第4课时带电粒子在复合场中的运动.doc

第4课时 带电粒子在复合场中的运动
活动一：带电体在复合场中的直线运动
1．如图所示，一个带负电的物体从粗糙斜面顶端滑到斜面底端时的速度为v，若加上一个垂直于纸面指向读者方向的磁场，则滑到底端时的速度( )
A. v变大
B. v变小
C. v不变
D.不能确定v的变化
2．如图所示，虚线间空间存在由匀强电场E和匀强磁场B组成的正交或平行的电场和磁场，有一个带正电小球（电量为+q，质量为m）从正交或平行的电磁混合场上方的某一高度自由落下，那么，带电小球可能沿直线通过下列的哪个电磁混合场

3．如图所示，质量为m，一带正电电量为q的小环套在竖直绝缘棒上，棒所在的区域有相互垂直且都为水平方向的匀强电场和匀强磁场，电场强度为E、磁感强度为B，小环与棒的动摩擦因数为μ。求：
（1）小环下滑过程中的最大加速度及此时的速度？
（2）下滑过程中的最大速度？

【归纳小结】

活动二：带电体在复合场中的曲线运动
4．如图所示空间的某一区域内存在着相互垂直的匀强电场和匀强磁场，一个带电粒子以某一初速度由A点进入这个区域沿直线运动，从C点离开区域；如果这个区域只有电场，则粒子从B点离开场区；如果这个区域只有磁场，则粒子从D点离开场区；设粒子在上述三种情况下，从A到B点、A到C点和A到D点所用的时间分别是t1、t2和t3，比较t1、t2和t3的大小，则有(粒子重力忽略不计) ( )
A．t1=t2=t3 B．t2<t1<t3
C． t1=t3>t2 D．t1=t2<t3
5．如图所示，直角坐标系xOy位于竖直平面内，在水平的x轴下方存在匀强磁场和匀强电场，磁场的磁感应强度为B，方向垂直xOy平面向里，电场线平行于y轴．一质量为m、电荷量为q的带正电的小球，从y轴上的A点水平向右抛出，经x轴上的M点进入电场和磁场，恰能做匀速圆周运动，从x轴上的N点第一次离开电场和磁场，MN之间的距离为L，小球过M点时的速度方向与x轴正方向夹角为θ.不计空气阻力，重力加速度为g，求：
(1)电场强度E的大小和方向；
(2)小球从A点抛出时初速度v0的大小；
(3)A点到x轴的高度h.

【归纳小结】

【巩固练习】
1．如图所示，在长方形abcd区域内有正交的电磁场，ab=bc/2=L，一带电粒子从ad的中点垂直于电场和磁场方向射入，恰沿直线从bc边的中点P射出，若撤去磁场，则粒子从C点射出；若撤去电场，则粒子将（重力不计）( )
A．从b点射出 B．从b、P间某点射出
C．从a点射出 D．从a、b间某点射出
2．带正电粒子(不计重力)以水平向右的初速度v0，先通过匀强电场E，后通过匀强磁场B，如图甲所示，电场和磁场对该粒子做功为W1.若把该电场和磁场正交叠加，如图乙所示，再让该带电粒子仍以水平向右的初速度v0(v0＜)穿过叠加场区，在这个过程中电场和磁场对粒子做功为W2，则(　　)
A．W1＜W2
B．W1＝W2
C．W1＞W2
D．无法判断
3．如图所示，虚线EF的下方存在着正交的匀强电场和匀强磁场，电场强度为E，磁感应强度为B.一带电微粒自离EF为h的高处由静止下落，从B点进入场区，做了一段匀速圆周运动，从D点射出. 下列说法正确的是 ( )
A．微粒受到的电场力的方向一定竖直向上
B．微粒做圆周运动的半径为
C．从B点运动到D点的过程中微粒的电势能和重力势能之和在最低点C最小
D．从B点运动到D点的过程中微粒的电势能先增大后减小
4．如图甲所示为一个质量为m、带电荷量为＋q的圆环，可在水平放置的足够长的粗糙细杆上滑动，细杆于磁感应强度为B的匀强磁场中。现给圆环向左的初速度v0，在以后的运动过程中，圆环运动的速度—时间图象可能是图乙中的（ ）
5．如图，匀强电场的场强E=4V/m，方向水平向左，匀强磁场的磁感应强度B=2T，方向垂直纸面向里。一个质量为m=1g、带正电的小物块A，从M点沿绝缘粗糙的竖直壁无初速度下滑，当它滑行0.8m到N点时就离开壁做曲线运动。当A运动到P点时，恰好处于平衡状态，此时速度方向与水平成45°角，设P与M的高度差H为1.6m。g=10 m /s2，求：
（1）A沿壁下滑时摩擦力做的功；
（2）P与M的水平距离s是多少？

6．如图所示，将用绝缘管做成的圆形轨道竖直放置在竖直平面内，建立如图所示直角坐标系，圆形轨道的圆心与坐标原点重合，在Ⅰ、Ⅱ象限有垂直轨道平面的水平匀强磁场，在Ⅳ象限有竖直向下的匀强电场．一个带电荷量为＋q，质量为m的小球从图中位置A由静止释放开始运动，刚好能通过最高点．不计一切摩擦，小球所带电荷量保持不变，轨道半径为R，R远大于管道的内径，小球直径略小于管道内径，小球可看成质点。
（1）求匀强电场的电场强度E的大小
（2）若小球在第二次到最高点时，刚好对轨道无压力，求磁感应强度B的大小
（3）求小球第三次到达最高点时对轨道的作用力