1、带电粒子在复合场中的运动1粒子速度选择器如图所示，粒子经加速电场后得到一定的速度v0，进入正交的电场和磁场，受到的电场力与洛仑兹力方向相反，若使粒子沿直线从右边孔中出去，则有qv0BqE,v0=E/B，若v= v0=E/B，粒子做直线运动，与粒子电量、电性、质量无关。若vE/B，电场力大，粒子向电场力方向偏，电场力做正功，动能增加若vE/B，洛仑兹力大，粒子向磁场力方向偏，电场力做负功，动能减少 v【例1】如图所示，甲区域有竖直向下的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场，而乙区域只有垂直于纸面的另一匀强磁场。一束含有大量不同质量和不同电荷量的离子，以不同大小的速度由左向右射入区域甲，其中只有一部分
2、离子能沿直线穿过区域甲而进入区域乙，但进入区域乙后却又分裂成、三束。不计重力，这种分裂一定是由于这些离子 （ ）A.有不同电荷量 B.有不同电性C. 有不同比荷 D.有不同运动速度2磁流体发电机【例2】磁流体发电中所采用的导电流体一般是导电的气体，也可以是液态金属。我们知道，常温下的气体是绝缘体，只有在很高的温度下，例如6000K以上，才能电离，才能导电。当这种气体到很高的速度通过磁场时，就可以实现具有工业应用价值的磁流体发电。设平行金属板距离为d，金属板长度为a，宽度为b，其间有匀强磁场，磁感应强度为B，方向如图所示。导电流体的流速为v，电阻率为。负载电阻为R。导电流体从一侧沿垂直磁场且与极
3、板平行的方向射入极板间。（1）求该发电机产生的电动势。 SRBv等离子体（2）求负载R上的电流I。（3）证明磁流体发电机的总功率P与发电通道的体积成正比，与磁感应强度的平方成正比。（4）为了使导电流体以恒定的速度v通过磁场，发电通道两端需保持一定的压强差p，试计算p。 3电磁流量计电磁流量计原理可解释为：一圆形导管直径为d，用非磁性材料制成，其中有可以导电的液体向左流动导电液体中的自由电荷（正负离子）在洛仑兹力作用下纵向偏转，a,b间出现电势差当自由电荷所受电场力和洛仑兹力平衡时，a、b间的电势差就保持稳定由Bqv=Eq=Uq/d可得v=U/Bd流量Q=Sv=Ud/4B【例3】为了测量某化工厂
4、污水排放量，技术人员在该厂的排污管末端安装了如图所示的流量计，该装置由绝缘材料制成，长、宽、高分别为、，左右两端开口，在垂直于上下底面方向加磁感应强度为的匀强磁场，在前后两个内侧固定有金属板作为电极，污水充满管口以一定的速度从左向右流经该装置时，电压表将显示两个电极间的电压。若用表示污水流量（单位时间内排出的污水体积），下列说法中正确的是（ ）A.若污水中正离子较多，则前表面比后表面电势高B.前表面的电势一定低于后表面的电势，与哪种离子多无关C.污水中离子浓度越高，电压表的示数将越大D.污水流量与成正比，与、无关4霍尔效应【例4】将导体放在沿x方向的匀强磁场中，并通有沿y方向的电流时，在导体的
5、上下两侧面间会出现电势差，这个现象称为霍尔效应。利用霍尔效应的原理可以制造磁强计，测量磁场的磁感应强度。磁强计的原理如图所示，电路中有一段金属导体，它的横截面为边长等于a的正方形，放在沿x正方向的匀强磁场中，导体中通有沿y方向、电流强度为I的电流，已知金属导体单位体积中的自由电子数为n，电子电量为e，金属导体导电过程中，自由电子所做的定向移动可以认为是匀速运动，测出导体上下两侧面间的电势差为U。求：（1）导体上、下侧面那个电势较高？（2）磁场的磁感应强度是多大？ 1、如图所示为质谱仪测定带电粒子质量的装置的示意图速度选择器（也称滤速器）中场强E的方向竖直向下，磁感应强度B1的方向垂直纸面向里，
6、分离器中磁感应强度B2的方向垂直纸面向外在S处有甲、乙、丙、丁四个一价正离子垂直于E和B1入射到速度选择器中，若m甲= m乙 m丙= m丁，v甲 v乙= v丙 v丁，在不计重力的情况下，则分别打在P1、P2、P3、P4四点的离子分别是 （ ）A甲乙丙丁 B甲丁乙丙 C丙丁乙甲 D甲乙丁丙2、电磁流量计广泛应用于测量可导电流体（如污水）在管中的流量（在单位时间内通过管内横截面的流体的体积）为了简化，假设流量计是如图1所示的横截面为长方形的一段管道，其中空部分的长、宽、高分别为图中的a、b、c，流量计的两端与输送液体的管道相连接（图中虚线）图中流量计的上下两面是金属材料，前后两面是绝缘材料，现于流
7、量计所在处加磁感强度为B的匀强磁场，磁场方向垂直于前后两面当导电流体稳定地流经流量计时，在管外将流量计上、下两表面分别与一串接了电阻R的电流表的两端连接，I表示测得的电流值已知流体的电阻率为，不计电流表的内阻，则可求得流量为（ ）A. B.C.D.3、如图所示是等离子体发电机的示意图，磁感应强度为B，两极间距离为d，要使输出电压为U，则等离子的速度v为_，a是电源的_极. 4、目前，世界上正在研究一种新型发电机叫磁流体发电机.如图所示，表示了它的原理：将一束等离子体喷射入磁场，在场中有两块金属板A、B，这时金属板上就会聚集电荷，产生电压.如果射入的等离子体速度均为v，两金属板的板长为L，板间距
8、离为d，板平面的面积为S，匀强磁场的磁感应强度为B，方向垂直于速度方向，负载电阻为R，电离气体充满两板间的空间.当发电机稳定发电时，电流表示数为I.那么板间电离气体的电阻率为（ ）A. B.C.D.5、如图所示，质谱仪主要是用来研究同位素（即原子序数相同而原子质量不同的元素）的仪器，正离子，经S1、S2两金属板间的电压为U的加速电场加速后，进入粒子速度选择器P1、P2之间有场强为E的匀强电场和与之正交的磁感应强度为B1的匀强磁场，通过速度选择器的粒子经S1细孔射入磁感应强度为B2的匀强磁场沿一半圆轨迹运动，射到照相底片M上，使底片感光。若粒子质量为m，底片感光处距细孔S3的距离为x，试证明：
9、6、 如图10-27所示，一块铜块左右两面接入电路中。有电流I自左向右流过铜块，当一磁感应强度为B的匀强磁场垂直前表面穿入铜块，从后表面垂直穿出时，在铜块上、下两面之间产生电势差，若铜块前、后两面间距为d，上、下两面间距为L。铜块单位体积内的自由电子数为n，电子电量为e，求铜板上、下两面之间的电势差U为多少？并说明哪个面的电势高。 A B 1、如图3-5-5所示，绝缘劈两斜面光滑且足够长，它们的倾角分别为、（），处在垂直纸面向里的匀强磁场中，将质量相等、带等量异种电荷的小球A和B，同时从两斜面的顶端静止释放，不考虑两电荷之间的库仑力，则（ ） （A）在斜面上两球作匀加速运动，且aAaB（B）在
10、斜面上两都作变加速运动（C）两球沿斜面运动的最大位移xAtB2、如图3-5-16所示，一个带正电荷的小球沿光滑水平绝缘的桌面向右运动，飞离桌子边缘A，最后落到地板上，设有磁场时飞行时间为t1，水平射程为s1，着地速度大小为v1；若撤去磁场，其余条件不变时，小球飞行时间为t2，水平射程为s2，着地速度大小为v2，则（ ）A.t1t2B.s1s2 C.v1v2D.v1=v23、如图所示，一根水平光滑的绝缘直槽轨连接一个竖直放置的半径为R=0.50m的绝缘光滑圆槽轨.槽轨处在垂直纸面向外的匀强磁场中,磁感强度B=0.5T，有一质量为m=0.10g的带正电的电量为q=1.610-3C的小球在水平轨道上
11、向右运动，小球恰好能通过光滑圆槽轨的最高点，则下列说法正确的是（ ）A小球在最高点只受到洛仑兹力和重力的作用B由于无摩擦力，且洛伦兹力也不做功，所以小球到达最高点和小球在水平轨道上的机械能相等C如果小球到达最高点的线速度是v，小球在最高点时，式子成立D如果重力加速度取10m/s2，则小球的初速度为m/s A BC4、如图所示，一小球带负电，在匀强磁场中摆动，B的方向垂直纸面向里，若小球在A、B间摆动过程中，由A到C时，绳拉力为T1，加速度为a1，由B到C时，拉力为T2，加速度为a2，则（ ） (A) T1T2 a1=a2 (B) T1T2 a1=a2 (C) T1T2 a1a2 (D) T1T
12、2 a1a25、如图所示，质量为m，电量为q的带正电物体，在磁感应强度为B，方向垂直纸面向里的匀强磁场中，沿动摩擦因数为的水平面向左运动，则（ ）A物体的速度由v减小到零的时间等于 B物体的速度由v减小到零的时间大于C若另加一个电场强度大小为，方向水平向右的匀强电场，物体将做匀速运动D若另加一个电场强度大小为，方向竖直向上的匀强电场，物体将做匀速运动6、如图所示，质量为m，带电量为q的小球，在倾角为的光滑斜面上由静止开始下滑，匀强磁场的磁感应强度为B，方向垂直纸面向外，若带电小球下滑后某个时刻对斜面的压力恰好为零，问：（1）小球带电性质如何？（2）此时小球下滑的速度和位移分别是多大？7、质量m
13、0.1g的小物块，带有5C的电荷，放在倾角为30的绝缘光滑斜面上，整个斜面置于磁感应强度B0.5T的匀强磁场中，磁场方向如图所示，物块由静止开始下滑，滑到某一位置时，开始离开斜面，（设斜面足够长，g10m/）求：（1） 物块带何种电荷？（2） 物块离开斜面时的速度多大？（3） 物块在斜面上滑行的最大距离。8、如图所示，带电平行板中匀强磁场方向水平垂直纸面向里，某带电小球从光滑绝缘轨道上的a点自由滑下，经过轨道端点p进入板间后恰能沿水平面作直线运动。现使小球从较低的b点开始下滑，经p点进入板间，在板间的运动过程中（ ）A，其动能将会减少B，其电势能将会增大C，小球所受的洛伦兹力将会增大D，小球受
14、到的电场力将会增大9、有一个带电量为+q，重为G的小球，从两竖直的带电平行板上方h处自由落下，两极板间匀强磁场的磁感应强度为B，方向如图所示，则带电小球通过有电场和磁场的空间时（ ）A、一定做曲线运动B、不可能做曲线运动C、有可能做匀速运动D、有可能做匀加速直线运动10、如图所示，带电液滴从h高处自由落下，进入一个匀强电场和匀强磁场互相垂直的区域，磁场方向垂直纸面，电场强度为E，磁感应强度为B.已知液滴在此区域中做匀速圆周运动，则圆周运动的轨道半径R_11、如图所示，在竖直放置的绝缘塑料管内，有一质量m=0.1g，电荷量q=410-4C的小球可沿管下滑。管置于如图所示正交的匀强电场和匀强磁场之
15、中，磁场方向垂直纸面向里，电场方向水平向右。已知磁感应强度B=0.5T，电场强度E=10N/C，小球与管壁的动摩擦因数=0.2，g取10m/s2。小球由静止开始下滑，求：小球沿管下滑的最大速度；若将电场方向反向，其它条件不变，小球下滑的最大速度多大？BE12、在相互垂直的匀强电场和匀强磁场中,有一倾角为q的足够长的光滑绝缘斜面，磁感应强度为B，方向水平向外，电场强度的方向竖直向上。有一质量为m，带电量为+q的小球静止在斜面顶端，这时小球对斜面的正压力恰好为零（如图），若迅速把电场方向变为竖直向下，小球能在斜面上连续滑行多远？所用时间是多长？13、匀强电场场强，方向水平向左，匀强磁场的磁感应强度
16、，方向垂直纸面向里，质量的带正电小物体A，从点沿绝缘粗糙的竖直墙壁无初速下滑，它滑行到点时脱离墙壁做曲线运动，在通过点瞬时A受力平衡，此时其速度与水平方向成角，设点与点的高度差为。取10。试求：（1）沿墙壁下滑时，克服摩擦力做的功是多少？（2）点与点的水平距离是多少？14、质量为m带电量为+q的小球套在竖直放置的绝缘杆上，球与杆间的动摩擦因数为。匀强电场和匀强磁场的方向如图所示，电场强度为E，磁感应强度为B。小球由静止释放后沿杆下滑，设杆足够长，电场和磁场也足够大，求运动过程中小球的最大加速度和最大速度。B E空间存在一匀强磁场B，其方向垂直纸面向里，另有一个点电荷+Q的电场，如图所示，一带电
17、粒子-q以初速度v0从某处垂直电场、磁场入射，初位置到点电荷的距离为r，则粒子在电磁场中的运动轨迹不可能为（ ）A、以点电荷+Q为圆心、以r为半径的在纸平面内的圆周B、开始阶段在纸面内向右偏的曲线C、开始阶段在纸面内向左偏的曲线D、沿初速度v0方向的直线如图所示的空间存在竖直向下的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场，已知一离子（忽略重力）在电场力和洛伦兹力的作用下，从静止开始沿 ACB 运动，到达 B 点时速度为零，C 点是运动轨迹的最低点，以下说法中正确的是（ ）A、这离子必带正电荷 B、A、B 两点位于同一高度C、离子在 C 点时速度最大 D、离子到达 B 点后将沿原曲线返回到 A 点(2009天津卷)如图所示，直角坐标系xOy位于竖直平面内，在水平的x轴下方存在匀强磁场和匀强电场，磁场的磁感应为B,方向垂直xOy平面向里，电场线平行于y轴。一质量为m、电荷量为q的带正电的小球，从y轴上的A点水平向右抛出，经x轴上的M点进入电场和磁场，恰能做匀速圆周运动，从x轴上的N点第一次离开电场和磁场，MN之间的距离为L,小球过M点时的速度方向与x轴的方向夹角为.不计空气阻力，重力加速度为g,求(1)电场强度E的大小和方向；(2)小球从A点抛出时初速度v0的大小;(3)A点到x轴的高度h.
