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处理方法:解决这类问题要分段处理,找出各分段之间的衔接点和相关物理量,问题即可迎刃而解.常见类型如下
(1)从电场进入磁场
①粒子先在电场中做加速直线运动,然后进入磁场做圆周运动,在电场中利用动能定理或运动学公式求粒子刚进入磁场时的速度
②粒子先在电场中做类平抛运动,然后进入磁场做圆周运动.在电场中利用平抛运动知识求粒子进入磁场时的速度的大小和方向为圆周运动的求解做准备.
(2)从磁场进入电场(不计重力).
= 1 ﹨ GB3 ① 粒子进入电场时的速度与电场方向相同或相反,做匀变速直线运动
②粒子进入电场时的速度方向与电场方向垂直,做类平抛运动
典例分析:
如图所示,平行板电容器的极板长度L1=1.6m,间距d=1m,加上U=300 V的恒定电压。距离极板右边缘L2处有一光屏P,在这个区域内又有一垂直纸面向里的、磁感应强度为B=50T的匀强磁场(上下无限)。现有一质量m=1×10-8kg,电荷量q=+1×10-9 C的微粒(不计重力),以v0=8m/s的初速度从上金属板附近水平射入,通过电容器后,再进入匀强磁场B。取sin 37°=0.6,cos 37°=0.8。试求:
(1)微粒离开电容器时的速度v的大小及方向;
(2)要微粒能打中光屏,则L2的最大值L2m。
2.如图所示,在x轴上方存在匀强磁场, 磁感应强度为B,方向垂直纸面向里.在
x轴下方存在匀强电场,方向竖直向上. 一个质量为m,电荷量为q,重力不计的带正电粒子从y轴上的a(0,h)点沿y轴正方向以某初速度开始运动,一段时间后,粒子速度方向与x轴正方向成45°角进入电场,经过y轴的b点时速度方向恰好与y轴垂直.求:
(1)粒子在磁场中运动的轨道半径r和速度大小v1;
(2)匀强电场的电场强度大小E;
(3)粒子从开始运动到第三次经过x轴的时间t0.
点拨
(1)、带电粒子经过磁场区域时利用圆周运动规律结合几何关系处理.
(2)、当粒子从一个场进入另一个场时,该点的位置、粒子的速度大小和方向往往是解题的突破口.
3.(单选)如图所示,某种带电粒子由静止开始经电压为U1的电场加速后,射入水平放置、电势差为U2的两导体板间的匀强电场中,带电粒子沿平行于两板的方向从两板正中间射入,穿过两板后又垂直于磁场方向射入边界线竖直的匀强磁场中,则粒子射入磁场和射出磁场的M、N两点间的距离d随着U1和U2的变化情况为(不计重力,不考虑边缘效应)( )
A.d随U1变化,d与U2无关
B.d与U1无关,d随U2变化
C.d随U1变化,d随U2变化
D.d与U1无关,d与U2无关
(单选)如图8-3-5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)( )