专题九 带电体在组合场、复合场中的运动.doc
专题九 带电体在组合场、复合场中的运动.ppt
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专题九带电体在组合场、复合场中的运动
限时规范训练[单独成册]
(时间:45分钟)
1.如图,在两水平极板间存在匀强电场和匀强磁场,电场方向竖直向下,磁场方向垂直于纸面向里.一带电粒子以某一速度沿水平直线通过两极板.若不计重力,下列四个物理量中哪一个改变时,粒子运动轨迹不会改变( )
A.粒子速度的大小
B.粒子所带的电荷量
C.电场强度
D.磁感应强度
解析:选B.粒子作直线运动,有qvB=qE,即E=vB,与q无关.
2. 如图所示,空间的某一正方形区域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边界中点A进入这个区域沿直线运动,从中点C离开区域;如果将磁场撤去,其他变件不变,则粒子从B点离开场区;如果将电场撤去,其他条件不变,则粒子从D点离开场区.已知BC=CD,设粒子在上述三种情况下,从A到B,从A到C和从A到D所用的时间分别是t1、t2、t3,离开三点时的动能分别是Ek1、Ek2、Ek3,粒子重力忽略不计,以下关系式正确的是( )
A.t1=t2<t3 B.t1<t2=t3
C.Ek1=Ek2<Ek3 D.Ek1>Ek2>Ek3
解析:选A.根据题意可知,粒子在复合场中做直线运动,由于忽略粒子重力,则洛伦兹力与电场力平衡,即有qE=qv0B,可得粒子从A到C的运动时间为t2=dv0,其中d表示AC间距;若将磁场撤去,粒子从B点离开场区,该过程中粒子在电场力作用下做类平抛运动,运动时间t1=dv0;若撤去电场,粒子做匀速圆周运动,从A到D的过程中,沿AC方向的速度分量逐渐减小,且均小于v0,则有t3>dv0,据以上分析,选项A正确、选项B错误.粒子从A到C过程是匀速直线运动,动能不变;从A到D过程中,粒子只在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动,动能不变,则Ek2=Ek3;粒子从A到B过程中,合外力是电场力,电场力做了正功,粒子的动能增加,则有Ek1>Ek2=Ek3,选项C、D错误.
3.(多选)在半导体离子注入工艺中,初速度可忽略的磷离子P+和P3+,经电压为U的电场加速后,垂直进入磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里、有一定宽度的匀强磁场区域,如右图所示.已知离子P+在磁场中转过θ=30°后从磁场右边界射出,在电场和磁场中运动时,离子P+和P3+( )
A.在电场中的加速度之比为1∶1
B.在磁场中运动的半径之比为3∶1
C.在磁场中转过的角度之比为1∶2
D.离开电场区域时的动能之比为1∶3
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