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精选带电粒子在复合场中的运动3.doc

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精选带电粒子在复合场中的运动3.doc

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〔3〕撤去偏转电场及荧光屏,当k取恰当的数值,使在0—T时间内通过电容器B板的所有电子,能在某一时刻形成均匀分布的一段电子束,求k值。5〔十一〕浙江省2024届重点中学协作体高三第二学期3月调研试题25.〔22分〕如图a所示,水平直线MN下方有竖直向上的匀强电场,现将一重力不计、比荷的正电荷置于电场中的O点由静止释放,经过×10—5s后,电荷以v0=×l04m/s的速度通过MN进入其上方的匀强磁场,磁场与纸面垂直,磁感应强度B按图b所示规律周期性变化〔图b中磁场以垂直纸面向外为正,以电荷第一次通过MN时为t=0时刻〕。求:〔1〕匀强电场的电场强度E〔2〕图b中×10-5s时刻电荷与O点的水平距离〔3〕如果在O点右方d=68cm处有一垂直于MN的足够大的挡板,求电荷从O点出发运动到挡板所需的时间。〔,〕〔十二〕浙江省2024年高三调研理科综合测试卷25.〔22分〕S1S2U0BOdld如下列图,电子显像管由电子枪、加速电场、偏转磁场及荧光屏组成。在加速电场右侧有相距为d、长为l的两平板,两平板构成的矩形区域内存在方向垂直纸面向外的匀强磁场,磁场的右边界与荧光屏之间的距离也为d。荧光屏中点O与加速电极上两小孔S1、S2位于两板的中线上。从电子枪发射质量为m、电荷量为–e的电子,经电压为U0的加速电场后从小孔S2射出,经磁场偏转后,最后打到荧光屏上。假设6,不计电子在进入加速电场前的速度。(1)求电子进入磁场时的速度大小;(2)求电子到达荧光屏的位置与O点距离的最大值和磁感应强度B的大小;(3)假设撤去磁场,在原磁场区域加上间距仍为d的上、下极板构成的偏转电极,加速电极右侧与偏转电极紧靠。为了使电子经电场偏转后到达荧光屏上的位置与经磁场偏转的最大值相同。在保持O与S2距离不变,允许改变板长的前提下,求所加偏转电压的最小值。(一):〔1〕设粒子经电场加速后的速度为v,根据动能定理有qEL=mv2〔2分〕解得:〔2分〕〔2〕粒子在磁场中完成了如下列图的局部圆运动,设其半径为R,因洛伦兹力提供向心力,所以有qvB=〔1分〕由几何关系得〔2分〕所以〔1分〕设粒子在电场中加速的时间为,在磁场中偏转的时间为粒子在电场中运动的时间t1== 〔2分〕粒子在磁场中做匀速圆周运动,其周期为〔1分〕由于∠MON=120°,所以∠MO'N=60°故粒子在磁场中运动时间t2=(2分)所以粒子从A点出发到N点离开磁场经历的时间:t=t1+t2=+〔1分〕〔3〕如下列图,当粒子运动到轨迹与OO'连线交点处改变磁场大小时,粒子运动的半径最大,既B1对应最小值〔2分〕由几何关系得此时最大半径有〔2分〕所以〔2分〕7〔二〕25、解(1)电子第一次穿越隔离层,在磁场中以最大半径s作圆周运动时,电场强度最大,设进入磁场的速度为v由〔2分〕〔2分〕得:E=〔1分〕〔2〕电子第一次加速的末速度为v1,第一次加速的时间为t1,由〔2分〕〔2分〕在磁场中作圆周运动时间为t2,由:T=得:〔2分〕电子再返回电场的速度为v2,至第三次穿越隔离层的时间为t3〔2分〕〔2分〕〔1分〕(3)设电子在匀强磁场中做圆周运动的周期为T,运动的半圆周个数为n,,有:+Rn+1=3s,R1≤s,Rn+1=,Rn+1≥得:n=2〔4分〕又由:T=得:t=〔2分〕ks5u〔三〕89〔四〕〔五〕25.〔1〕粒子在磁场中运动,洛伦兹力提供向心力…………〔2分〕10得…………〔4分〕如下列图,当粒子从x=a这一点离开磁场时时间最短…………〔4分〕21Oyxa〔2〕要使粒子不离开磁场,两种临界情况如下列图,即挡板的最高点为…………〔4分〕最低点为…………〔4分〕所以挡板长度为d=y1-y2=…………〔4分〕〔六〕25.(22分)〔1〕〔2分〕〔2分〕由题意知粒子在磁场B1中圆周运动半径与该磁场半径相同,〔2分〕得〔2分〕〔2〕在电场中粒子做类平抛运动:〔2分〕〔3分〕〔2分〕 〔3〕证明:设从O点入射的任一粒子进入B1磁场时,速度方向与x轴成θ角,粒子出B1磁场与半圆磁场边界交于Q点,如下列图,找出轨迹圆心,可以看出四边形OO1O2Q四条边等长是平行四边形,所以半径O2Q与OO1平行。所以从Q点出磁场速度与O2Q垂直,即与x轴垂直,所以垂直进入MN边界。进入正交电磁场E、B2中都有故做直线运动。〔7分〕〔七〕25、〔共22分〕解: