内容正文:
热芳(五)
带电粒子在复合场中运动
[热考解读]
带电粒子在复合场中的运动问题是磁场的核
心和焦点,也是近几年高考命题的热点,几乎每年
的高考电磁学压轴大题都会涉及,所以备考时应
强化对应练习.
A.若霍尔元件材料为N型半导体(载流子为电
电场、磁场中带电粒子的运动及解答方法
子),则前表面比后表面的电势高
牛顿第二定律、
B.若汽车加速度越大,则霍尔电压也越大
匀变速直
求法
运动学公式
线运动
C.若汽车纵向加速度为0,增大电流,则监测到
场
动能定理
带电
的霍尔电压也会增大
粒子
常规分解法
类平抛运动
求法
在分
特殊分解法
D.若汽车速度增大,则霍尔电压也增大
类斜抛运动
离的
功能关系
2.(2025·江西九江·二
电场
磁场
匀速直线
求法
中运
运动学公式
模)如图,空间中存在竖
运动
R
中
圆周运动公式
直向下的匀强电场和垂
匀速圆周
求法
牛顿第二定律
运动
以及几何知识
直于纸面向里的匀强磁
场,电场强度大小为E
[热考热练]
磁感应强度大小为B.一质量为的带电油滴
(时间:75分钟分值:100分)
a,在纸面内做半径为R的匀速圆周运动.当a
一、单项选择题:本题共7小题,每小题4分,共28
运动到最低点P时,瞬间分成两个小油滴I、
分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合
Ⅱ,二者带电量、质量均相同.小油滴I在P点
题目要求的
时与a的速度方向相同,并做半径为3R的匀速
1.(2025·浙江·二模)汽车装有加速度传感器,
圆周运动,小油滴Ⅱ的轨迹未画出.己知重力加
以测量汽车行驶时纵向加速度.加速度传感器
速度大小为g,不计空气浮力与阻力以及I、Ⅱ
有一个弹性梁,一端夹紧固定,另一端连接霍尔
分开后的相互作用,则
元件,如图所示.汽车静止时,霍尔元件处在上
下正对的两个相同磁体中央位置,如果汽车有
A.油滴a带电量的大小为E
g
向上的纵向加速度,则霍尔元件离开中央位
B.油滴a做圆周运动的速度大小为3gBS
E
置而向下偏移.偏移程度与加速度大小有关.如
霍尔元件通人从左往右的电流,则下说法正确
C.小油滴I做圆周运动的周期为4πE
8B
的是
D.小油滴Ⅱ做圆周运动的半径为R
117
3.(2025·浙江·模
电势差U,(前表面的电势低于后表面的电势).
拟预测)如图所
则
示,当有电流【垂直于磁场方向通过半导体板
连接到速度计
霍尔传感器
时,连接在半导体板两侧的电压表指针发生偏
前叉
转,说明半导体板两侧之间存在霍尔电压UH·
用同种材料制成的不同规格的半导体板进一步
磁铁
实验,记录数据结果如表格所示.由于粗心,表
甲
格第一行没有记录全部相关的物理量,只记得
霍尔元件磁场B
第一列为实验次数,第三列为通入的电流大小,
第五列为霍尔电压,已知厚度(ab边长)为h、宽
度(bc边长)为l,长度(be边长)为d.请用你学
过的物理知识并结合表中数据判断,下列说法
正确的是
A.自行车的速度为2πnr
B.车速越大A、B间电势差越大
实验
通入电流
霍尔电压
C.霍尔元件的载流子是正电荷
次数
大小I/A
UH/V
D.电源长时间使用后电动势减小,A、B间电势
2.0×10-4
1.0×10-3
4.0×10-1
1.4×10-2
差将减小
2
4.0×10-4
1.0×10-3
4.0×10-
7.0×10
5.(2025·山东省泰安市高三
M
M
××××
2.0×10
1.0×10-3
2.0×10
7.0×10
2
三模)如图所示,比荷不同
a××-×-x4b
A.第二列为板的厚度h
的两个带电粒子在A处由
××××
静止释放,经加速电压U0
A
B.第四列为半导体长度d
N
C.霍尔电压正负与半导体中导电粒子正负无关:
加速后,垂直磁场左边界MN射人宽度为d的
D.磁感应强度加倍,厚度减半,电流大小减半,
匀强磁场区域,磁感应强度大小为B,磁场方向
霍尔电压不变
垂直纸面向里.两个粒子经磁场偏转后一个从
4.(2025·福建龙岩·二模)自行车速度计可以利
左边界MN的a点离开磁场区域,另一个从磁
用霍尔效应传感器获知自行车车轮的运动速:
场的右边界b点离开磁场区域,a、b两点的连线
率.如图甲所示,自行车前轮半径R,霍尔效应
刚好与磁场边界垂直,从b点离开的粒子在磁
传感器固定于前叉距轴r处.一块磁体安装在:
场区域运动过程中偏转的角度为60°,不计粒子
前轮上,轮子每转一圈,磁体就靠近传感器一
重力及粒子间的相互作用,下列说法正确的是
次,传感器就会输出一个脉冲电压,若每秒触发
(
n次脉冲.如图乙所示,电源输出电压为U1当
A.从a点离开磁场区域的粒子带正电,从b点
磁场靠近霍尔元件时,在导体前后表面间出现:
离开磁场区域的粒子带负电
118
B.从a点离开磁场区域的粒子比荷大小为2。
入B2,最后荧光屏恰好未发光,粒子重力不计,则
3d2 B2
MN两极板间的电压大小是
3Uo
C.从b点离开磁场区域的粒子比荷大小为
荧光屏
2d B2
D.从a、b两点离开的粒子在磁场区域中运动的
时间之比为3:1
6.(2025·河北省通州市高
ty
以
XX xX
T三模)如图所示,在x××B××
×××
轴下方宽度为d=0.2m
X×X
的区域中,x>0的区域×××××××
有沿y轴正方向的匀强电场,场强E=4×
103V/m,x<0的区域无电场.在y>0和y<
A.
qBd(Bd1+B2d2)
B.g(B14+B2d2)
m
mBd
一0.2m的区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场,
C.gBd(B2d2-Bd)
D.gBd(Bid-B2d2)
m
m
磁感应强度B=0.4工.一比荷g=1X105C/kg的
二、多项选择题:本题共4小题,每小题5分,共20
带正电粒子从M(0.1m,一0.2m)点由静止释放,:分.在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目
不计粒子重力,以下判断正确的是
)要求.全部选对的得5分,选对但不全的得3分,
A.粒子第一次经过x轴时速度大小为2×104m/s有选错的得0分
B.粒子第三次经过y轴时速度方向与y轴垂直8.(2025·河北卷·10)如图,真空中两个足够大
C.粒子第三次经过y轴时的位置坐标为(0,0.2m)
的平行金属板M、N水平固定,间距为d,M板
D.粒子从开始释放到第五次经过x轴所用的时:
接地.M板上方整个区域存在垂直纸面向里的
间为(2+E+5+)×105g
匀强磁场.M板O点处正上方P点有一粒子
源,可沿纸面内任意方向发射比荷、速度大小均
7.(2025·福建省泉州市高三四校联考)如图所
相同的同种带电粒子.当发射方向与OP的夹
示,速度选择器MN两极板间的距离为d,板间:
角0=60时,粒子恰好垂直穿过M板Q点处的
匀强磁场的磁感应强度大小为B,O为速度选择
小孔.已知OQ=3L,初始时两板均不带电,粒子
器中轴线上的粒子源,可沿OO方向发射速度大
碰到金属板后立即被吸收,电荷在金属板上均
小不同、带电荷量均为q(g>0)、质量均为m的带
匀分布,金属板电量可视为连续变化,不计金属
电粒子,经速度选择器后,粒子先后经过真空中
板厚度、粒子重力及粒子间的相互作用,忽略边
两平行边界的匀强磁场区域到达足够大荧光屏;!
缘效应.下列说法正确的是
匀强磁场的磁感应强度分别为B1、B2,对应边界
×
的宽度分别为d1、d2.调节滑片P可改变速度选
×
X L0 X
择器M、N两极板间的电压,使粒子沿OO方向
×
十
×0X
Q×
×
×
垂直磁场B1边界进入B1,经磁场B1偏转后进
119
A.粒子一定带正电
C.加速质子的交流电源频率与加速α粒子的交
B.若间距d增大,则板间所形成的最大电场强
流电源频率之比为1:1
度减小
D.能使原来静止的质子获得的最大速率为2·
C.粒子打到M板上表面的位置与O点的最大
10.(2025·福建卷·7)空间
距离为7L
中存在垂直纸面向里的
D.粒子打到M板下表面的位置与Q点的最小
匀强磁场B与水平向右
距离为w3d
××
的匀强电场E,一带电体
9.(2025·天津南开中学模
拟)回旋加速器在核科学、
嫠
在复合场中恰能沿着MN做匀速直线运动,
MN与水平方向呈45°,NP水平向右.带电量
核技术、核医学等高新技
电
源
为q,速度为o,质量为m,当粒子到N时,撤去
术领域得到了广泛应用,
磁场,一段时间后粒子经过P点,则(
有力地推动了现代科学技狹缝
术的发展.回旋加速器的原理如图所示,D1和
A.电场强度为E=√2mg
D2是两个正对的中空半圆金属盒,它们的半径
均为R,且分别接在电压一定的交流电源两端,
B.磁场强度为B=Emg
qv
可在两金属盒之间的狭缝处形成变化的加速电:
C.NP两点的电势差为U=2mv
场,两金属盒处于与盒面垂直、磁感应强度为B
D.粒子从N→P时距离NP的距离最大值
的匀强磁场中,A点处的粒子源能不断产生带
电粒子,它们在两盒之间被电场加速后在金属
盒内的磁场中做匀速圆周运动.调节交流电源11.(2025·海南省四校高三联考)如图,真空中有
的频率,使得每当带电粒子运动到两金属盒之
区域I和Ⅱ,区域I中存在匀强电场和匀强磁
间的狭缝边缘时恰好改变加速电场的方向,从:
场,电场方向竖直向下(与纸面平行),磁场方
而保证带电粒子能在两金属盒之间狭缝处总被!
向垂直纸面向里,腰长为L的等腰直角三角形
加速,且最终都能沿位于D,盒边缘的C口射
CGF区域(区域Ⅱ)内存在匀强磁场,磁场方向
出.该回旋加速器可将原来静止的α粒子(氦的
垂直纸面向外.图中A、C、O三点在同一直线
原子核)加速到最大速率,使它获得的最大动:
上,AO与GF垂直,且与电场和磁场方向均垂
能为Ek.若带电粒子在A点的初速度、所受重
直.A点处的粒子源持续将比荷一定但速率不
力、通过狭缝的时间及C口的口径大小均可忽:
同的粒子射入区域I中,只有沿直线AC运动
略不计,且不考虑相对论效应,则用该回旋加:
的粒子才能进人区域Ⅱ.若区域I中电场强度
速器
大小为E、磁感应强度大小为B1,区域Ⅱ中磁
A.加速质子的总次数与加速α粒子总次数之比
感应强度大小为B2,则粒子从CF边靠近F的
为2:1
三等分点D射出,它们在区域Ⅱ中运动的时间
B.能使原来静止的质子获得的动能为Ek
为to.若改变电场或磁场强弱,能进入区域Ⅱ
120
中的粒子在区域Ⅱ中运动的时间为t,不计粒:
(3)若粒子离开b点时,在平行板电容器的右
子的重力及粒子之间的相互作用,下列说法正
侧再加一个方向水平向右的匀强电场,场强大
确的是
小为45E·,求粒子相对于电容器右侧的最远
_3d
G
459
水平距离xm:
B
B2
D
.459
A.从D点飞出的粒子速度大小为
B2
B龙子的比商为,配
C.若仅将区域I中电场强度大小变为2E,
则t<to
D.若仅将区域Ⅱ中磁感应强度大小变为
3
B2
则粒子从GF边出射
三、非选择题:本题共5小题,共52分
12.(2025·湖南卷·14)(6分)如图,直流电源的
电动势为E,
B
×
内阻为ro,滑
a vo
×
××
动变阻器R的
××
最大阻值为
Eo,ro
3d
2r0,平行板电容器两极板水平放置,板间距离
为d,板长为3d,平行板电容器的右侧存在方
向垂直纸面向里的匀强磁场.闭合开关S,当滑
片处于滑动变阻器中点时,质量为m的带正电:
粒子以初速度0水平向右从电容器左侧中点
α进入电容器,恰好从电容器下极板右侧边缘
b点进入磁场,随后又从电容器上极板右侧边
缘c点进人电容器,忽略粒子重力和空气
阻力
(1)求粒子所带电荷量q;
(2)求磁感应强度B的大小;
121
13.(2025·河南卷·15)(8分)如图,水平虚线上14.(2025·山东·统考二模)(10分)制造芯片,要
方区域有垂直于纸面向外的匀强磁场,下方区
精准控制粒子的注人.如图甲所示,是控制粒
域有竖直向上的匀强电场.质量为、带电量
子运动的装置示意图,两块边长均为d的正方
为g(g>0)的粒子从磁场中的a点以速度vo:
形金属板M、N上、下正对水平放置,极板间距
向右水平发射,当粒子进入电场时其速度沿右
也为d.以该装置的立方体中心O点为原点建
下方向并与水平虚线的夹角为60°,然后粒子
立直角坐标系,并在极板间加沿y轴负方向的
又射出电场重新进入磁场并通过右侧b点,通
匀强磁场(磁感应强度大小未知),两极板接到
过b点时其速度方向水平向右.a、b距水平虚
电压为U的电源上.现有一束带正电粒子以速
线的距离均为h,两点之间的距离为s=3√3h.
度o沿x轴正方向从左侧持续注入极板间,
不计重力.
恰好沿x轴做匀速直线运动.不考虑电磁场的
边缘效应,粒子的重力忽略不计,粒子之间的
静电力忽略不计.
M
(1)求磁感应强度的大小;
(2)求电场强度的大小;
(3)若粒子从a点以o0竖直向下发射,长时间
甲
来看,粒子将向左或向右漂移,求漂移速度大
UMN
小.(一个周期内粒子的位移与周期的比值为
漂移速度)》
乙
(1)求磁感应强度B的大小;
(2)若仅撤去磁场,该带电粒子束恰好击中点
(一号0,一兰),求粒子的比荷:
(3)若仅撤去电场,求带电粒子束离开立方体
空间的位置坐标;
122
(4)若将磁场方向改为沿之轴正方向,并将两:
屏,荧光屏与虚线平行.与O的距离1=
极板接到电压按如图乙所示变化的电源上,
20√5cm,M、N是荧光屏上两点,MO连线与
t=0时刻让粒子从中心O点沿x轴正方向以
屏垂直,N到M点之间的距离L=20cm.已知
速度注入,试通过计算说明从粒子注入后
加在平行板间的电压U2=1.2×104V,粒子的
到击中极板前会经过之轴几次.
比荷为g=108C/kg.不计重力的影响,求:
荧光屏
0
E
(1)加速电场U1大小;
(2)要使粒子打到荧光屏上MN之间,圆形区
域内的磁场B范围
15.(2025·新疆维吾尔自治区第二次联考)(12分)
如图所示,大量的同种粒子从静止经电压U1:
加速后,沿虚线方向射入正交的电磁场之中,
恰好做直线运动,电场强度方向竖直向下,磁:
感应强度大小B1=0.2T,方向垂直纸面向
里,两平行板之间的距离d=6cm.平行板右侧
有一圆形磁场区域,圆心O在虚线上、半径
r=10cm,圆内有垂直纸面向里的磁场B,B
的大小可以调控.圆形区域的上方安装有荧光:
—123
16.(2025·湖南永州一
(2)若电场沿y轴负方向,欲使电子a不能到
A
模)(16分)如图所示
达MN,求△y的最小值;
的xOy平面内,以O1
10
-N
(3)若电场沿y轴正方向,△y=√3R,欲使电子
(0,R)为圆心,R为半
b能到达x轴上且距原点O最远,求矩形磁场
径的圆形区域内有垂
区域的最小面积.
直于xOy平面向里的匀强磁场(用B1表示,
大小未知);x轴下方有一直线MN,MN与x
轴相距为△y,x轴与直线MN间区域有平行
于y轴的匀强电场(图中未画出),电场强度大
小为E;在MN的下方有矩形区域的匀强磁
场,磁感应强度大小为B2,磁场方向垂直于
xOy平面向外.电子a、b以平行于x轴的速度
0分别正对O1点、A(0,2R)点射入圆形磁
场,偏转后都经过原点O进人x轴下方的电
场.已知电子质量为m,电荷量为e,E=
出,-m,不计电子重力.
√3mwo2
2eR
2er
(1)求磁感应强度B1的大小;
-124该段时间内AB运动的位移为x'1=十。
2t2
传送带运动的位移为x':=t
故可得Q=u(ma十mg)g·(x2一x1)
解得v=2.6m/s,另一解小于v共舍去.
答案(1)72N,方向竖直向上(2)1.6J(3)0.6
2.6m/s
16.解析(1)A克服摩擦力做功为
W:-umgxo
解得W,=1J
弹簧的弹性势能最大值为
E-Fx-F0Xxo
2
解得E。=10J.
(2)爆炸后A获得的动能为
EkA=mmg(L。十xo)十E,
解得Ek4=16J
爆炸过程中有
mvoA-MUoB =0
B获得的动能为
Exn Mua
解得E=4J
爆炸过程中转化成A、B的机械能为
E=Ea十EB=20J.
(3)由2M'=16,分MB2=4
可得爆炸后A、B的速度为voA=4m/s,w=1m/s
B向右运动至停止经过的路程为x:=20
其中a1=aB=mg
n
解得xB=0.25m
所用的时间为t==0.55
aB
得到A返回到爆炸,点的时间tA>t妇,所以A被弹簧
碰撞静止的物体B.设碰撞前A的速度为V4,
则宁m=号m以+ms[2L,十,)+]
解得vA=√5m/s
A、B碰撞后,速度分别为vA'和B
则mua=mua'十Muz
1
解得,'=-35m/s,0g'-25m/s
5
5
碰撞后A向左运动的位移为5A=)
-=0.27tm
2a
B向右运动的位移为5B=2a
-g=0.12m,所以A、E
最终静止的位置与爆炸,点的距离分别为
△x4=(0.27-0.25)m=0.02m
△x3=(0.12十0.25)m=0.37m.
答案(1)1J10J(2)20J
(3)0.02m0.37m
热考(五)带电粒子在复合场中运动
:1.B2.D3.A4.D5.C6.D7.C8.BD9.AB
10.BC 11.BCD
:12.解析(1)粒子在电容器中做类平抛运动,水平方向做匀速
m/s或
直线运动有
√5d=6t
竖直方向做匀变速直线运动
_0+t,
2
2
,=at=g
md
由闭合回路欧姆定律可得U=
3
联立可得西,=3q
mi?
E。
(2)粒子进入磁场与竖直方向的夹角为
tan0=2=60,
25
sin 60
粒子在磁场中做匀速圆周运动B=m尺
d
由几何关系易得R=
_V3d
c0s309
3
2Eo
联立可得B
dv
(3)取一个竖直向上的速度使得其对应的洛伦兹力和水平向
右的电场力平衡,则有
qUM B=gE
解得u1=2
3
粒子以,速度向上做匀速直线运动,粒子做圆周运动的合
速度的竖直方向分速度为
U2=1十U,=√3u
此时合速度与竖直方向的夹角为
弹回后,
tan a=
√3U
合速度为'=√(W5)”十,
粒子做圆周运动的半径
_mu
Bq
最远距离为xm=r十rcos a-=
(2+5)d
2
2+)d
答案
(1)q
m
(2)B=
2Eo
(3)
Eo
2
:13.解析
(1)根据题意可知,画出粒子的运动轨迹,如图所示
两物体
由题意可知0=60
设粒子在磁场中做圆周运动的半径为”,由几何关系有”=
rcos 0+h
221
解得r=2h
由牛顿第二定律有g,B=m
解得B一器
(2)根据题意,由对称性可知,粒子射出电场时,速度大小仍:
为,方向与水平虚线的夹角为60°,由几何关系可得
AB=s-2rsin0=3√3h-2√3h=√3h
则粒子在电场中的运动时间为
t
.AB23h
UoC0s日
Vo
沿电场方向上,由牛顿第二定律有
gE=ma
由运动学公式有
-vosin 0=vosin -at
联立解得E购、
(3)若粒子从a点以v。竖直向下发射,画出粒子的运动轨
迹,如图所示
由于粒子在磁场中运动的速度大小仍为。,粒子在磁场中运
动的半径仍为2h,由几何关系可得,粒子进入电场时速度与
虚线的夹角a=60°
结合小问2分析可知,粒子在电场中的运动时间为1=2
AB间的距离为AB=√3h
由几何关系可得BC=2 rsin a=2√3h
则AC=BC-AB=√3h
粒子在磁场中的运动时间为6=36020.2_8山
360°
3v0
则有1=4十t,=(65+8m)h
3U0
综上所述可知,粒子每隔时间t向右移动√3h,则漂移速度大}
小=⑤h=33
t
6V5+8π
答案(1)
2gh
(2)m飞
(3)33
U
2gh
6√3+8π
14.解析(1)粒子做匀速直线运动,则有
U
=q6B,
可得B一m。
U
(2)粒子做类平抛运动,有
m
=-号-d,
联立可得粒子的比荷4=门;】
:
172
222
(3)粒子做匀速圆周运动,则有
9o B=mv?
R
可得R=号,
则2R=2u、4
9<2
所以粒子在磁场中运动半个周期,从左边界飞出,则带电粒
子来高开立方体空间的位重坐标(一号。
2d)
0,
(4)粒子沿x轴做变速直线运动,在xOy平面内做圆周运动,
周期为T=2πm=2πd≈0.7d
qB 9vo
由乙图可知,在0一时间内加速,粒子在之轴方向的位移
8u0
9d
4=a=8
在一时间内减速,粒子在之轴方向的位移
b=a4za,=
128
4一从时间内向反方向加速,粒子在之轴方向的位移
在
21
9d
32
一6d时间内向反方向减速到速度为零,粒子在之轴方
在208
向的位移
1
9d
=att-zat,2=32,
粒子回复最初的方向接着重复最初的运动,运动时间为
d
t5=t十ty=4
此时距板的距离为
△1=z1-(4,-4-)-4,-4-4)=
7d
32
则由△l=2atg,
2
可得品
到达极板所用总时间为
t=6十t十6十64十6+6,≈1224
Uo
粒子每个周期经过一次之轴,则
n=子≈1.7,
取整数,所以经过1次,
答案(1)B=
(2)1=9u2
dvs
m U
3-号0,
(4)1
解析(1)设粒子在正交的电磁场中做匀速直线运动的速度
为U,则有:
由平衡条件有:Eq=quB
U.
而电场强度:E=
d
U,
联立以上解得:u=Bd
代入数据可得:v=1×10m/s
由动能定理得eE△y=1
mw、1
对粒子在U1电场中加速,由动能定理有:
1
解得u=2U
Uq=2mi
代入可得:U1=5000V
由牛颜第二定律得wB,=m二,解得万=4y5R
2
(2)粒子沿半径方向射出磁场,作出粒子分别打到荧光屏上M:
又os0=÷=是,则9=号
1
点和N点的运动轨迹,圆心分别为O、O,,轨迹圆的半径分别
为R和R2
由几何关系可知,电子b在MV下方矩形磁场中运动轨迹的
圆心O,在y轴上,当电子b从矩形磁场右边界射出,且射出
M
O2
a
荧光屏
方向与水平方向夹角为0=号时,电子6能够到达x轴,且距
B
离原,点O最远.由几何关系得,最小矩形磁场的水平边长为
U
B
l1=n十r1sin8
可
竖直边长为l2=n十ncos日
则最小面积为S=l14=n2(1十sin9)(1十cos8)=
由几何关系知:R,=r
4(2+√3)R2.
R,=
一而tana=工
tan 1
答案R2)号Rg42+5R
粒子做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力:
A-咒B
热考(六)
电磁感应中的动力学和能量问题
联立以上几式可得:B1=
2=1X10T=0.1T
1.B2.C3.C4.D5.B6.C7.A8.BC9.BC
10×0.1
10.ACD 11.CD
m
:12.解析(1)设离开右边界时棒ab速度为,则有
B,=
1×10
T=0.058T,所以圆形磁场区1
E=BLU①
4×5r10×3×0.1
E②
域的磁感应强度的范围为:0.058T≤B0.1T
1FR中
对棒有2F。一BIL=0③
答案(1)加速电场U1大小为5000V;
(2)要使粒子打到荧光屏上MN之间,圆形区域内的磁场B范:
解得=
2F。(R+r)
④:
BL
围是0.058T≤B0.1T.
(2)在αb棒运动的整个过程中,根据动能定理
16.解析(1)电子a、b射入圆形磁场区域后做圆周运动,且轨道:
半径大小相等,当电子Q射入,经过O点进入x轴下方时,分
R,d+2Ed-W&=合um-0回
析其运动轨迹可知
由功能关系E。=W安⑥
r=R,
解得E&=F,(d,+2d-2mF,(R+r
B'L
2mF2(R+r)2
解得B=震。
答案1)2ER+
BL
(2)F(d。+2d)-
B'L
(②)匀强电场沿y轴负方向,电子a从0.点沿y轴负方向进入:13.解析
(1)由动量定理得
电场后做匀减速运动,且将要到达N时速度减为零,此时电!
nBL.nBL.△Y=mAu
R
子在匀强电场中运动的距离为最小值△ym,由动能定理得
其中
1
eEAyis=之mw
d=u△t
右则磁场的磁感应强度为
解得4器9R
B=kl
(3)匀强电场沿y抽正方
解得
0
向,电子b从O点进入电
0'
△w=0.4m/s
M
C
场做类平抛运动,设电子
方向水平向左
b经电场加速后到达MN
(2)第3个线圈完全进入磁场时恰好减速为零,由动量定理得
时速度为,电子b在
nBL.nB面.△=0-m
MN下方磁场做匀速圆周运动轨道半径为”1,电子b离开电场
R
:
进入磁场时速度方向与水平方向成日角,如图所示
其中
3d=v△t
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