高中物理速度选择器和回旋加速器(一)解题方法和技巧及练习题.pdfVIP

高中物理速度选择器和回旋加速器 ( 一) 解题方法和技巧及练习题 一、速度选择器和回旋加速器 1．如图所示，竖直挡板 MN 右侧空间存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场，电场方向竖直 向上，电场强度 E=100N/C，磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度 B=0.2T，场中 A 点与挡板 的距离 L=0.5m 。某带电量 q =+2.0 ×10-6C 的粒子从 A 点以速度 v 垂直射向挡板，恰能做匀速 直线运动，打在挡板上的 P1 点；如果仅撤去电场，保持磁场不变，该粒子仍从 A 点以相同 速度垂直射向挡板，粒子的运动轨迹与挡板 MN 相切于 P2 点，不计粒子所受重力。求： (1)带电粒子的速度大小 v ； (2)带电粒子的质量 m 。 10 【答案】(1)v 500m/s；(2) m 4.0 10 kg 【解析】 【分析】 【详解】 (1)正粒子在正交的电场和磁场中做匀速直线运动，则向上的电场力和向下的洛伦兹力平 衡，有 qE = qvB 解得带电粒子的速度大小 E 100 v m/s 500m/s B 0.2 (2)仅撤去电场保持磁场不变，带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，有 2 v qvB m R 而粒子偏转 90 °，由几何关系可知 R L 0.5m 联立可得带电粒子的质量 6 qBL 2 10 0.2 0.5 10 m kg 4.0 10 kg v 500 2．如图所示的直角坐标系 xOy，在其第二象限内有垂直纸面向里的匀强磁场和沿 y 轴负方 向的匀强电场。虚线 OA 位于第一象限，与 y 轴正半轴的夹角 θ=60°，在此角范围内有垂直 纸面向外的匀强磁场； OA 与 y 轴负半轴所夹空间里存在与 OA 平行的匀强电场，电场强度 大小 E=10N/C 。一比荷 q=1 ×106 3 C/kg 的带电粒子从第二象限内 M 点以速度 v=2.0 ×10 m/s 沿 x 轴正方向射出， M 点到 x 轴距离 d=1.0m，粒子在第二象限内做直线运动；粒子进入第 一象限后从直线 OA 上的 P 点（ P 点图中未画出）离开磁场，且 OP=d 。不计粒子重力。 E 0 (1)求第二象限中电场强度和磁感应强度的比值 ；