带电粒子在正交电磁场中运动状态的计算机模拟

* 收稿日期:2005-09-20带电粒子在正交电磁场中运动

状态的计算机模拟

蒋丽艳

(苏州大学物理系,江苏苏州 215006)

摘要: 利用M A T L A B 软件模拟处在正交电磁场中的具有不同方向初速度的带电粒子的运动

状态,粒子会呈现三种不同类型的运动轨迹,即长轴旋轮线状态、普通旋轮线状态和短轴

旋轮线运动轨迹,对所得的三种状态进行分析。

关键词: 带电粒子;电磁场;M A T L A B

中图分类号: O44 文献标识码:A 文章编号:1003-7551(2005)04-0031-05

带电粒子处于正交的恒定电磁场中,既受到电场力的作用,又受到洛仑兹力的作用,在同时受到电场力和磁场力的作用下,粒子并非像想象地那样,在垂直于磁场的平面内作圆周运动,同时沿电场方向作匀加速运动。利用MAT LAB 软件,我们可以模拟出带电粒子以任意角度进入一正交恒定电磁场后的运动轨迹。对于不同的入射角,同一粒子在同一电磁场中会有不同的运动轨迹,即表现出长轴旋轮线,普通旋轮线和短轴旋轮线这三种不同类型的运动轨迹。下面就利用计算机模拟出带电粒子的运动状态,并根据所得图形及曲线对粒子的运动状态加以分析。

1 用M A T LA B 求解带电粒子运动方程的过程分析

若有一带电量为q,质量为m 的带电粒子射入正交恒定的电磁场,以带电粒子的入射点作为坐标原点O,电场E 沿y 轴方向,磁场B 沿z 轴方向,粒子入射的初速度为v 0,其方向与y 轴的夹角为 ,在yOz 平面上投影后的分速度与z 轴的夹角为。带电粒子在电磁场中的运动方程为:

m d 2r d t 2=q E +q v B (1)将(1)式在x ,y ,z 轴方向上进行投影,可得:m d 2x d t 2=qB d y d t

m d 2y d t

2=qE -qB d x d t m d 2z d t

2=0(2)

初始条件为:

x =0,y =0,z =0,v 0x =v 0sin sin ,

v 0y =v 0cos ,v 0z =v 0sin cos

方程组(2)中含有二阶导数,且变量x 、y 在方程中还相互包含,用数学解题的方法非常麻烦。但是,如果我们利用M ATLAB 软件,就可以非常方便地把带电粒子的运动状态模拟出来。用M ATLAB 对(2)式的方程组进行求解,首先须对(2)式进行变换,将二阶方程组转化为一阶方程组。令y (1)=x ,y (2)=d x /d t,y (3)=y ,y (4)=d y /d t,y (5)=z ,y (6)=d z /d t,即可把(2)式化为:d y (1)d t =y (2)

d y (2)d t =qB m y (4)

d y (3)d t

=y (4)d y (4)d t =qE m -qB m

y (2)d y (5)d t

=y (6)d y (6)d t

=0(3)

将方程组变换后

,用MA TLAB 编制两个M file 文件,函数文件ddlz.m 和主程序文件ddlzy d.m,就可以利用计算机把带电粒子的运动状态模拟出来。源程序见附录。运行主程序文件后,就可看到带电粒子在正交电磁场中的运动状态。2 带电粒子的运动轨迹及其对运动状态的分析

源程序中取粒子的电量为1.6,质量为0.8,电场E 为30,磁场B 为5。当在M ATLAB 的命令窗口输入粒子初速度v 0、与的角度时,就可以把粒子的时间位移曲线、时间速度曲线、时间加速度曲线、相图和运动轨迹作出来。这里,我们给定初速度v 0=20, =10 ,改变的取值,随着角度的增大,粒子的轨迹从长轴旋轮线变到普通旋轮线,然后再变到短轴旋轮线。下面对这三种状态进行分析。

2.1 长轴旋轮线状态

通过M ATLAB作图的方法,可以直接模拟出粒子的运动轨迹(图1)。将图1中带电粒子的轨迹进行二维投影,可分别得出x-y,x-z,y-z图象曲线(图2、3、4)。对应于不同的的取值,带电粒子会有不同的运动轨迹,图1的粒子轨迹对应的为10 。

由图2,我们可以看出粒子在x-y平面内是呈长轴旋轮线运动的。由图3,我们可知粒子在x轴方向上有一定的漂移,并沿z轴方向运动,由图4,可以看出粒子在y轴方向上不漂移,周期性地向z轴方向运动。用M ATLAB,我们还可以作出粒子的时间位移(图5)、时间速度(图6)、时间加速度(图7)的图象以及粒子在各平面的相图的曲线。不用复杂的数学推算,就可以很方便地把各图象作出。

综合图5、图6、图7,我们可知粒子在x、y方向的速度曲线都是正弦曲线,所不同的是粒子在x方向上有一附加的恒定速度,粒子以恒定的速度向z轴方向运动。加速度的曲线是上下对称的,更进一步说明了x轴方向上的附加速度是恒定的。图8是粒子在x-y、y-z和x-z平面的相位图,我们可以从中知道粒子在y轴方向的运动是呈周期性变化的,但在x方向呈非周期变化。

2.2 普通旋轮线状态

当值不断增大,达到某一值时,粒子轨迹就会从长轴旋轮线的状态转为普通旋轮线状态(如图9所示),此时的取值为74.3935 。

由图10,我们可以看到带电粒子在x y平面投影的轨迹存在相切的部分,这种相切的状态表示的就是粒子的普通旋轮线状态。由图11,我们可以看到一个x值只对应于一个z值,并在拐点处的斜率是无穷大,而并非像长轴旋转线状态中的一个x值可以对应2个或3个z值。由图12知:当粒子在x方向上有一漂移速度,粒子表现为普通旋轮线的状态时粒子在x方向上的最小速度是0。

2.3 短轴旋轮线状态

当继续增大时,粒子的轨迹就会由普通旋轮线变成短轴旋轮线。图13给出的就是粒子处于短轴旋轮线状态的一个图象,对应的的取值为85 。

由图14,我们可以看到短轴旋轮线的曲线下端并非像普通旋轮线一样紧靠在一起,而是有所错开,这就是粒子的短轴旋轮线状态。比较图11和图15可知,图15中曲线的斜率都为正值,而不象图11中曲线斜率可以达到无穷。图16显示的是粒子在x方向上的最小速度大于零。

3 讨论

粒子以相同的速度,不同的入射角射入同一电磁场,表现出不同的轨迹线。粒子由于在z轴方向上没有受力,所以只是以初速度在z轴上的分量匀速地在z方向上运动,因而影响轨迹线形状的只能是初速度在x y平面内的投影分量v xy。令v1=E/B,方向沿x轴,根据平行四边形法则,把v xy分解成v1和另一个分速度v2。若v2=v1,轨迹为普通旋轮线;v2>v1,轨迹为长轴旋轮线;v2

参考文献

[1]闵华秀,潘武明,闵爱琳.大学物理丛书(电磁学专辑)[M].北京:北京工业大学出版社,1998:154.

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[3]彭芳麟,管靖,胡静等.理论力学计算机模拟[M].北京:清华大学出版社,2002:133.

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[5]邓卫娟.用电荷分布表示的静电体系总静电能[J].广西物理,2003,24(3):21-23.

计算机模拟试题及答案

《多媒体技术及应用》试题（B 卷）一、单选题（每小题1分，共80分）评分标准：每小题选对得 1分，选错倒扣 0.25分，不选得0分。 1、由Apple 公司研发的多媒体计算机系统是 ______________ A. Actio n Media 750 B.Amiga C.CD-I D.Maci ntosh 2、1993年多媒体计算机市场协会发布的多媒体个人计算机标准是 B. M PC2.0 C.MPC3.0 D.MPC4.0 3、媒体有两种含义：即存储信息的实体和 _____________ 。 A. 表示信息的载体 B.存储信息的载体 C.传输信息的实体 D.显示信息的载体 4、 _____ 是用于处理文本、音频、图形、图像、动画和视频等计算机编码的媒体。 5、在多媒体计算机中，静态媒体是指 ____________ 。 A.音频 B.图像 C. 动画 D. 视频 6、人类听觉可以从外部世界获取 ___________ 左右的信息。 A. 80% B.20% C.10% D.5% 10、 _____ 是一种记录声音和活动图像的视频设备。 A.MPC1.0 A.感觉媒体 B.表示媒体 C. 显示媒体 D. 传输媒体 7、多媒体技术的主要特征是指 A. 多样性、同步性、交互性 B. 集成性、同步性、交互性 D.多样性、集成性、交互性 8、多媒体系统的层次结构有五层， ________ 制机制等功能。 A.多媒体硬件系统 B. C.多媒体操作系统 D. 9、计算机主机与音箱之间的接口电路是 _ 具有实时任务调度多媒体驱动程序多媒体开发工具 .多媒体数据转换和同步控压缩卡 D. 网卡 A.扫描仪 B. 数码相机 C. 投影仪 D.数字摄像机 11、多媒体系统软件可分为 ______ 。 A. 多媒体操作系统、多媒体支持软件 C. 多媒体支持软件、多媒体著作工具 B. 多媒体操作系统、多媒体编程语言 D. 多媒体操作系统、多媒体驱动程序 12、Adobe Photoshop 隶属于 ______ 。 A. 音频处理软件 C.动画制作软件 D.视频编辑软件 13、多媒体编程语言是 _______ A.CorelDRAW B.CoolEdit C.Visual C++ D.Fro ntPage

带电粒子在均匀电磁场中的运动

目录一、引言 ........................................................................................ 1 二、认识等离子体 ........................................................................ 1 三、单粒子轨道运动 .................................................................... 5 3.1带电粒子在均匀电场中的运动学特性 .. (5) 3.1.10v 与E 垂直或平行时带电粒子的运动轨迹 (5) 3.1.20v 与E 成任一夹角时带电粒子的运动轨迹 (5) 3.2带电粒子在均匀磁场中的运动学特性 .......................... 6 3.2.1洛伦兹力 .. (6) 3.2.2粒子的初速度0v 垂直于B ...................................... 7 3.2.3粒子的初速度0v 与B 成任一夹角时 (8) 3.3带电粒子在均匀电磁场中的运动学特性 (10) 3.3.10v 、E 和B 两两相互垂直 (10) 3.3.20v 与E 成任一夹角，B 垂直它们构成的平面 (12) 四、小结 ...................................................................................... 16 参考文献 .. (16)

大学计算机基础模拟试题及答案

《大学计算机基础》模拟试题一、单项选择题(毎小题1分,共50分) 1.在软件方面，第一代计算机主要使用（）。 A) 机器语言 B) 高级程序设计语言 C) 数据库管理系统 D) BASIC和FORTRAN 2.一个完整的计算机系统通常应包括（）。 A) 系统软件和应用软件 B) 计算机及其外部设备 C) 硬件系统和软件系统 D) 系统硬件和系统软件 3.计算机的存储系统通常包括（）。 A) 内存储器和外存储器 B) 软盘和硬盘 C) ROM和RAM D) 内存和硬盘 4.在计算机内部，计算机能够直接执行的程序语言是（）。 A) 汇编语言 B) C++语言 C) 机器语言 D) 高级语言 5.理论上已经证明，求解计算问题的程序控制结构的基本成分有（）。 A) 转子（程序），返回，处理 B) 输入，处理，输出 C) 顺序，选择，重复 D) 输入/输出，转移，循环 6．操作系统的功能是（）。 A)处理机管理，存储器管理，设备管理，文件管理 B)运算器管理，控制器管理，存储器管理，磁盘管理 C)硬盘管理，软盘管理，存储器管理，文件管理 D)程序管理，文件管理，编译管理，设备管理 7.在计算机内使用的计数制是（）。 A) 二进制 B) 八进制 C) 十六进制 D) 十进制 8.下列有四种不同进制的数中，最小的数是（）。 A) ()2 B) (75)10 C) (37)8 D) (2A)16 9.指令通常分为数据传送、算术运算、逻辑运算、程序控制、（）等其他指令。 A)信号控制 B)通信 C)加法运算 D)输入输出 10.打印机是一种（）。 A) 输出设备 B) 输入设备 C) 存储器 D) 运算器 11．在Windows 2000中，要安装一个应用程序，正确的操作应该是（）。 A)打开"资源管理器"窗口，使用鼠标拖动操作 B)打开"控制面板"窗口，双击"添加/删除程序"图标 C)打开"MS-DOS"窗口，使用copy命令 D)打开"开始"菜单，选中"运行"项，在弹出的"运行"对话框中使用copy命令 12.资源管理器中用（）方式显示文件与文件夹的所有信息。 A) 大图标 B) 小图标 C) 列表 D) 详细资料 13.以下哪种方法不可以释放硬盘上的空间（）。 A) 删除无用文件 B) 运行“磁盘清理程序” C) 关闭不用的文件 D) 清空“回收站” 14.下列关于文档窗口的说法中正确的是( )。 A) 只能打开一个文档窗口 B) 可以同时打开多个文档窗口,被打开的窗口都是活动窗口

带电粒子在电磁场中运动的对称美赏析

带电粒子在电磁场中运动的对称美赏析文／朱欣大自然奇妙而又神秘的对称美普遍存在于各种物理现象、物理过程和物理规律中．从某种意义上讲，物理学的每一次重大突破都有美学思想在其中的体现．用对称性思想去审题，从对称性角度去分析和解决问题，将给人耳目一新的感觉．本文通过对带电粒子在电磁场中的运动问题的分析，体会其中的美学思想和对称美的感受．一、一片绿叶例1 如图1所示，在ｘＯｙ平面内有很多质量为ｍ、电量为ｅ的电子，从坐标原点O不断以相同的速率ｖ０沿不同方向平行ｘＯｙ平面射入第Ⅰ象限．现加一垂直ｘＯｙ平面向里、磁感应强度为B的匀强磁场，要求这些入射电子穿过磁场都能平行于ｘ轴且沿ｘ轴正方向运动．求符合条件的磁场的最小面积．（不考虑电子之间的相互作用）图1 解析如图2所示，电子在磁场中做匀速圆周运动，半径为Ｒ＝ｍｖ０／ｅＢ．在由O点射入第Ⅰ象限的所有电子中，沿ｙ轴正方向射出的电子转过1／4圆周，速度变为沿ｘ轴正方向，这条轨迹为磁场区域的上边界．下面确定磁场区域的下边界．图2 设某电子做匀速圆周运动的圆心Ｏ′和Ｏ点的连线与ｙ轴正方向夹角为θ，若离开磁场时电子速度变为沿ｘ轴正方向，其射出点（也就是轨迹与磁场边界的交点）的坐标为（ｘ、ｙ）．由图中几何关系可得ｘ＝Ｒｓｉｎθ，ｙ＝Ｒ－Ｒｃｏｓθ，消去参数θ可知磁场区域的下边界满足的方程为ｘ２＋（Ｒ－ｙ）２＝Ｒ２（ｘ＞0，ｙ＞0）．这是一个圆的方程，圆心在（0，Ｒ）处．磁场区域为图中两条圆弧所围成的面积．磁场的最小面积为Ｓ＝2×（（1／4）πＲ２－（1／2）Ｒ２）＝（π－2）ｍ２ｖ０２／（2ｅ２Ｂ２）．欣赏由两条圆弧所围的磁场区域像一片嫩绿的树叶，青翠欲滴! 二、一朵梅花例2 如图3所示，两个共轴的圆筒形金属电极，其上均匀分布着平行于轴线的四条狭缝ａ、ｂ、ｃ和ｄ，外筒的外半径为ｒ．在圆筒之外的足够大区域中有平行于轴线方向的均匀磁场，磁感应强度大小为Ｂ．在两极间加上电压，使两筒之间的区域内有沿半径向外的电场．一质量为ｍ、带电量＋ｑ的粒子，从紧靠内筒且正对狭缝ａ的Ｓ点出发，初速度为零．如果该粒子经过一段时间的运动之后恰好又回到出发点

高中物理带电粒子在电场中的运动典型例题解析

带电粒子在电场中的运动专题练习 1．一个带正电的微粒，从A 点射入水平方向的匀强电场中，微粒沿直线AB 运动，如图，AB 与电场线夹角θ=30°，已知带电微粒的质量m =1.0×10－7kg ，电量q =1.0×10－10C ，A 、B 相距L =20cm ．（取g =10m/s 2 ，结果保留二位有效数字）求：（1）说明微粒在电场中运动的性质，要求说明理由．（2）电场强度的大小和方向？（3）要使微粒从A 点运动到B 点，微粒射入电场时的最小速度是多少？ 2．一个带电荷量为－q 的油滴，从O 点以速度v 射入匀强电场中，v 的方向与电场方向成θ角，已知油滴的质量为m ，测得油滴达到运动轨迹的最高点时，它的速度大小又为v ，求： (1) 最高点的位置可能在O 点的哪一方？ (2) 电场强度 E 为多少？ (3) 最高点处(设为N )与O 点的电势差U NO 为多少？ 3. 如图所示，水平放置的平行板电容器，原来两板不带电，上极板接地，它的极板长L = 0.1m ，两板间距离 d = 0.4 cm ，有一束相同微粒组成的带电粒子流从两板中央平行极板射入，由于重力作用微粒能落到下板上，已知微粒质量为 m = 2×10-6kg ，电量q = 1×10-8 C ，电容器电容为C =10-6 F ．求 (1) 为使第一粒子能落点范围在下板中点到紧靠边缘的B 点之内，则微粒入射速度v 0应为多少？ (2) 以上述速度入射的带电粒子，最多能有多少落到下极板上？ 4.如图所示，在竖直平面内建立xOy 直角坐标系，Oy 表示竖直向上的方向。已知该平面内存在沿x 轴负方向的区域足够大的匀强电场，现有一个带电量为2.5×10－4 C 的小球从坐标原点O 沿y 轴正方向以0.4kg.m/s 的初动量竖直向上抛出，它到达的最高点位置为图中的Q 点，不计空气阻力，g 取10m/s 2 . （1）指出小球带何种电荷；（2）求匀强电场的电场强度大小；（3）求小球从O 点抛出到落回x 轴的过程中电势能的改变量. 5、如图所示，一对竖直放置的平行金属板A 、B 构成电容器，电容为C 。电容器的A 板接地，且中间有一个小孔S ，一个被加热的灯丝K 与S 位于同一水平线，从丝上可以不断地发射出电子，电子经过电压U 0加速后通过小孔S 沿水平方向射入A 、B 两极板间。设电子的质量为m ，电荷量为e ，电子从灯丝发射时的初速度不计。如果到达B 板的电子都被B 板吸收，且单位时间内射入电容器的电子数为n 个，随着电子的射入，两极板间的电势差逐渐增加，最终使电子无法到达B 板，求：（1）当B 板吸收了N 个电子时，AB 两板间的电势差（2）A 、B 两板间可以达到的最大电势差(U O ) （3）从电子射入小孔S 开始到A 、B 两板间的电势差达到最大值所经历的时间。 6．如图所示是示波器的示意图，竖直偏转电极的极板长L 1=4cm ，板间距离d=1cm 。板右端距离荧光屏 L 2=18cm ，（水平偏转电极上不加电压，没有画出）电子沿中心线进入竖直偏转电场的速度是 v=1.6×107 m/s ，电子电量e=1.6×10-19C ，质量m=0.91×10-30kg 。 (1)要使电子束不打在偏转电极上，加在竖直偏转电极上的最大偏转电压U 不能超过多大？ (2)若在偏转电极上加u=27.3sin100πt (V)的交变电压，在荧光屏竖直坐标轴上能观察到多长的线段？ 7．两块水平平行放置的导体板如图所示，大量电子（质量m 、电量e ）由静止开始，经电压为U 0的电场加速后，连续不断地沿平行板的方向从两板正中间射入两板之间。当两板均不带电时，这些电子通过两板之间的时间为3t 0；当在两板间加如图所示的周期为2t 0，幅值恒为U 0的周期性电压时，恰好．．能使所有电子均从两板间通过。问： ?这些电子通过两板之间后，侧向位移的最大值和最小值分别是多少？ ?侧向位移分别为最大值和最小值的情况下，电子在刚穿出两板之间时的动能之比为多少？ 1．（1）微粒只在重力和电场力作用下沿AB 方向运动，在垂直于AB 方向上的重力和电场力必等大反向，可知电场力的方向水平向左，如图所示，微粒所受合力的方向由B 指向A ，与初速度v A 方向相反，微粒做匀减速运动．（2）在垂直于AB 方向上，有qE sin θ－mg cos θ=0 所以电场强度E =1.7×104 N/C V U v 图3-1-6

计算机二级(MS OFFICE)模拟考试题及答案题目

1[单选题] 计算机软件的确切含义是 A.计算机程序、数据与相应文档的总称 B.系统软件与应用软件的总和 C.操作系统、数据库管理软件与应用软件的总和 D.各类应用软件的总称参考答案：A 参考解析：本题考查软件的基本概念。计算机软件的含义：(1)运行时，能够提供所要求功能和性能的指令或计算机程序集合;(2)程序能够满意地处理信息的数据结构;(3)描述程序功能需求以及程序如何操作和使用所要求的文档。故选A。 2[单选题]正确的IP地址是 A.202.112.111.1 B.202.2.2.2.2 C.202.202.1 D.202.257.14.13 参考答案：A 参考解析：IP地址是由四个字节组成的，习惯写法是将每个字节作为一段并以十进制数来表示，而且段间用“.”分隔。每个段的十进制数范围是0至255。 3[单选题] 下列关于数据库设计的叙述中，正确的是()。 A.在需求分析阶段建立数据字典 B.在概念设计阶段建立数据字典 C.在逻辑设计阶段建立数据字典 D.在物理设计阶段建立数据字典参考答案：A 参考解析：数据字典是在需求分析阶段建立，在数据库设计过程中不断修改、充实和完善的。 4[单选题] 下列关于计算机病毒的叙述中，正确的选项是()。 A.计算机病毒只感染.exe或.corn文件 B.计算机病毒可以通过读写软件、光盘或互联网络进行传播 C.计算机病毒是通过电力网进行传播的 D.计算机病毒是由于软件片表面不清洁而造成的。参考答案：B

参考解析：计算机病毒传染途径众多，可以通过读写软件、光盘或Intemet 网络进行传播，故答案选B选项。 5[单选题] 在满足实体完整性约束的条件下()。 A.一个关系中应该有一个或多个候选关键字 B.一个关系中只能有一个候选关键字 C.一个关系中必须有多个候选关键字 D.一个关系中可以没有候选关键字参考答案：A 参考解析：实体完整性约束要求关系的主键中属性值不能为空值，所以选择A。 6[单选题] 组成计算机指令的两部分是()。 A.数据和字符 B.操作码和地址码 C.运算符和运算数 D.运算符和运算结果参考答案：B 参考解析：一条指令通常由两个部分组成：操作码和操作数。操作码：指明该指令要完成的操作的类型或性质，如取数、做加法或输出数据等。操作数：指明操作码执行时的操作对象，操作数的形式可以是数据本身，也可以是存放数据的内存单元地址或寄存器名称。操作数在大多数情况下是地址码。 7.[简答题]请在【答题】菜单下选择【进入考生文件夹】命令，并按照题目要求完成下面的操作。注意：以下的文件必须都保存在考生文件夹下。【背景素材】校摄影社团在今年的摄影比赛结束后，希望可以借助PowerPoint将优秀作品在社团活动中进行展示。这些优秀的摄影作品保存在考试文件夹中，并以Photo(1).jPg～Photo (12).jpg命名。现在，请你按照如下需求，在PowerPoint中完成制作工作：

带电粒子在电磁场中的运动(二轮专题)

1、如图所示，在纸面内建立直角坐标系xOy，第一、二象限存在着垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B。质量均为m、电荷量分别为+q和一q的两个粒子（不计重力），从坐标原点O以相同的速度v先后射人磁场，v方向与x轴成θ=30°角，带正、负电的粒子在磁场中仅受洛仑兹力作用，则 A．带负电的粒子回到x轴时与O点的距离为 B．带正电的粒子在磁场中运动的时间为 C．两粒子回到x轴时的速度相同 D．从射入到射出磁场的过程中，两粒子所受洛仑兹力的总冲量相同 2、如图所示，S处有一电子源，可向纸面内任意方向发射电子，平板MN垂直于纸面，在纸面内的长度L ＝9.1cm，中点O与S间的距离d＝4.55cm，MN与SO直线的夹角为θ，板所在平面有电子源的一侧区域有方向垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度B＝2.0×10－4T，电子质量m＝9.1×10－31kg，电量e＝－1.6×10－19C，不计电子重力。电子源发射速度v＝1.6×106m/s的一个电子，该电子打在板上可能位置的区域的长度为l，则 A．θ＝90°时，l＝9.1cm B．θ＝60°时，l＝9.1cm C．θ＝45°时，l＝4.55cm D．θ＝30°时，l＝4.55cm 3、如图所示，竖直平行线MN、PQ间距离为a，其间存在垂直纸面向里的匀强磁场（含边界PQ），磁感应强度为B，MN上O处的粒子源能沿不同方向释放比荷为q/m的带负电粒子，速度大小相等、方向均垂直磁场.粒子间的相互作用及重力不计.设粒子速度方向与射线OM夹角为θ ，当粒子沿θ＝60°射入时，恰好垂直PQ射出.则 A．从PQ边界射出的粒子在磁场中运动的最短时间为 B．沿θ=120°射入的粒子，在磁场中运动的时间最长 C．粒子的速率为 D．PQ边界上有粒子射出的长度为

高考物理带电粒子在电场中的运动常见题型及答题技巧及练习题(含答案)含解析

高考物理带电粒子在电场中的运动常见题型及答题技巧及练习题(含答案)含解析一、高考物理精讲专题带电粒子在电场中的运动 1．在如图所示的平面直角坐标系中，存在一个半径R ＝0.2m 的圆形匀强磁场区域，磁感应强度B ＝1.0T ，方向垂直纸面向外，该磁场区域的右边缘与y 坐标轴相切于原点O 点。y 轴右侧存在一个匀强电场，方向沿y 轴正方向，电场区域宽度l ＝0.1m 。现从坐标为（﹣0.2m ，﹣0.2m ）的P 点发射出质量m ＝2.0×10﹣9kg 、带电荷量q ＝5.0×10﹣5C 的带正电粒子，沿y 轴正方向射入匀强磁场，速度大小v 0＝5.0×103m/s （粒子重力不计）。（1）带电粒子从坐标为（0.1m ，0.05m ）的点射出电场，求该电场强度；（2）为了使该带电粒子能从坐标为（0.1m ，﹣0.05m ）的点回到电场，可在紧邻电场的右侧区域内加匀强磁场，试求所加匀强磁场的磁感应强度大小和方向。【答案】（1）1.0×104N/C （2）4T ，方向垂直纸面向外【解析】【详解】解：（1）带正电粒子在磁场中做匀速圆周运动，根据洛伦兹力提供向心力有： 20 0v qv B m r = 可得：r =0.20m =R 根据几何关系可以知道，带电粒子恰从O 点沿x 轴进入电场，带电粒子做类平抛运动，设粒子到达电场边缘时，竖直方向的位移为y 根据类平抛规律可得：2012 l v t y at == ，根据牛顿第二定律可得：Eq ma = 联立可得：41.010E =?N/C （2）粒子飞离电场时，沿电场方向速度：30 5.010y qE l v at m v ===?g m/s=0v 粒子射出电场时速度：02=v v 根据几何关系可知，粒子在B '区域磁场中做圆周运动半径：2r y '= 根据洛伦兹力提供向心力可得： 2 v qvB m r '=' 联立可得所加匀强磁场的磁感应强度大小：4mv B qr '= =' T 根据左手定则可知所加磁场方向垂直纸面向外。

带电粒子在磁场中的运动(教案)

磁场·带电粒子在磁场中的运动一、教学目标 1．根据洛仑兹力的特点，理解带电粒子垂直进入磁场做匀速圆周运动。 2．以洛仑兹力为向心力推导出带电粒子在磁场中做圆运动的半径r= 3．掌握速度选择器和质谱仪的工作原理和计算方法。二、重点、难点分析 1．洛仑兹力f=Bqv的应用是该节重点。 2．洛仑兹力作为向心力，是使运动电荷在磁场中做匀速圆周运动的本节的难点。 3．对速度选择器和质谱仪的工作原理的理解和掌握也是本节的重点和难点。三、教具洛仑兹力演示仪。四、主要教学过程（一）引入新课 1．提问：如图所示，当带电粒子q以速度v分别垂直进入匀强电场和匀强磁场中，它们将做什么运动？（如图1所示）

回答：平抛和匀速圆周运动。在此学生很有可能根据带电粒子进入匀强电场做平抛运动的经验，误认为带电粒子垂直进入匀强磁场也做平抛运动。在这里不管学生回答正确与错误，都应马上追问：为什么？引导学生思考，自己得出正确答案。 2．观察演示实验：带电粒子在磁场中的运动——洛仑兹力演示仪。 3．看挂图，比较带电粒子垂直进入匀强电场和磁场这两种情况下轨迹的差别。（二）教学过程设计 1．带电粒子垂直进入匀强磁场的轨迹（板书）提问：在什么平面内？它与v的方位关系怎样？ ①f 洛对运动电荷是否做功？ ②f 洛 ③f 对运动电荷的运动起何作用？洛 ④带电粒子在磁场中的运动具有什么特点？通过学生的回答，展开讨论，让同学自己得出正确的答案，强化上节所学知识——洛仑兹力产生条件，洛仑兹力大小、方向的计算和判断方法。结论：（板书）①带电粒子垂直进入匀强磁场，其初速度v与磁场垂直，根据左手定则，其受洛仑兹力的方向也跟磁场方向垂直，并与初速度方向都在同一垂直磁场的平面内，所以粒子只能在该平面内运动。 ②洛仑兹力总是跟带电粒子的运动方向垂直，它只改变粒子运动的方向，不改变粒子速度的大小，所以粒子在磁场中运动的速率是恒定的，这时洛仑兹力的大小f=Bqv也是恒定的。 ③洛仑兹力对运动粒子不做功。

带电粒子在有界磁场中运动(超经典)..

带电粒子在有界磁场中运动的临界问题 “临界问题”大量存在于高中物理的许多章节中，如“圆周运动中小球能过最高点的速度条件”“动量中的避免碰撞问题”等等，这类题目中往往含有“最大”、“最高”、“至少”、“恰好”等词语，其最终的求解一般涉及极值，但关键是找准临界状态。带电粒子在有界磁场中运动的临界问题，在解答上除了有求解临界问题的共性外，又有它自身的一些特点。一、解题方法画图→动态分析→找临界轨迹。（这类题目关键是作图，图画准了，问题就解决了一大半，余下的就只有计算了──这一般都不难。）二、常见题型（B为磁场的磁感应强度，v0为粒子进入磁场的初速度）分述如下：第一类问题：例1 如图1所示，匀强磁场的磁感应强度为B，宽度为d，边界为CD和EF。一电子从CD边界外侧以速率v0垂直匀强磁场射入，入射方向与CD边界夹角为θ。已知电子的质量为m，电荷量为e，为使电子能从磁场的另一侧EF射出，求电子的速率v0至少多大？

分析：如图2，通过作图可以看到：随着v0的增大，圆半径增大，临界状态就是圆与边界EF相切，然后就不难解答了。第二类问题：例2如图3所示，水平线MN下方存在垂直纸面向里的磁感应强度为B的匀强磁场，在MN线上某点O正下方与之相距L的质子源S，可在纸面内360°范围内发射质量为m、电量为e、速度为v0=BeL/m的质子，不计质子重力，打在MN上的质子在O点右侧最远距离OP=________，打在O点左侧最远距离OQ=__________。分析：首先求出半径得r=L，然后作出临界轨迹如图4所示（所有从S发射出去的质子做圆周运动的轨道圆心是在以S为圆心、以r=L为半径的圆上，这类问题可以先作出这一圆 ──就是圆心的集合，然后以圆上各点为圆心，作出一系列动态圆），OP=，OQ=L。【练习】如图5所示，在屏MN的上方有磁感应强度为B的匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里。P为屏上的一小孔，PC与MN垂直。一群质量为m、带电荷量为－q的粒子（不计重力），

计算机专升本考试模拟试题(含答案)(20210220065226)

专升本公共计算机基础模拟试题二及答案模拟试卷（二）模拟试卷（二）一、填空题（每空 1 分，共30分） 1.一个完整的计算机系统由_ 硬件系统_和_软件系统____ 两部分组成。 2.个人计算机的主要性能指标有字长、__________ 运算速度、、 _______ 、外部设备和软件配置。 3.两位二进制可表示___两_ 种不同的状态。 4.无论是西文字符还是中文字符，在机内一律用二进制___编码来表示。 5.系统软件包括操作系统、应用软件__ 、数据库管理系统、一些实用程序。 6.-和-- 集成在一块芯片上，称为微处理器（CPU ）。 7.启动Windows98 后，在桌面的空白区域单击鼠标右键，执行“属性” 命令后，将出现窗口。 8.Windows98系统提供了丰富的应用程序，这些程序按其功能放在相应的程序组中。要编辑一个图形文件需要用附件组中的程序。 9. 在Windows98 系统控制面板中，删除某一中文输入法后，该输入法从输入法属性的列表框中被删除，而并非从中删除了该输入法。

10. 在Windows98 系统中，可以使用 ___ 对文件夹和文件进行管理。 11.利用剪贴板复制文本，首先要文本，然后单击 “ ______ ”按钮，再确定____ ，最后单击“ _____ ”按钮。 12.在Word 窗口的“窗口”菜单的下面有一些文件名，它们是 Word 文档名。 13.在Word 中，_____ 的作用是控制文档内容在页面中的位置。 14. Excel 是一个通用的___ 软件。 15. 向Excel 工作表中输入数据时，键入前导符表示要输入公式。 16. 在PowerPoint 中，演示文稿的后缀名为 _ ，演示文稿模板的后缀名为_____ 。 17. 为了解决IP 地址难于记忆，Internet 又设计了。 18.计算机网络从逻辑功能上可以分为资源子网和__ 。 19.计算机网络是_____ 与________ 紧密结合的产物。 20.现在常用的浏览器有微软公司的和网景公司的 _______ 。二、选择题(每空 1 分，共30 分) 1.所谓“裸机”是指【 d 】。

带电粒子在电磁场中的运动

带电粒子在电磁场中的运动须熟练掌握带电粒子在匀强电场、匀强磁场中受力运动的动力学公式，灵活根据运动求解受力以及根据受力情况求解运动。一、带电粒子在电场中的运动 1.带电粒子的加速带电粒子在电场中受到电场力的作用且初速度方向和电场方向在一条直线上（初速度也可以为零），若不考虑重力，则粒子做匀变速直线运动，给出的物理量可能会有电场强度E 、电势差U 、粒子运动位移d ，总结其运动规律：（1）外力：加速度：（2）速度 ① 利用动能定理（功能关系）求解 ② 利用力和运动的关系求解 2.带电粒子的偏转带电粒子以初速度v 0垂直于电场线进入匀强电场中，受到与速度方向垂直的电场力的作用而做类平抛运动。若不考虑重力，给出的物理量可能会有电场强度E 、电势差U 、电场宽度d ，其运动规律应该用类平抛运动来分析处理，利用运动和力的合成和分解的方式，总结运动规律：（1）沿初速度方向作匀速直线运动，运动时间：（2）垂直于初速度方向（沿电场力方向）作初速度为零的匀加速直线运动 ① 加速度： ② 离开电场时的偏移量（沿电场方向的位移）： ③ 离开电场时的偏转角（出射速度的方向）：带电粒子能否飞出偏转电场，关键是看带电粒子在电场中的侧移量y 。如质量为m ，带电荷量为q 的粒子以速度v 0射入板长为l 、板间距为d 的匀强电场中，要使粒子飞出电场，则应该满足t = 时，y = ，若t = 时，y ＞，则粒子打在板上，不能飞出电场。由此可见，临界条件“刚好射出（或射不出）”这一临界状态很重要（y=0.5d ）。 V 0 E E

①这类问题首选方法是用v-t图像对带电体的运动进行分析； ② 然后利用动力学知识分段求解，重点分析各段时间内的加速度、运动性质、每段运动时间与交变电场的周期T之间的关系。要注意的一点是！！！认真读题，带电粒子在电场中未必只会做匀变速直线运动和类平抛运动，也有可能根据外界条件（比如有斜面、圆轨道等）作其他运动，这时候可以考虑把电场力类比于重力分析。二、带电粒子在磁场中的运动 1.匀速直线运动当时该带电粒子在匀强磁场中作匀速直线运动。 2.匀速圆周运动当带电粒子沿磁场方向进入匀强磁场，由于在匀强磁场中受到的（左手定则）始终与运动方向，因此该力不改变带电粒子速度的大小，且该力为带电粒子提供了作运动的。给出了带电粒子的电荷量为q、质量为m、初速度v以及匀强电场的场强B，总结的运动规律为： ①粒子做匀速圆周运动的轨道半径： ②粒子圆周运动的周期：角速度：带电粒子在磁场中作匀速圆周运动的分析研究带电粒子在磁场中作匀速圆周运动的问题，应遵循“一找圆心，二找半径，三找周期或时间”的基本方法和规律，确定半径和周期后再结合匀速圆周运动的运动规律求解待求解问题。 ①圆心的确定带电粒子在磁场中作匀速圆周运动，其运动轨迹必为一段圆弧，找圆心的基本思维是——圆心必定在与速度方向垂直的直线上。 a.已知入射方向和出射方向：如何确定？ b.已知入射点和出射点：如何确定？ a b ②半径的确定和计算半径一般可以利用几何关系根据三角形的知识求解，注意以下两个特点： a.φ=α=2θ，φ为速度的偏向角，α 为弦切角。 b.θ+θ’=180°，相对的弦切角相等，和相邻

计算机基础模拟试卷A含答案

安徽农业大学经济技术学院《计算机基础》模拟试卷（A 注：答案请写于答题纸上，否则不得分一、单项选择题（每题1分，共40分） 1.现代计算机是根据______提出的原理制造出来的。 A 莫奇莱 B 图灵 C 乔治·布尔 D 冯·诺依曼 2.按工作原理，计算机可以分为_______。 A 单片机和微机 B 模拟和数字 C 专用机和通用机 D 工业控制和单片机 3．在计算机领域中，所谓“裸机”是指( )。 A 单片机 B 单板机 C 没有安装任何软件的计算机 D 只安装了操作系统的计算机 4．与十六进制数(D4)等值的二进制数是( )。 A 11010100 B 11011100 C 10010101 D 10110110 5．下列字符中ASCII码值最大的是( )。 A A B k C a D M 6．在操作系统中，文件管理主要是对( )。 A 外存的管理 B 内存的管理 C CPU的管理 D 内存和外存的统一管理 7．下用一个字节表示无符号整数，能表示的最大整数是_____。 A 无穷大 B 128 C 256 D 255 。．下列四项中不属于微型计算机主要性能指标的是( )8 A 字长 B 内存容量 C 重量 D 时钟脉冲 9．下列系统中不属于多媒体系统的是_____ A 家用多媒体系统 B 具有编辑和播放功能的开发系统 C 以播放为主的教育系统 D 文字处理系统 10．计算机软件包括( )。 A 算法及数据结构 B 程序和数据结构 C 程序、数据及相关文档 D 文档及数据 11．下面哪项说法是错误的？ A 计算机病毒是一种程序 B 计算机病毒具有潜伏性页5 共页1 第 C 计算机病毒可通过运行外来程序传染 D 用杀病毒软件能确保清除所有病毒 12．下列4条叙述中，正确的一条是( )。 A 计算机病毒是一种人为编制的特殊程序 B 严禁在计算机上玩游戏是预防病毒的唯一措施 C 计算机病毒只破坏磁盘上的数据和程序

高中物理专题复习—带电粒子在电磁场中的运动(含答案)

高中物理专题复习—带电粒子在电磁场中的运动(含答案) -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN

带电粒子在电磁场中的运动 [P 3.]一、考点剖析：带电粒子在电场中的运动比物体在重力场中的运动要丰富得多，它与运动学、动力学、功和能、动量等知识联系紧密，加之电场力的大小、方向灵活多变，功和能的转化关系错综复杂，其难度比力学中的运动要大得多。带电粒子在磁场中的运动涉及的物理情景丰富，解决问题所用的知识综合性强，很适合对能力的考查，是高考热点之一。带电粒子在磁场中的运动有三大特点：①与圆周运动的运动学规律紧密联系②运动周期与速率大小无关③轨道半径与圆心位置的确定与空间约束条件有关，呈现灵活多变的势态。因以上三大特点，很易创造新情景命题，故为高考热点，近十年的高考题中，每年都有，且多数为大计算题。带电粒子在电磁场中的运动: 若空间中同时同区域存在重力场、电场、磁场，则使粒子的受力情况复杂起来；若不同时不同区域存在，则使粒子的运动情况或过程复杂起来，相应的运动情景及能量转化更加复杂化，将力学、电磁学知识的转化应用推向高潮。该考点为高考命题提供了丰富的情景与素材，为体现知识的综合与灵活应用提供了广阔的平台，是高考命题热点之一。 [P 5.]二、知识结构 [P 6.]三、复习精要：

d U UL v L md qU at y 加421212 2022= ??==L y dU UL mdv qUL v at v v tan y 222000= ====加φ1、带电粒子在电场中的运动 (1) 带电粒子的加速由动能定理 1/2 mv 2=qU (2) 带电粒子的偏转带电粒子在初速度方向做匀速运动 L =v 0t t=L/ v 0 带电粒子在电场力方向做匀加速运动F=q E a =qE/m 带电粒子通过电场的侧移偏向角φ (3)处理带电粒子在电场中的运动问题的一般步骤： ①分析带电粒子的受力情况，尤其要注意是否要考虑重力、电场力是否是恒力等 ②分析带电粒子的初始状态及条件，确定粒子作直线运动还是曲线运动 ③建立正确的物理模型，进而确定解题方法 ④利用物理规律或其它解题手段（如图像等）找出物理量间的关系，建立方程组 2、带电粒子在磁场中的运动带电粒子的速度与磁感应线平行时，能做匀速直线运动；当带电粒子以垂直于匀强磁场的方向入射，受洛伦兹力作用，做匀速圆周运动。当带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛仑兹力充当向心力时，其余各力的合力一定为零. r mv qvB 2= qB mv R = qB m T π2= 带电粒子在磁场中的运动常因各种原因形成多解，通常原因有：①带电粒子的电性及磁场方向的不确定性，②粒子运动方向的不确定性及运动的重复性，③临界状态的不唯一性等。 3.带电粒子在复合场中的运动 t

带电粒子在电场中的运动(附详解答案)

带电粒子在电场中的运动强化训练 1．（多选题）冬天当脱毛衫时，静电经常会跟你开个小玩笑．下列一些相关的说法中正确的是( ) A ．在将外衣脱下的过程中，内外衣间摩擦起电，内衣和外衣所带的电荷是同种电荷 B ．如果内外两件衣服可看作电容器的两极，并且在将外衣脱下的某个过程中两衣间电荷量一定，随着两衣间距离的增大，两衣间电容变小，则两衣间的电势差也将变小 C ．在将外衣脱下的过程中，内外两衣间隔增大，衣物上电荷的电势能将增大(若不计放电中和) D ．脱衣时如果人体带上了正电，当手接近金属门把时，由于手与门把间空气电离会造成对人体轻微的电击 2.(2012·新课标全国卷) （多选题）如图，平行板电容器的两个极板与水平地面成一角度，两极板与一直流电源相连．若一带电粒子恰能沿图中所示水平直线通过电容器，则在此过程中，该粒子( ) A ．所受重力与电场力平衡 B ．电势能逐渐增加 C ．动能逐渐增加 D ．做匀变速直线运动 3．(2011·安徽卷)如图6－3－12甲所示，两平行正对的金属板A 、B 间加有如图乙所示的交变电压，一重力可忽略不计的带正电粒子被固定在两板的正中间P 处．若在t 0时刻释放该粒子，粒子会时而向A 板运动，时而向B 板运动，并最终打在A 板上．则t 0可能属于的时间段是( ) A ．0＜t 0＜T 4 B.T 2＜t 0＜3T 4 C.3T 4＜t 0＜T D ．T ＜t 0＜9T 8 4．示波管是一种多功能电学仪器，它的工作原理可以等效成下列情况：如图所示，真空室中电极K 发出电子(初速度不计)经过电压为U 1的加速电场后，由小孔S 沿水平金属板A 、B 间的中心线射入板中．金属板长为L ，相距为d ，当A 、B 间电压为U 2时，电子偏离中心线飞出电场打到荧光屏上而显示亮点．已知电子的质量为m ，电荷量为e ，不计电子重力，下列情况中一定能使亮点偏离中心的距离变大的是( ) A ．U 1变大，U 2变大 B ．U 1变小，U 2变大 C ．U 1变大，U 2变小 D ．U 1变小，U 2变小 5．(2011·广东卷) （多选题）如图6－3－14为静电除尘器除尘机理的示意图．尘埃在电场中通过某种机制带电，在电场力的作用下向集尘极迁移并沉积，以达到除尘的目的．下列表述正确的是( ) A ．到达集尘极的尘埃带正电荷 B ．电场方向由集尘极指向放电极 C ．带电尘埃所受电场力的方向与电场方向相同 D ．同一位置带电荷量越多的尘埃所受电场力越大 6．如图所示，D 是一只二极管，AB 是平行板电容器，在电容器两极板间有一带电微粒P 处于静止状态，当两极板A 和B 间的距离增大一些的瞬间(两极板仍平行)，带电微粒P 的运动情况是( ) A ．向下运动 B ．向上运动 C ．仍静止不动 D ．不能确定 7．（多选题）如图6－3－16所示，灯丝发热后发出的电子经加速电场后，进入偏转电场，若加速电压为U 1，偏转电压为U 2，要使电子在电场中偏转量y 变为原来的2倍，可选用的方法有(设电子不落到极板上)( ) A ．只使U 1变为原来的1 2倍 B ．只使U 2变为原来的1 2倍 C ．只使偏转电极的长度L 变为原来的2倍 D ．只使偏转电极间的距离d 减为原来的1 2 倍 8．(2013·沈阳二中测试) （多选题）在空间中水平面MN 的下方存在竖直向下的匀强电场，质量为m 的带电小球由MN 上方的A 点以一定初速度水平抛出，从B 点进入电场，到达C 点时速度方向恰好水平，A 、B 、C 三点在同一直线上，且AB ＝2BC ，如图6－3－17所示．由此可见( ) A ．电场力为3mg B ．小球带正电 C ．小球从A 到B 与从B 到C 的运动时间相等

高中物理带电粒子在磁场中的运动知识点汇总

难点之九：带电粒子在磁场中的运动一、难点突破策略（一）明确带电粒子在磁场中的受力特点 1. 产生洛伦兹力的条件： ①电荷对磁场有相对运动．磁场对与其相对静止的电荷不会产生洛伦兹力作用． ②电荷的运动速度方向与磁场方向不平行． 2. 洛伦兹力大小：当电荷运动方向与磁场方向平行时，洛伦兹力f=0；当电荷运动方向与磁场方向垂直时，洛伦兹力最大，f=qυB ；当电荷运动方向与磁场方向有夹角θ时，洛伦兹力f= qυB ·sin θ 3. 洛伦兹力的方向：洛伦兹力方向用左手定则判断 4. 洛伦兹力不做功．（二）明确带电粒子在匀强磁场中的运动规律带电粒子在只受洛伦兹力作用的条件下： 1. 若带电粒子沿磁场方向射入磁场，即粒子速度方向与磁场方向平行，θ＝0°或180°时，带电粒子粒子在磁场中以速度υ做匀速直线运动． 2. 若带电粒子的速度方向与匀强磁场方向垂直，即θ＝90°时，带电粒子在匀强磁场中以入射速度υ做匀速圆周运动． ①向心力由洛伦兹力提供： R v m qvB 2 = ②轨道半径公式： qB mv R = ③周期： qB m 2v R 2T π=π= ，可见T 只与q m 有关，与v 、R 无关。（三）充分运用数学知识（尤其是几何中的圆知识，切线、弦、相交、相切、磁场的圆、轨迹的圆）构建粒子运动的物理学模型，归纳带电粒子在磁场中的题目类型，总结得出求解此类问题的一般方法与规律。 1. “带电粒子在匀强磁场中的圆周运动”的基本型问题（1）定圆心、定半径、定转过的圆心角是解决这类问题的前提。确定半径和给定的几何量之间的关系是解题的基础，有时需要建立运动时间t 和转过的圆心角α之间的关系（ T 2t T 360t πα=α= 或）作为辅助。圆心的确定，通常有以下两种方法。 ① 已知入射方向和出射方向时，可通过入射点和出射点作垂直于入射方向和出射方向的直线，两条直线的交点就是圆弧轨道的圆心（如图9-1中P 为入射点，M 为出射点）。 ② 已知入射方向和出射点的位置，可以通过入射点作入射方向的垂线，连接入射点和出射点，作其中垂线，这两条垂线的交点就是圆弧轨道的圆心（如图9-2,P 为入射点，M 为出射点）。（2）半径的确定和计算：利用平面几何关系，求出该圆的可能半径或圆心角。并注意以下两个重要的特点：图9-1 图9-2 图9-3