（金版新学案）2016年高三新课标物理二轮专题复习策略 专题三　电场和磁场 第2讲 带电粒子在复合场中的运动

（金版新学案）2016年高三新课标物理二轮专题复习策略 专题三　电场和磁场 第2讲 带电粒子在复合场中的运动内容摘要：

1、高中物理资源下载平台世昌的博客 第 2 讲 一、选择题(13 题只有一项符合题目要求，第 4 题有多项符合题目要求)旋加速器是加速带电粒子的装置，其核心部分是分别与高频交流电源两极相连接的两个 D 形盒，两盒间构成一狭缝，两 D 形盒处于垂直于盒面的匀强磁场中下列有关回旋加速器的描述正确的是()A粒子由加速器的边缘进入加速器B粒子由加速器的中心附近进入加速器C粒子在狭缝和 D 形盒中运动时都能获得加速D交流电源的周期必须等于粒子在 D 形盒中运动周期的 2 倍解析：由 得 v .当 r 越大时，v 越大粒子由加速器中心附近进入加 A 错、B 对；狭缝中电场可加速粒子，在 D 形盒中运动时，由左 2、手定则知，洛伦兹力总与速度方向垂直，不对粒子加速，故 C 错误；交流电源的周期必须等于粒子运动周期，才可以进行周期性的加速，故 D 错误答案：2015大同一模)如图所示，沿直线通过速度选择器的正离子从狭缝 S 射入磁感应强度为 匀强磁场中，偏转后出现的轨迹半径之比为 212，则下列说法正确的是()A离子的速度之比为 12 B离子的电荷量之比为 12C离子的质量之比为 12 D以上说法都不对解析：因为两离子能沿直线通过速度选择器，则 v ，所以两离子世昌的博客 ，选项 A 错误；根据 R ，则 ，选项 B、C 错误；故选 12答案：图所示，一个不计重力的带电粒子以 各图的虚线射入场中A 中 I 3、是两条垂直纸平面的长直导线中等大反向的电流，虚线是两条导线连线的中垂线；B 中Q 是两个位置固定的等量同种点电荷的电荷量，虚线是两位置连线的中垂线；C 中 I 是圆环线圈中的电流，虚线过圆心且垂直圆环平面；D 中是正交的匀强电场和匀强磁场，虚线垂直于电场和磁场方向，磁场方向垂直纸面向外其中，带电粒子不可能做匀速直线运动的是()解析：图 A 中两条垂直纸平面的长直导线中通有等大反向的电流，在中垂线上产生的合磁场方向水平向右，带电粒子将沿中垂线做匀速直线运动；图 B 中等量同种正点电荷在中垂线上的合场强先水平向左后水平向右，带电粒子受力方向不同，粒子不可能做匀速直线运动；图 C 中粒子运动方向与磁 4、感线平行，粒子做匀速直线运动；图 D 是速度选择器的原理图，只要 ，粒子也会做匀速直线运动，故选 磁泵是指处在磁场中的通电流体在电磁力作用下向一定方向流动的泵，如图所示是一电磁泵工作部分示意图，绝缘非磁性管道的横截面是长为 a、宽为 b 的矩形，在管道内上、下管壁处各安装一个长为 L 的电极，通以电流 的匀强磁场时，电流受到的安培力就推动导电液体流动，已知导电液体稳定流动时所受阻力与流动速率成正比，即 Ff关于导电液体的流动方向和电磁泵的功率，下列说法正确的是( )A导电液体可能向左流动 B导电液体一定向右流动C电磁泵的功率为 D电磁泵的功率为2由左手定则可判断，电流所受安培力向右，因此导电液 5、体一定向右流动， 正确；当安培力与阻力平衡时，液体流速稳定，有 以电磁泵的功率高中物理资源下载平台世昌的博客 ，C 错误，D 正确2选择题5如图所示，在坐标系 第象限内有沿 y 轴负方向的匀强电场，电场强度大小为 E，其他象限内存在匀强磁场，方向垂直于纸面向里一质量为 m、电荷量为q 的粒子自 P(l， l)点由静止释放，沿垂直于 x 轴的方向进入第 象限磁场，接着以垂直于 限磁场，不计粒子重力求：(1)磁场的磁感应强度 B；(2)粒子第二次离开电场时的横坐标；(3)粒子第四次经过 x 轴的横坐标解析：(1)设粒子垂直于 x 轴进入磁场时的速度为 v，由动能定理得：子在磁场中做圆周运动的半径 6、R 2)粒子运动的轨迹如图所示，粒子再次进入电场后在电场中做类平抛运动，有xvt，l x2xx2l(3)设粒子第二次进入磁场时的速度为 x 轴的夹角为 由动能定理得：2v 12 12 21 世昌的博客 21， 45由牛顿第二定律有 ，R 1 由几何关系可知粒子第四次经过 x 轴的横坐标为 0答案：(1) (2) x2l(3)竖直平面内建立坐标系 象限坐标为(x，d)位置处有一粒子发射器 P，第 、象限有垂直纸面向里的匀强磁场和竖直向上的匀强电场某时刻粒子发射器 P 沿 x 轴负方向以某一初速度发出一个质量为 m、电荷量为 q 的带正电粒子粒子从 y 处经过 y 轴且速度方向与 y 轴负方向成 7、45角其后粒子在匀强磁场中偏转后垂x 轴返回第 象限已知第、象限内匀强电场的电场强度 E ：(1)粒子刚从发射器射出时的初速度及粒子发射器 P 的横坐标 x；(2)粒子从粒子源射出到返回第象限上升到最高点所用的总时间解析：(1)带电粒子从发射器射出后做平抛运动，设初速度为 水平方向，xv 0竖直方向， d 12 12 215 ，v y式得：v 1 ，xd )如图所示，带电粒子进入垂直纸面向里的匀强磁场和竖直向上的匀强电场中，受竖高中物理资源下载平台世昌的博客 ，qE洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，有 m v 2 2子做匀速圆周运动的半径 R d22粒子在匀强磁场中运动的时间 T58其中周期 T 8、2t 2 58 限后上升到最大高度所用时间 子从射出到返回第象限后上升到最高点所用的总时间tt 1t 2t 3 8 1 2 58) (1) d(2) 1 2 58) 图所示，水平地面上有一固定的长方形绝缘光滑水平台面 中 长 m，长 m，平台高 h3.2 m平行板电容器的极板 距 d1 m，且垂直放置于台面，C 板位于边界 ，D 板与边界 交处有一小孔电容器外的台面区域内有磁感应强度 B1 T、方向竖直向上的匀强磁场质量 m110 10 荷量q110 10 C 的带正电微粒静止于 O 处，在 加上电压 U，C 板电势高于 D 板，板间电场可看成是匀强电场，板间微粒经电场电速后由 D 板所开小孔 9、进入磁场( 微粒始终不与极板接触)，假定微粒在真空中运动，微粒在整个运动过程中电荷量保持不变，取 g10 m/s2，30.8，3世昌的博客 (1)若微粒正好从 中点离开平台，求其在磁场中运动的速率；(2)若电压大小可调，不同加速电压，微粒离开平台的位置将不同，要求微粒由 界离开台面，求加速电压 U 的范围解析：(1)微粒在磁场中运动俯视示意图如图 1 所示，设运动半径为 几何关系知：R 2( L1d) 221 (得：R 15 1v 1 5 m/)微粒在磁场中运动俯视的临界轨迹图如图 2 所示，微粒可从 Q 点离开平台如线，R 2 4 2 ，v 24 m/世昌的博客 ， 可得：U 18 Q 边界 10、相切如线 ，R 32 3 ，得：v 32 m/ 得：U 22 3则从 界离开范围：U 2UU 1,2 VU 8 (1)5 m/s(2)2 VU8 图所示，平面直角坐标系的第二象限内存在水平向左的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场，一质量为 m、带电荷量为 q 的小球从 A 点以速度 直线 动，x 轴负方向成 37角，在第四象限内的区域 内加一最小电场强度的匀强电场后，可使小球继续做直线运动到 的 C 点，侧区域内存在竖直向上的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场，小球在区域内做匀速圆周运动并恰好没从右边界飞出，已知小球在 力加速度为 g，7 0.6，37：(1)小球的带电性质(2)第二象限内电场强度 11、 大小和磁感应强度 大小(3)区域内最小电场强度 大小和方向(3)区域内电场强度 大小和磁感应强度 大小解析：(1)带电小球在第二象限内受重力、电场力和洛伦兹力作用做直线运动，因洛伦兹力与速度关联，所以此三力满足图(a)所示关系且小球只能做匀速直线运动，由受力特点及左手定则可判定小球带正电高中物理资源下载平台世昌的博客 (2)由图(a)知 7 ，得 ，7 ，得 )当区域中的电场强度最小时，小球做直线运动，此时受力如图(b) 所示(电场力方向与速度方向垂直)，小球做匀加速直线运动，由图知 7 ，得 ，方向与正方向成 53角向上(4)小球在区域内做匀速圆周运动，所以 mg，得 ，因小球恰好不从右边球运动轨迹如图(c) 所示由(3)知 Fmg 7，即 a7由运动学规律知(2v 0)2v 2aC57，得 r52q2v0m ，联立得 .2r 16mg。