粒子的出射點(diǎn)位置變化在處理這類問(wèn)題時(shí)重點(diǎn)是畫出臨界狀態(tài)粒子運(yùn)動(dòng)的軌跡圖，再根據(jù)幾何關(guān)系確定對(duì)應(yīng)的軌跡半徑，最后求解臨界狀態(tài)的速率四、帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)【例4】如圖所示，在某個(gè)空間內(nèi)有一個(gè)水平方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度E=10V/m，又有一個(gè)與電場(chǎng)垂直向紙里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感強(qiáng)度大小B10T現(xiàn)有一個(gè)質(zhì)量m210-6kg、帶電量q210-6C的微粒，在這個(gè)電場(chǎng)和磁場(chǎng)疊加的豎直平面內(nèi)作勻速直線運(yùn)動(dòng)假如在這個(gè)微粒經(jīng)過(guò)某條電場(chǎng)線時(shí)突然撤去磁場(chǎng)，那么，當(dāng)它再次經(jīng)過(guò)同一條電場(chǎng)線時(shí)，微粒在電場(chǎng)線方向上移過(guò)了多大距離。（取10ms2）【點(diǎn)評(píng)】本例從力和運(yùn)動(dòng)的角度研究了帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)，顯性場(chǎng)有電場(chǎng)和磁場(chǎng)，隱性場(chǎng)有重力場(chǎng)，這要從微粒在豎直平面內(nèi)做勻速直線運(yùn)動(dòng)的條件中挖掘微粒的運(yùn)動(dòng)分兩個(gè)階段，一是磁場(chǎng)撤去之前的勻速直線運(yùn)動(dòng)，二是磁場(chǎng)撤去之后的勻變速曲線運(yùn)動(dòng)，要計(jì)算磁場(chǎng)撤去后，微粒再次經(jīng)過(guò)同一條電場(chǎng)線時(shí)沿電場(chǎng)線方向移動(dòng)的距離，必須知道磁場(chǎng)撤去時(shí)微粒速度的大小和方向，而這題目也沒(méi)有直接給出，要答題者從此前微粒做勻變速直線運(yùn)動(dòng)中挖掘本例中涉及到的勻速直線運(yùn)動(dòng)和勻變速曲線運(yùn)動(dòng)是兩種基本的運(yùn)動(dòng)形式，分析勻變速曲線運(yùn)動(dòng)的類平拋方法和類豎直上拋方法是兩種典型的分析方法因此，本例是力學(xué)知識(shí)和方法在復(fù)合場(chǎng)問(wèn)題中遷移運(yùn)用的極好載體五、帶電粒子在組合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)【例5】如圖所示，間距為d的兩平行板之間有方向向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)，正方形容器abcd內(nèi)有方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，O為ab邊的中點(diǎn)，ab邊緊靠平行板。有兩個(gè)質(zhì)量均為m，電量均為q的帶電粒子P1和P2在小孔處以初速度為零先后釋放。P1經(jīng)勻強(qiáng)電場(chǎng)加速后，從O處垂直正方形的ab邊進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，每一次和邊碰撞時(shí)速度方向都垂直于被碰的邊，當(dāng)P1剛好回到O處時(shí)與后釋放的P2相碰，以后P1、P2都在O處相碰。假設(shè)所有碰撞后雙方只改變速度方向不改變速度大小(1)若在一個(gè)循環(huán)中P1和bc邊只碰撞3次，求正方形的邊長(zhǎng)(2)若P1和P2在小孔O處剛碰撞后，立即改變平行板內(nèi)電場(chǎng)強(qiáng)度和正方形容器內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小，使P1不再與ab邊碰撞，但仍和P2在O處碰撞。則電場(chǎng)強(qiáng)度和磁感應(yīng)強(qiáng)度分別變?yōu)樵瓉?lái)的幾倍?【點(diǎn)評(píng)】本題屬于電場(chǎng)、磁場(chǎng)分區(qū)域存在的組合場(chǎng)問(wèn)題。正確描繪出帶電粒子的軌跡是解決問(wèn)題的關(guān)鍵，作圖時(shí)一定要認(rèn)真、規(guī)范，不要怕在此耽誤時(shí)間，否則將會(huì)增大解題難度。六、帶電粒子在交變電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)【例6】如圖a所示，真空中相距d=5cm的兩塊平行金屬板A、B與電源連接(圖中未畫出)，其中B板接地（電勢(shì)為零），A板電勢(shì)變化的規(guī)律如圖b所示將一個(gè)質(zhì)量m=2.010-23kg，電量q=+1.610-16C的帶電粒子從緊臨B板處釋放，不計(jì)重力求：(1)在t=0時(shí)刻釋放該帶電粒子，釋放瞬間粒子加速度的大?。?2)A板電勢(shì)變化頻率多大時(shí)，在t=到t=時(shí)間內(nèi)從緊臨B板處無(wú)初速釋放該帶電粒子，粒子不能到達(dá)A板【點(diǎn)評(píng)】帶電粒子在場(chǎng)強(qiáng)方向上的運(yùn)動(dòng)出現(xiàn)周期性變化，注意運(yùn)用運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱性分析這類問(wèn)題，找到其中的規(guī)律七、帶電粒子在交變磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)【例7】如圖甲所示，一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量q的帶正電微粒（重力忽略不計(jì)），從靜止開(kāi)始經(jīng)電壓1加速后，沿水平方向進(jìn)入兩等大的水平放置的平行金屬板間，金屬板長(zhǎng)為，兩板間距d，兩金屬板間的電壓21求帶電微粒偏離原來(lái)運(yùn)動(dòng)方向的角度及此時(shí)的速度大小Vt.微粒離開(kāi)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)后接著進(jìn)入一個(gè)按圖乙規(guī)律變化的有界磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)左右邊線在豎直方向上，已知磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為0，取微粒剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)為t時(shí)刻，此時(shí)磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里，當(dāng)微粒離開(kāi)磁場(chǎng)的右邊緣后恰好在水平線的點(diǎn)射出，求該磁場(chǎng)的變化周期和磁場(chǎng)的寬度相應(yīng)的取值【點(diǎn)評(píng)】注意運(yùn)用運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱性分析這類問(wèn)題，要注意這類題的多值性專題五課時(shí)作業(yè)(一)單項(xiàng)選擇題如圖所示，在第一象限內(nèi)有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)（磁場(chǎng)足夠大），一對(duì)正、負(fù)電子分別以相同速度沿與x軸成30角的方向從原點(diǎn)垂直磁場(chǎng)射入，則負(fù)電子與正電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間之比為（不計(jì)正、負(fù)電子間的相互作用力）( )1： . 2：1. ：1 . 1：2如圖所示，矩形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域的長(zhǎng)為L(zhǎng)，寬為L(zhǎng)/2磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，質(zhì)量為m，電荷量為e 的電子沿著矩形磁場(chǎng)的上方邊界射入磁場(chǎng)，欲使該電子由下方邊界穿出磁場(chǎng)，則電子速率v 的取值范圍為（）和一帶電液滴在互相垂直的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做半徑為R勻速圓周運(yùn)動(dòng)已知電場(chǎng)強(qiáng)度為E，方向豎直向下，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向垂直紙面向里（如圖所示）若此液滴的電荷量為q，則油滴的質(zhì)量和環(huán)繞速度分別為（） 如圖所示是質(zhì)譜儀工作原理的示意圖帶電粒子a、b經(jīng)電壓U加速（在A點(diǎn)初速度為零）后，進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，最后分別打在感光板S上的x1、x2處圖中半圓形的虛線分別表示帶電粒子a、b所通過(guò)的路徑，則( )a的質(zhì)量一定大于b的質(zhì)量a的電荷量一定大于b的電荷量a運(yùn)動(dòng)的時(shí)間大于b運(yùn)動(dòng)的時(shí)間a的比荷（q a /ma）大于b的比荷（qb /mb） (二)雙項(xiàng)選擇題真空中的某裝置如圖所示，其中平行金屬板A、B之間有加速電場(chǎng)，C、D之間有偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，M為熒光屏今有質(zhì)子、氘核和粒子均由A板從靜止開(kāi)始被加速電場(chǎng)加速后垂直于電場(chǎng)方向進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，最后打在熒光屏上已知質(zhì)子、氘核和粒子的質(zhì)量之比為124，電荷量之比為112，則下列判斷中正確的是（）三種粒子從B板運(yùn)動(dòng)到熒光屏經(jīng)歷的時(shí)間相同三種粒子打到熒光屏上的位置相同偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的電場(chǎng)力對(duì)三種粒子做功之比為112偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的電場(chǎng)力對(duì)三種粒子做功之比為124如圖所示，質(zhì)量相同的兩個(gè)帶電粒子M、N以相同的速度沿垂直于電場(chǎng)方向射入兩平行板間的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，M從兩極板正中央射入，N從下極板邊緣處射入，它們最后打在同一點(diǎn). 不計(jì)粒子的重力，則從開(kāi)始射入到打到上板的過(guò)程中（ ）它們運(yùn)動(dòng)的時(shí)間tt它們電勢(shì)能減少量之比E:E=1:4它們所帶電荷量之比q:q=1:2它們的動(dòng)量增量之比p:p=2:1如圖所示，充電的兩平行金屬板間有場(chǎng)強(qiáng)為的勻強(qiáng)電場(chǎng)和方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為，構(gòu)成了速度選擇器氕、氘、氚核以相同的動(dòng)能（k）從兩板中間垂直于電場(chǎng)和磁場(chǎng)射入速度選擇器，且氘核沿直線射出不計(jì)粒子的重力，則射出時(shí)（）動(dòng)能增加的是氚核動(dòng)能增加的是氕核偏向正極板的是氚核偏向正極板的是氕核如圖(a)所示，AB是一對(duì)平行的金屬板，在兩板間加一周期為T的交變電壓U，A板的電勢(shì)UA=0，B板的電勢(shì)uB隨時(shí)間t的變化規(guī)律如圖(b)所示現(xiàn)有一電子從A板的小孔進(jìn)入兩板間的電場(chǎng)內(nèi)，設(shè)電子的初速度和重力的影響均可忽略，則()A.若電子是在t=0時(shí)刻進(jìn)入的,它將一直向B板運(yùn)動(dòng)B.若電子是在t=時(shí)刻進(jìn)入的,它可能時(shí)而向B板運(yùn)動(dòng),時(shí)而向A板運(yùn)動(dòng),最后打在B板上C.若電子是在t=時(shí)刻進(jìn)入的,它可能時(shí)而向B板運(yùn)動(dòng),時(shí)而向A板運(yùn)動(dòng),最后打在B板上D.若電子是在t=時(shí)刻進(jìn)入的,它可能時(shí)而向B板運(yùn)動(dòng),時(shí)而向A板運(yùn)動(dòng)，最后打在B板上如圖所示，甲區(qū)域有豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)和垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，而乙區(qū)域只有垂直于紙面的另一勻強(qiáng)磁場(chǎng)一束含有大量不同質(zhì)量和不同電荷量的離子，以不同大小的速度由左向右射入?yún)^(qū)域甲，其中只有一部分離子能沿直線穿過(guò)區(qū)域甲而進(jìn)入?yún)^(qū)域乙，但進(jìn)入?yún)^(qū)域乙后卻又分裂成、三束不計(jì)重力，這種分裂一定是由于這些離子（）A.有不同電荷量B.有不同電性C.有不同比荷D.有不同運(yùn)動(dòng)速度(三)非選擇題10如圖所示，空間內(nèi)存在水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)，在虛線MN的右側(cè)有垂直紙面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，一質(zhì)量為m、帶電荷量為+q的小顆粒自A點(diǎn)由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，剛好沿直線運(yùn)動(dòng)至光滑絕緣的水平面C點(diǎn)，與水平面碰撞的瞬間小顆粒的豎直分速度立即減為零，而水平分速度不變，小顆粒運(yùn)動(dòng)至D處剛好離開(kāi)水平面重力加速度為g，AC與水平面夾角=30，求：勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)E；AD之間的水平距離d11如圖所示，第四象限內(nèi)有互相正交的勻強(qiáng)電場(chǎng)E與勻強(qiáng)磁場(chǎng)B1，E的大小為0.5103V/m, B1大小為0.5T；第一象限的某個(gè)矩形區(qū)域內(nèi)，有方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B2，磁場(chǎng)的下邊界與x軸重合一質(zhì)量m=110-14kg、電荷量q=110-10C的帶正電微粒以某一速度v沿與y軸正方向成60角從M點(diǎn)沿直線運(yùn)動(dòng)，經(jīng)P點(diǎn)進(jìn)入處于第一象限內(nèi)的磁場(chǎng)B2區(qū)域。一段時(shí)間后，微粒經(jīng)過(guò)y軸上的N點(diǎn)并與y軸正方向成60角的方向飛出，M點(diǎn)的坐標(biāo)為(0，-10),N點(diǎn)的坐標(biāo)為(0，30)不計(jì)粒子重力，g取10m/s2(1)請(qǐng)分析判斷勻強(qiáng)電場(chǎng)E的方向并求微粒運(yùn)動(dòng)速度的v大小；(2)勻強(qiáng)磁場(chǎng)B2的大小為多大？；(3)B2磁場(chǎng)區(qū)域的最小面積為多少？12如圖a所示，在xoy平面第一象限內(nèi)，有一個(gè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小恒為，方向垂直于xoy平面，且隨時(shí)間作周期性變化，如圖b所示。規(guī)定垂直xoy平面向里的磁場(chǎng)方向?yàn)檎?。一個(gè)質(zhì)量為m、電量為+q的粒子，在t=0時(shí)刻從坐標(biāo)原點(diǎn)以初速v0沿x軸正方向射入，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)中帶電粒子只受洛侖茲力作用，經(jīng)過(guò)一個(gè)磁場(chǎng)變化周期（未確定）的時(shí)間，粒子到達(dá)第一象限內(nèi)的某一點(diǎn)，且速度方向沿x軸正方向。若、連線與x軸之間的夾角為30,則磁場(chǎng)變化的周期為多大？因點(diǎn)的位置隨著磁場(chǎng)周期的變化而變動(dòng)，試求點(diǎn)的縱坐標(biāo)的最大值為多大？(四)附加題如圖所示，擺球質(zhì)量為m=210-4kg，擺長(zhǎng)，懸掛在水平方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，電場(chǎng)強(qiáng)度，當(dāng)它與豎直方向夾角為時(shí)，恰好在點(diǎn)靜止不動(dòng)現(xiàn)將擺球拉回豎直方向，然后釋放求：（,）(1)小球帶電量為多少？(2)擺球到達(dá)原平衡位置點(diǎn)時(shí)的速度為多大？(3)若擺球到達(dá)平衡位置點(diǎn)時(shí)，擺線恰好斷裂，則它到達(dá)與它一樣高的點(diǎn)所需時(shí)間為多少？之間的距離為多少？如圖所示的直角坐標(biāo)系中，在直線x=2l0到y(tǒng)軸區(qū)域內(nèi)存在著兩個(gè)大小相等、方向相反的有界勻強(qiáng)電場(chǎng)，其中x軸上方的電場(chǎng)方向沿y軸負(fù)方向，x軸下方的電場(chǎng)方向沿y軸正方向。在電場(chǎng)左邊界上A（2l0，l0）到C（2l0，0）區(qū)域內(nèi)，連續(xù)分布著電荷量為q、質(zhì)量為m的粒子。從某時(shí)刻起由A點(diǎn)到C點(diǎn)間的粒子，依次連續(xù)以相同的速度v0沿x軸正方向射入電場(chǎng)若從A點(diǎn)射入的粒子，恰好從y軸上的A（0，l0）沿x軸正方向射出電場(chǎng)，其軌跡如圖不計(jì)粒子的重力及它們間的相互作用 （1）求勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度E；（2）求在AC間還有哪些位置的粒子，通過(guò)電場(chǎng)后也能沿x軸正方向運(yùn)動(dòng)？如圖所示，xOy平面內(nèi)的圓與y軸相切于坐標(biāo)原點(diǎn)O在該圓形區(qū)域內(nèi)，有與y軸平行的勻強(qiáng)電場(chǎng)和垂直于圓面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)一個(gè)帶電粒子（不計(jì)重力）從原點(diǎn)O沿x軸進(jìn)入場(chǎng)區(qū)，恰好做勻速直線運(yùn)動(dòng)，穿過(guò)場(chǎng)區(qū)的時(shí)間為To若撤去磁場(chǎng)，只保留電場(chǎng)，其他條件不變，該帶電粒子穿過(guò)場(chǎng)區(qū)的時(shí)間為To /2若撤去電場(chǎng)，只保留磁場(chǎng)，其他條件不變求：該帶電粒子穿過(guò)場(chǎng)區(qū)的時(shí)間在某一真空空間內(nèi)建立xOy坐標(biāo)系，從原點(diǎn)O處向第I象限發(fā)射一荷質(zhì)比的帶正電的粒子（重力不計(jì)）速度大小v0=103 m/s、方向與x軸正方向成300角(1)若在坐標(biāo)系y軸右側(cè)加有勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，在第I象限，磁場(chǎng)方向垂直xOy平面向外；在第象限，磁場(chǎng)方向垂直xOy平面向里；磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=1 T，如圖(a）所示，求粒子從O點(diǎn)射出后，第2次經(jīng)過(guò)x軸時(shí)的坐標(biāo)x1(2)若將上述磁場(chǎng)均改為如圖(b）所示的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，在t=0到t=s時(shí)，磁場(chǎng)方向垂直于xOy平面向外；在t=s到t=s時(shí)，磁場(chǎng)方向垂直于xOy平面向里，此后該空間不存在磁場(chǎng)，在t=0時(shí)刻，粒子仍從O點(diǎn)以與原來(lái)相同的速度v0射入，求粒子從O點(diǎn)射出后第2次經(jīng)過(guò)x軸時(shí)的坐標(biāo)x2O2O1OMNPtuMNOU0-U0TT/23T/22T如圖所示，在真空中，半徑為b的虛線所圍的圓形區(qū)域內(nèi)存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直紙面向外在磁場(chǎng)右側(cè)有一對(duì)平行金屬板M和N，兩板間距離也為b，板長(zhǎng)為2b，兩板的中心線O1O2與磁場(chǎng)區(qū)域的圓心O在同一直線上，兩板左端與O1也在同一直線上有一電荷量為q、質(zhì)量為m的帶正電的粒子，以速率v0從圓周上的P點(diǎn)沿垂直于半徑OO1并指向圓心O的方向進(jìn)人磁場(chǎng)，當(dāng)從圓周上的O1點(diǎn)飛出磁場(chǎng)時(shí)，給M、N板加上如右邊圖所示電壓u最后粒子剛好以平行于N板的速度，從N板的邊緣飛出不計(jì)平行金屬板兩端的邊緣效應(yīng)及粒子所受的重力(1)求磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大??；(2)求交變電壓的周期T和電壓U0的值；如圖甲所示，在光滑絕緣的水平面上固定著兩對(duì)幾何形狀完全相同的平行金屬板PQ和MN， P、Q與M、N四塊金屬板相互平行地豎直地放置，其俯視圖如圖乙所示已知P、Q之間以及M、N之間的距離都是d=0.2m，極板本身的厚度不計(jì)，極板長(zhǎng)均為L(zhǎng)=0.2m，板間電壓都是金屬板右側(cè)為豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度，磁場(chǎng)區(qū)域足夠大今有一質(zhì)量為，電量為的帶負(fù)電小球在水平面上如圖從PQ平行板間左側(cè)中點(diǎn)O沿極板中軸線以初速度=4m/s進(jìn)入平行金屬板PQ（1）試求小球剛穿出平行金屬板PQ進(jìn)入磁場(chǎng)瞬間的速度；（2）若要小球穿出平行金屬板PQ后，經(jīng)磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)射入平行金屬板MN中，且在不與極板相碰的前提下，最終在極板MN的左側(cè)中點(diǎn)O沿中軸線射出則金屬板Q、M間距離最大是多少？如圖所示，傾角為300的粗糙斜面的底端有一小車，車內(nèi)有一根垂直小車底面的細(xì)直管，車與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)，在斜面底端的豎直線上，有一可以上下移動(dòng)的發(fā)射槍，能夠沿水平方向發(fā)射不同速度的帶正電的小球，其電量與質(zhì)量之比（計(jì)算時(shí)?。谪Q直線與斜面之間有垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)和豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)，小球在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中重力和電場(chǎng)力始終平衡.當(dāng)小車以V0=7.2m/s的初速度從斜面底端上滑至2.7m的A處時(shí)，小球恰好落入管中且與管壁無(wú)碰撞， 此時(shí)小球的速率是小車速率的兩倍.取g=10m/s2求:(1)小車開(kāi)始上滑到經(jīng)過(guò)A處所用的時(shí)間；(2)勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小.xyO45B2+E-AB1PQ如圖所示的平行板器件中，存在相互垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)和勻強(qiáng)電場(chǎng)，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B1=0.40T，方向垂直紙面向里，電場(chǎng)強(qiáng)度E=2.0105V/m，PQ為板間中線緊靠平行板右側(cè)邊緣xOy坐標(biāo)系的第一象限內(nèi)，有垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B2=0.25T，磁場(chǎng)邊界AO和y軸的夾角AOy=45一束帶電量q=8.010-19C的正離子從P點(diǎn)射入平行板間，沿中線PQ做直線運(yùn)動(dòng)，穿出平行板后從y軸上坐標(biāo)為（0，0.2m）的Q點(diǎn)垂直y軸射入磁場(chǎng)區(qū)，離子通過(guò)x軸時(shí)的速度方向與x軸正方向夾角在4590之間.則：（1）離子運(yùn)動(dòng)的速度為多大？（2）離子的質(zhì)量應(yīng)在什么范圍內(nèi)？（3）現(xiàn)只改變AOy區(qū)域內(nèi)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小，使離子都不能打到x軸上，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B2應(yīng)滿足什么條件？