热点专题突破(四) 叠加场和组合场问题专练
(限时:45分钟)
1.中国著名物理学家、中国科学院院士何泽慧教授曾在1945年首次通过实验观察到正、负电子的弹性碰撞过程。有人设想利用电场、磁场控制正、负电子在云室中运动来再现这一过程。实验设计原理如下:在如图所示的xOy平面内,A、C两小孔距原点的距离均为L,每隔一定的时间源源不断地分别从A孔射入正电子,C孔射入负电子,初速度均为v0,方向垂直x轴,正、负电子的质量均为m,电荷量均为e(忽略电子之间的相互作用及重力影响)。在y轴的左侧区域加一水平向右的匀强电场,在y轴的右侧区域加一垂直纸面的匀强磁场(图中未画出),要使正、负电子在y轴上的P(0,L)处相碰。求:
(1)电场强度E的大小和磁感应强度B的大小及方向;
(2)P点相碰的正、负电子的动能之比和射入小孔的时间差Δt。
2.(2016·杭州质检)如图所示,粒子源能放出初速度为零,比荷均为=1.6×104 C/kg的带负电粒子,进入水平方向的加速电场中,加速后的粒子正好能沿圆心方向垂直进入一个半径为r=0.1 m的圆形磁场区域,磁感应强度随时间变化的关系为B=0.5sin ωt(T),在圆形磁场区域右边有一屏,屏的高度为h=0.6 m,屏距磁场右侧距离为L=0.2 m,且屏中心与圆形磁场圆心位于同一水平线上。现要使进入磁场中的带电粒子能全部打在屏上,试求加速电压的最小值。
3.(2016·东北模拟)如图所示,相距3L的AB、CD两直线间的区域存在着两个大小不同、方向相反的有界匀强电场,其中PT上方的电场Ⅰ的场强方向竖直向下,PT下方的电场Ⅱ的场强方向竖直向上,电场Ⅰ的场强大小是电场Ⅱ的场强大小的两倍,在电场左边界AB上有点Q,PQ间距离为L。从某时刻起由Q以初速度v0沿水平方向垂直射入匀强电场的带电粒子,电量为+q、质量为m。通过PT上的某点R进入匀强电场Ⅰ后从CD边上的M点水平射出,其轨迹如图,若PR两点的距离为2L。不计粒子的重力。试求: