第一章 课时7 带电粒子在组合场中的运动(课时作业)-2022-2023学年高二新教材物理选择性必修第二册【课时学案作业】人教版

第一章安培力与洛仑兹力 课时7 带电粒子在组合场中的运动 学习札记 ⊙学习目标：带电粒子在组合场中的运动。 基础训练 1.如图所示，两金属板平行正对放置，两板右侧有一个匀强磁场区，该 磁场的左边界与两金属板垂直，磁场方向垂直于纸面向里，磁感应强度为 --- B。一质量为m、电荷量为g的粒子，以初速度o沿平行于两板方向从左侧 射入两板间，从右侧射出后又经磁场边界上的M点射入磁场，之后再经边 界上的N点射出磁场（图中未画出M点和N点），忽略粒子重力，求M、N之间的距离。 2.在x轴上方有垂直于xOy平面向里的匀强磁场，磁感应强度为B; X B X 在x轴下方有沿y轴负方向的匀强电场，场强为E。一质量为m、电荷量为 q的带负电粒子（重力不计）从坐标原点0沿着y轴正方向射出，第三次（不 包括经过坐标原点O的那一次)到达x轴时，它与0点的距离为L,求此粒 e 子从O点射出时的速度v和运动的总路程s。 3.在平面直角坐标系xOy中，第一象限存在沿y轴负方向的匀强电 场，第四象限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g的带正电粒子从y轴正半轴上的M点以速度o平行于 x轴射入电场，经x轴上的N点沿与x轴正方向成0=60°角射入磁场，最后从 y轴负半轴上的P点垂直于y轴射出磁场，如图所示。不计粒子重力。求： (1)粒子在磁场中运动的轨迹半径r; P B (2)粒子从M点运动到P点的总时间to .13. 张永第课时学案作业·物理·选择性必修第二册 4.以两虚线为边界，中间存在平行于纸面且与边界垂直的水平电场， 学习札记 场区宽度为d;两侧为相同的匀强磁场，方向垂直于纸面向里。一质量为m、 电荷量为q、重力不计的带正电粒子，以初速度，垂直边界射入磁场做匀 速圆周运动，之后进入电场做匀加速运动，然后第二次进入磁场中运动。此 后粒子在电场和磁场中交替运动。已知粒子第二次在磁场中运动的半径是第一次的二倍，第三次 是第一次的三倍，以此类推。求： (1)粒子第一次经过电场的过程中电场力所做的功W； (2)粒子第n次经过电场时电场强度的大小E; 能力提升 5.(21·河北)一对平行的网状极板水平放置，两极板各与可调电源的 极相连，极板外存在垂直纸面向外、磁感应强度为B的匀强磁场。正极板 上0处的粒子源垂直极板向上发射速度为、带正电的粒子束，单个粒子 37,· 的质量为m、电荷量为q。足够长的挡板OM垂直于纸面固定，与正极板成 37°角，用于吸收打在其上的粒子。C和P是负极板上的两点，C点位于0点 的正上方，P点处放置着一个粒子靶（忽略靶的大小），C、P间的距离是Lo。认为粒子通过网状极 板时不会受到阻挡，忽略极板的电场边缘效应、粒子间的相互作用及粒子所受重力。 (1)若粒子经电场一次加速后正好打在P点处的粒子靶上，求可调电源电压U的大小； (2)调整电压的大小，使粒子不能打在挡板OM上，求电压的最小值Um。 .14.! ! ! " # !"#$%&'()'*+,-./01 书 课时 !"带电粒子在组合场中的运动 #题答案! $!" % #$ 解析!设粒子经过 %点时速度为 "" 此速度与" % 的夹角为 ! "则 " % & "'() ! 在磁场中运动时"对粒子应用牛顿第 二定律 #"$ & !" $ & 由几何关系可知%'&$&'() ! 联立得%'& $!" % #$ # $题答案! #$( *! $ #$ $ ( $ #+!) , ! ( $ 解析!设粒子在磁场中运动时轨迹的半径是&"则 ( & *& 在磁场中运动时"对粒子应用 牛顿第二定律 #"$ & !" $ & 在电场中"在粒子的速度从"减为 %的过程中"对粒 子应用动能定理 - #)%* & % - # $ !" $ 由以上各式求得"& #$( *! "+ & $ ! & , $* & #$ $ ( $ #+!) , ! ( $ # .题答案!&#' $!" % #$ $&$'& $ ! . , " 槡.' ! #$ 解析!&#'设粒子经过 '点时速度 为""则 " & " % '() ! & $" % 在磁场中运动时"对粒子应用牛顿 第二定律 #"$ & !" $ & 联立得&& $!" % #$ # &$'粒子在电场中运动时",'&" % - # 由几何关系可知,'&&)/0 ! & " 槡. $ &# 联立得- # & " 槡.! #$ # 粒子在磁场中运动的时间是- $ & & ! - ! '& " & $ ! ! .#$ # 于是"粒子从%点运动到.点的总时间是-&- # , - $ & & $ ! . , " 槡.' ! #$ # *题答案!&#' . $ !" $ # $&$'&$/ , #' !" $ # $#0 解析!&#'粒子第一次在磁场中