复合电磁场 答案.doc

1 电磁场一、连接场 1、在平面直角坐标系 xOy 中,第Ⅰ象限存在沿 y 轴负方向的匀强电场,第Ⅳ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 q 的带正电的粒子从 y 轴正半轴上的 M 点以速度 v0 垂直于 y 轴射入电场,经 x 轴上的 N 点与 x 轴正方向成θ= 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 9-3-7 所示。不计粒子重力,求: (1) M、N 两点间的电势差 UMN ; (2) 粒子在磁场中运动的轨道半径 r; (3) 粒子从 M 点运动到 P 点的总时间 t。 2、. (2012 年广州二模) 如图 3- 10 所示,在 xOy 坐标中第Ⅰ和第Ⅳ象限分布着平行于 x 轴的匀强电场,第Ⅳ象限的长方形 OPQH 区域内还分布着垂直坐标平面的、 y 轴上的 a 点射入场区,然后垂直 x 轴通过 b 点,最后从 y 轴上的 c 点离开场区. 已知质子质量为 m、带电量为 q, 射入场区时的速率为 v 0, 通过 b 点时的速率为 22 v 0, OP =2 Oa =2d, OH = 32 Ob = 23 d ,求: (1) 在图中标出电场和磁场的方向; (2) 电场强度的大小以及 c 到坐标原点的距离 Oc ; (3) 如果撤去电场, 质子仍以 v 0从a 点垂直 y 轴射入场区, 试讨论质子可以从长方形 OPQH 区域的哪几条边界射出场区, 从这几条边界射出时对应磁感应强度 B 的大小范围和质子转过的圆心角θ的范围. 2 3、如图所示,在y>0 的空间中存在匀强电场, 场强方向沿 y 轴正方向, 场强大小为 <0 的空间中存在匀强磁场, 磁场方向垂直 xOy 平面( 纸面) 向外, 磁感应强度大小为 B. 一电量为 q 、质量为 m 、重力不计的带负电的粒子,在 y 轴上 y=L 处的 P 点由静止释放,然后从O y<0 的空间运动时一直处于磁场区域内,求: (1) 粒子到达 O 点时速度的大小 v; (2) 粒子经过 O 点后,第一次到达 x 轴上的 Q点( 图中未画出) 的横坐标 x 0; (3) 粒子从 P 点出发,第一次到达 x 轴上的 Q 点所用的时间 t. 4、如图所示,在平面直角坐标系 xOy 内,第Ⅰ象限有沿- y方向的匀强电场,第Ⅳ象限有垂直于纸面向外的匀强磁场. 现有一质量为 m、带电量为+ q 的粒子( 重力不计) 以初速度 v 0 沿- x方向从坐标为(3l,l)的P 点开始运动,接着进入磁场后由坐标原点O 射出,射出时速度方向与 y 轴方向夹角为 45° ,求: (1) 粒子从 O 点射出时的速度 v; (2) 电场强度 E 的大小; (3) 粒子从 P 点运动到 O 5. 如图所示,空间某平面内有一条折线是磁场的分界线,在折线的两侧分布着方向相反、与平面垂直的匀强磁场, 磁感应强度大小都为 B. 折线的顶角 90 A ? ??,P、Q 是折线上的两点, AP = AQ =L. 现有一质量为 m、电荷量为 q 的带负电微粒从 P 点沿 PQ 方向射出, 不计微粒的重力。(1 )若 P、Q 间外加一与磁场方向垂直的匀强电场,能使速度为 v 0 射出的微粒沿 PQ 直线运动到 Q 点,求其电场强度。(2) 撤去电场,为使微粒从 P 点射出后,途经折线的顶点 A 而到达 Q 点,求初速度 v 应满足什么条件? (3 )求第( 2 )中微粒从 P 点到达 Q 点所用时间的最小值. 6、如图 M2 -9 所示, 空间分布着方向平行于纸面且与场区边界垂直的有界匀强电场, 电场强度为 E、场区宽度为 L. 在紧靠电场右侧的圆形区域内, 分布着垂直于纸面向外的匀强磁场, 磁感应强度 B 未知, 圆形磁场区域半径为 r. 一质量为 m、电荷量为 q 的带正电的粒子,从A 点由静止释放后,在 M 点离开电场,并沿半径方向射入磁场区域,然后从 N 点射出, O为圆心, ∠ MON = 120 ° ,: (1) 粒子经电场加速后,进入磁场时速度的大小; (2) 匀强磁场的磁感应强度 B 的大小; (3) 粒子从由 A 点出发到由 N 点离开磁场所经历的时间. 4 7 . A 容器, 使它受到电子束轰击, 失去一个电子成为正一价的离子. 离子从狭缝以很小的速度进入电压为U 的加速电场区( 初速度不计), 加速后再通过狭缝 S 2 从小孔 G 垂直于 MN 射入偏转磁场, 该偏转磁场是一个以直线 MN 为上边界、方向垂直于纸面向外的匀强磁场, 磁场的磁感应