第15讲 电磁接力难在哪.docx

第1讲电磁接力难在哪

题一：如图所示是质谱仪的工作原理示意图。忽略重力的带电粒子被加速电场加速后，进入速度选择器，速度选择器内相互正交的匀强磁场和匀强电场的强度分别为B和E。平板S

上有可让粒子通过的狭缝P和记录粒子位置的胶片A匀强磁场。下列表述正确的是（ ）

A。平板S下方有磁感应强度为B的

12 0

A．质谱仪是分析同位素的重要工具B．速度选择器中的磁场方向垂直纸面向外

E

C．能通过狭缝P的带电粒子的速率等于B

D．粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P，粒子的比荷越小

题二：质谱仪最初是由汤姆生的学生阿斯顿设计的，他用质谱仪证实了同位素的存在。如图

所示，容器A中有质量分别为m

、m，电荷量相同的两种粒子(不考虑粒子重力及粒子间的

1 2

相互作用)，它们从容器A正下方的小孔S

1

不断飘入电压为U的加速电场(粒子的初速度可

视为零)，沿直线S

S（S

为小孔），以与磁场垂直的方向进入磁感应强度为B、方向垂直

12 2

纸面向外的匀强磁场中，最后打在水平放置的照相底片上。由于实际加速电压的大小在U

±ΔU的范围内微小变化，这两种粒子在底片上可能发生重叠。对此，下列判断正确的有

（ ）

两粒子均带正电

打在M处的粒子质量较小

若U一定，ΔU越大越容易发生重叠

若ΔU一定，U越大越容易发生重叠

题三：如图所示，在y＞0的空间存在沿y轴正方向的匀强电场，在y＜0的空间虚线MN的

下方存在垂直纸面向里的匀强磁场，比荷为k的粒子（不计重力）从点A(0，h)以速度v

0

沿x轴正方向射入电场，一段时间后经过x轴上的Q点（未画出）与x轴正方向成θ＝53°

穿出电场，并经MN上的P点（未画出）进入匀强磁场中，粒子恰好不从y轴穿出而从MN上穿出，已知OM＝0.4h，求：

匀强电场的电场强度E的大小。

匀强磁场的磁感应强度B的大小。

粒子从A点到穿出磁场的时间t。

题四：如图所示，直角坐标系的第一象限内紧挨y轴有一宽为L、水平向左的匀强电场，电

0场强度为E，电场边界CD的右侧有一垂直纸面向里的匀强磁场(未画出)，y轴左侧有一垂

0

直纸面向里的匀强磁场，其边界NM与y轴成30°角，且OM＝2L，第四象限内存在沿y轴正方向的匀强电场。一质量为m、带电荷量为＋q的不计重力的粒子从CD上的点A(L，L)由静止释放，粒子恰好不从MN穿出，粒子经第四象限内的电场偏转后经x轴上的点P(2L，0)进入第一象限内的匀强磁场中，最终垂直击中CD上的D点。求：

第二、三象限内匀强磁场的磁感应强度B的大小。

第四象限内匀强电场的电场强度E的大小。

（3）D点到x轴的距离。

（4）粒子从A点由静止释放到击中D点所经历的时间。

题五：如图所示，间距为d的两竖直线MN、PQ将空间分成三个区域，在MN左侧的区域

1Ⅰ中存在与水平方向成60°角斜向下的匀强电场，场强大小为E（未知），PQ的右侧区域

1

0Ⅲ中存在水平向左的匀强电场，场强大小为E，MN、PQ之间的区域Ⅱ中存在垂直纸面向

0

外的匀强磁场，磁感应强度为B。现从A点沿竖直方向向上以相同初速度v0同时发射两个粒子a、b，其中粒子a恰好垂直PQ水平进入区域Ⅲ，粒子b与MN成60°角斜向上进入区

域Ⅰ，已知两粒子在磁场中运动的时间相等且粒子a回到PQ时粒子b也恰好到达MN上的

C点（未画出），不计粒子重力及粒子间的相互作用，求：

粒子b的比荷；

粒子a在区域Ⅲ中运动的最远距离；

粒子b到达C点时的速度大小。

题六：如图所示，在第一、二象限存在场强均为E的匀强电场，其中第一象限的匀强电场的方向沿x轴正方向，第二象限的电场方向沿x轴负方向。在第三、四象限矩形区域ABCD内存在垂直于纸面向外的匀强磁场，矩形区域的AB边与x轴重合。M点是第一象限中无限

靠近y轴的一点，在M点有一质量为m、电荷量为e的质子，以初速度v0沿y轴负方向开始运动，恰好从N点进入磁场，若OM＝2ON，不计质子的重力。

求N点的横坐标d。

若质子经过磁场最后能无限靠近M点，则矩形区域的最小面积是多少？

在（2）的前提下，该质子由M点出发返回到无限靠近M点需要多少时间？

0题七：如图甲所示，带正电的粒子以水平速度v、平行金属板MN间中线OO连续射入，

0

MN板间接有如图乙所示的随时间变化的电压uMN，电场只存在于两板间，紧邻金属板右侧有垂直纸面向里