1、第七讲 电磁感应及综合应用1如图3711所示,矩形区域内,有场强为E0的竖直向下的匀强电场和磁感应强度为B0的垂直纸面向里的匀强磁场,竖直边界CD右侧区域内存在边界足够宽、磁感应强度为B的垂直纸面向外的匀强磁场一束重力不计、电荷量相同、质量不同的带正电的粒子,沿图中左侧的水平中线射入区域中,并沿水平中线穿过区域后进入区域中,结果分别打在接收装置的感光片上的S1、S2两点,现测得S1、S2两点之间距离为L,已知接收装置与竖直方向的夹角为45,粒子所带电荷量为q.求:图3711(1)带电粒子进入磁场B时的速度的大小v;(2)在图上画出打在S2处的带电粒子进入区域后的运动轨迹,并计算打在S1、S2两
2、点的粒子的质量之差m.解析(1)区域是速度选择器,故qE0qvB0解得v(2)带电粒子在区域中做匀速圆周运动,则qvBmR打在S1处的粒子对应的半径R1打在S2处的粒子对应的半径R2又L2R22R1联立得mm2m1答案(1)(2)2. 坐标原点O处有一点状的放射源,它向xOy平面内的x轴上方各个方向发射粒子,粒子的速度大小都是v0,在0yd的区域内分布有指向y轴正方向的匀强电场,场强大小为E,其中q与m分别为粒子的电荷量和质量;在dy m答案(1)0.1 T(2)d m4如图3714所示,在xOy坐标系内存在周期性变化的电场和磁场,电场沿y轴正方向,磁场垂直纸面(以向里为正),电场和磁场的变化
3、规律如图所示一质量m3.21013 kg、电荷量q1.61010 C的带电粒子,在t0时刻以v08 m/s的速度从坐标原点沿x轴正向运动,不计粒子重力,求:图3714(1)粒子在磁场中运动的周期;(2)t20103 s时粒子的位置坐标;(3)t24103 s时粒子的速度解析(1)粒子在磁场中运动时qvBT解得T4103 s(2)粒子的运动轨迹如图所示,t20103 s时粒子在坐标系内做了两个圆周运动和三段类平抛运动,水平位移x3v0T9.6102 m竖直位移ya(3T)2Eqma解得y3.6102 m故t20103 s时粒子的位置坐标为:(9.6102 m,3.6102 m)(3)t24103 s时粒子的速度大小、方向与t20103 s时相同,设与水平方向夹角为则vvy3aTtan 解得v10 m/s与x轴正向夹角为37斜向右下方答案(1)4103 s(2)(9.6102 m,3.6102 m)(3)10 m/s方向与x轴正向夹角为37,斜向右下方