復合場(多選)(2013·高郵市摸底試題)如圖8－3－1所示，
一帶電小球在一正交電場、磁場區域裡做勻速圓周運動，電場方向豎直向下，磁場方向垂直紙面向裡，則下列說法正確的是( )．
a．小球一定帶正電 b．小球一定帶負電 c．小球的繞行方向為順時針
d．改變小球的速度大小，小球將不做圓周運動
(單選)(2013·龍巖檢測)
如圖8－3－2所示，空間存在相互垂直的勻強電場和勻強磁場，電場的方向豎直向下，磁場方向垂直紙面向裡，一帶電油滴p恰好處於靜止狀態，則下列說法正確的是( )．
a．若僅撤去磁場，p可能做勻加速直線運動b．若僅撤去電場，p可能做勻加速直線運動
c．若給p一初速度，p不可能做勻速直線運動
d．若給p一初速度，p可能做勻速圓周運動
電場磁場同區域應用例項
(單選)(2012·海南卷，2)
如圖8－3－3所示，在兩水平極板間存在勻強電場和勻強磁場，電場方向豎直向下，磁場方向垂直於紙面向裡．一帶電粒子以某一速度沿水平直線通過兩極板．若不計重力，下列四個物理量中哪乙個改變時，粒子運動軌跡不會改變( )．
a．粒子速度的大小 b．粒子所帶的電荷量 c．電場強度 d．磁感應強度
考點一帶電粒子在分離復合場中的運動
【典例1】 (2012·課標全國卷，25)
如圖8－3－4所示，一半徑為r的圓表示一柱形區域的橫截面(紙面)．在柱形區域內加一方向垂直於紙面的勻強磁場，一質量為m、電荷量為q的粒子沿圖中直線在圓上的a點射入柱形區域，在圓上的b點離開該區域，離開時速度方向與直線垂直．圓心o到直線的距離為r.現將磁場換為平行於紙面且垂直於直線的勻強電場，同一粒子以同樣速度沿直線在a點射入柱形區域，也在b點離開該區域．若磁感應強度大小為b，不計重力，求電場強度的大小．
【變式跟蹤1】 如圖8－3－5所示，
xoy為空間直角座標系，pq與y軸正方向成θ＝30°角．在第四象限和第一象限的xoq區域存在磁感應強度為b的勻強磁場，在poy區域存在足夠大的勻強電場，電場方向與pq平行，乙個帶電荷量為＋q，質量為m的帶電粒子從－y軸上的a(0，－l)點，平行於x軸方向射入勻強磁場，離開磁場時速度方向恰與pq垂直，粒子在勻強電場中經時間t後再次經過x軸，粒子重力忽略不計．求：
(1)從粒子開始進入磁場到剛進入電場的時間t′； (2)勻強電場的電場強度e的大小．
考點二帶電粒子在疊加復合場中的運動
【典例2】 如圖8－3－6所示的平行板之間，存在著相互垂直的勻強磁場和勻強電場，磁場的磁感應強度b1＝0.20 t，方向垂直紙面向裡，電場強度e1＝1.0×105 v/m，pq為板間中線．緊靠平行板右側邊緣xoy座標系的第一象限內，有一邊界線ao，與y軸的夾角∠aoy＝45°，邊界線的上方有垂直紙面向外的勻強磁場，磁感應強度b2＝0.
25 t，邊界線的下方有水平向右的勻強電場，電場強度e2＝5.0×105 v/m，在x軸上固定一水平的螢光屏．一束帶電荷量q＝8.0×10－19 c、質量m＝8.
0×10－26 kg的正離子從p點射入平行板間，沿中線pq做直線運動，穿出平行板後從y軸上座標為(0，0.4 m)的q點垂直y軸射入磁場區，最後打到水平的螢光屏上的位置c.求：
(1)離子在平行板間運動的速度大小；
(2)離子打到螢光屏上的位置c的座標；
(3)現只改變aoy區域內磁場的磁感應強度大小，使離子都不能打到x軸上，磁感應強度大小b2′應滿足什麼條件？
【變式跟蹤2】 (2012·重慶卷，24)
有人設計了一種帶電顆粒的速率分選裝置，其原理如圖8－3－7所示．兩帶電金屬板間有勻強電場，方向豎直向上，其中pqnm矩形區域內還有方向垂直紙面向外的勻強磁場．一束比荷(電荷量與質量之比)均為的帶正電顆粒，以不同的速率沿著磁場區域的水平中心線o′o進入兩金屬板之間，其中速率為v0的顆粒剛好從q點處離開磁場，然後做勻速直線運動到達收集板．重力加速度為g，pq＝3d，nq＝2d，收集板與nq的距離為l，不計顆粒間相互作用．求：(1)電場強度e的大小；(2)磁感應強度b的大小；
(3)速率為λv0(λ＞1)的顆粒打在收集板上的位置到o點的距離．
考點三帶電粒子在交變復合場中的運動
【典例3】 如圖8－3－8甲所示，在xoy平面內加有空間分布均勻、大小隨時間週期性變化的電場和磁場，變化規律如圖乙所示(規定豎直向上為電場強度的正方向，垂直紙面向裡為磁感應強度的正方向)．在t＝0時刻，質量為m、電荷量為q的帶正電粒子自座標原點o處以v0＝2π m/s的速度沿x軸正向水平射入．已知電場強度e0＝、磁感應強度b0＝，不計粒子重力．求：
(1)t＝π s時粒子速度的大小和方向；
(2)π s～2π s內，粒子在磁場中做圓周運動的半徑；
(3)畫出0～4π s內粒子的運動軌跡示意圖；(要求：體現粒子的運動特點)．
【變式跟蹤3】 在如圖8－3－9所示的空間裡，存在垂直紙面向裡的勻強磁場，磁感應強度為b＝.在豎直方向存在交替變化的勻強電場如圖(豎直向上為正)，電場大小為e0＝.一傾角為θ長度足夠長的光滑絕緣斜面放置在此空間．斜面上有一質量為m，帶電量為－q的小球，從t＝0時刻由靜止開始沿斜面下滑，設第5秒內小球不會離開斜面，重力加速度為g.
求：(1)第6秒內小球離開斜面的最大距離．
(2)第19秒內小球未離開斜面，θ角的正切值應滿足什麼條件？
命題熱點帶電粒子在復合場中的運動
【**】左側為兩板長為l＝10 cm、間距d＝cm的平行金屬板，加上u＝×104 v的電壓，上板電勢高；現從左端沿中心軸線方向射入乙個重力不計的帶電微粒，微粒質量m＝1.0×10－10 kg，帶電荷量q＝＋1.0×10－4 c，初速度v0＝1.
0×105 m/s；中間用虛線框表示的正三角形內存在垂直紙面向裡的勻強磁場b1，三角形的上頂點a與上金屬板平齊，ab邊的中點p1恰好在下金屬板的右端點；三角形區域的右側也存在垂直紙面向裡，範圍足夠大的勻強磁場b2，且b2＝4b1.(1)求帶電微粒從電場中射出時的速度大小和方向；
(2)帶電微粒進入中間三角形區域後，要垂直打在ac邊上，則該區域的磁感應強度b1是多少？
作業題一、帶電粒子在分離復合場中的運動
1．(多選)粒子迴旋加速器的工作原理如圖8－3－12所示，置於真空中的d形金屬盒的半徑為r，兩金屬盒間的狹縫很小，磁感應強度為b的勻強磁場與金屬盒盒面垂直，高頻率交流電的頻率為f，加速電壓為u，若中心粒子源處產生的質子質量為m，電荷量為＋e，在加速器中被加速．不考慮相對論效應，則下列說法正確的是( )．
a．不改變磁感應強度b和交流電的頻率f，該加速器也可加速α粒子
b．加速的粒子獲得的最大動能隨加速電壓u的增大而增大c．質子被加速後的最大速度不能超過2πrf d．質子第二次和第一次經過d形盒間狹縫後軌道半徑之比為∶1
2．如圖8－3－13所示，
mn、pq是平行金屬板，板長為l，兩板間距離為，pq板帶正電，mn板帶負電，在pq板的上方有垂直紙面向裡的勻強磁場．乙個帶電荷量為q、質量為m的帶負電粒子以速度v0從mn板邊緣沿平行於板的方向射入兩板間，結果粒子恰好從pq板左邊緣飛進磁場，然後又恰好從pq板的右邊緣飛進電場，不計粒子重力．求：
(1)兩金屬板間所加電場的場強大小；(2)勻強磁場的磁感應強度b的大小．
3．(2013·廣東湛江測試)如圖8－3－14所示的平面直角座標系中，虛線om與x軸成45°角，在om與x軸之間 (包括x軸)存在垂直紙面向裡、磁感應強度大小為b的勻強磁場，在y軸與om之間存在豎直向下、電場強度大小為e的勻強電場，有乙個質量為m，電荷量為q的帶正電的粒子以某速度沿x軸正方向從o點射入磁場區域並發生偏轉，不計帶電粒子的重力和空氣阻力，在帶電粒子進入磁場到第二次離開電場的過程中，求：
(1)若帶電粒子從o點以速度v1進入磁場區域，求帶電粒子第一次離開磁場的位置到o點的距離．
(2)若帶電粒子第二次離開電場時恰好經過o點，求粒子最初進入磁場時速度v的大小．並討論當v變化時，粒子第二次離開電場時的速度大小與v大小的關係．
二、帶電粒子在疊加復合場中的運動
5．兩塊金屬板a、b平行放置，
板間存在與勻強電場正交的勻強磁場，假設電場、磁場只存在於兩板間的空間區域．一束電子以一定的初速度v0從兩極板中間，沿垂直於電場、磁場的方向射入場中，無偏轉地通過場區，如圖8－3－16所示，已知板長l＝10 cm，兩板間距d＝3.0 cm，兩板間電勢差u＝150 v，v0＝2.0×107 m/s.
(1)求磁感應強度b的大小； (2)若撤去磁場，求電子穿過電場時偏離入射方向的距離，以及電子通過場區後動能的增加量(電子所帶電荷量的大小與其質量之比＝1.76×1011 c/kg，電子帶電荷量的大小e＝1.60×10－19 c)．
帶電粒子在復合場中的運動
實際應用中，迴旋加速是用兩個d形金屬盒做外殼，兩個d形金屬盒分別充當交流電源的兩極，同時金屬盒對帶電粒子可起到靜電遮蔽作用，金屬盒可以遮蔽外界電場，盒內電場很弱，這樣才能保證粒子在盒內只受磁場力作用而做勻速圓周運動。2 帶電粒子在d形金屬盒內運動的軌道半徑是不等距分布的 設粒子的質量為m，電荷量為q...
帶電粒子在復合場中的運動
1 圖2 4 3所示是映象管電子束運動的示意圖.設加速電場兩極間的電勢差為u，勻強磁場區域的寬度為l，要使電子束從磁場 來時在圖中所示範圍內發生偏轉 即上下各偏 則磁感應強度b的變化範圍應如何？電子電荷量e 質量m為已知 2 如圖2 4 10所示，在迴旋加速器的d形盒i的o點處有一離子源，該離子源產...
帶電粒子在復合場中的運動 二
山東省高三物理複習課學案 班級 姓名小組使用時間2013年 12月20日編號 第 3 頁 第 4 頁 1.如圖3所示是質譜儀的工作原理示意圖 帶電粒子被加速電場加速後，進入速度選擇器 速度選擇器內相互正交的勻強磁場和勻強電場的強度分別為b和e.平板s上有可讓粒子通過的狹縫p和記錄粒子位置的膠片a1a...