2013高考物理 模拟新题特快专递（第五期）专题十一、带电粒子在电磁场中的运动

2013高考物理 模拟新题特快专递（第五期）专题十一、带电粒子在电磁场中的运动内容摘要：

1、光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 、带电粒子在电磁场中的运动1.(18 分) （2013 山东省即墨市期末）如图所示，位于 A 板附近的放射源 P 连续释放出质量分别为 m 和 2m、电荷量均为+q 的 a、b 两种粒子，它们从静止开始经极板 A、B 间电场加速后，沿中心轴线方向进入平行极板 M、N 间的偏转电场，飞出偏转电场后进入右侧的有界匀强磁场，最后打在位于磁场边界上的荧光屏上并产生光斑(荧光屏的下端位于中心轴线上）、B 问电压为 ;极板 M、N 长为 L，间距为 ，也板间电压为 ，磁场的磁感应1、方向垂直纸面向里，)两种粒子射入偏转电场时的初速度;(2)两种粒子离开偏转电场时的偏 2、转距离和偏转角度 的正切值;(3)实验发现，荧光屏上出现了两个光斑，求这两个光斑间的距离. 解析：（1）设 a、 b 粒子射入偏转电场时的初速度分别为 和 ，有 分）201得： （1 分） 分）201光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 ： （1 分）2）设 a 粒子在偏转电场中的骗局为 y，偏角为 ，有（2 分）211 分）1 分）（1 分）解得： （1 分） 分）12可见偏距和偏角与粒子本身无关，两种粒子偏距和偏角相同（3）对 a 粒子，射出偏转电场时，设速度为 （1 分）子射入磁场后，有（2 分）子在磁场中的射入点与其光斑间的距离为（1 分）得： （1 分）b 粒子在磁场中的射入点与其 3、光斑间的距离为（1 分）世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 （1 分）(说明：求粒子在磁场中半径时，要列出原始公式，直接使用半径公式，该得分点得 1 分。 2（2013 江苏省苏州市调研）如图所示为一种获得高能粒子的装置环形区域内存在垂直纸面向外、大小可调的均匀磁场质量为 m、电荷量为+q 的粒子可在环中做半径为 R 的圆周运动。 A、B 为两块中心开有小孔的距离很近的极板，原来电势为零，每当带电粒子经过A 板时，A 板电势升高为+U，B 板电势仍保持为零，粒子在两板间电场中得到加速。 每当粒子离开 B 板时，A 板电势又降为零。 粒子在电场中一次次加速下动能不断增大，而绕行半径 R 不变 （设极板 4、间距远小于 R）（1）设 t=0 时，粒子静止 A 板小孔处，经电场加速后，离开 B 板在环形磁场中绕行，求粒子绕行第 1 圈时的速度 1。 求粒子绕行 n 圈回到 M 板时的速度大小 2）为使粒子始终保持在半径为 R 的圆轨道上运动，磁场必须周期性递增，求粒子绕行 t。 （3）在粒子绕行的整个过程中，A 板电势是否可以始终保持为+U。 为什么。 解析：粒子绕行一圈电场做功一次，由动能定理：得：。 2q m 解得：。 ） ，t 2=S/ t n=S/ 动能定理，。 R。 光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 + t= 2R (1+ + + + )）不可以。 因为这样粒子在 A、B 之间飞行时电 5、场力做功+之加速，在 A、B 之外飞行时，电场由对其做功之减速。 粒子绕行一周，电场力对其做功为零，能量不会增大。 3.（12 分） （2013 年山东省济南市期末）如图所示，左侧有场强大小为 E、方向下且与 行的匀强电场，右侧存在垂直纸面向里、磁感应强度大小为 B 的匀强磁场，虚线 磁场右边界， 行。 现有一质量为 m 电荷量为带电粒子，从电场中的 a 点以初速度 N 上的 O 点运动，然后 的 b 点进入磁场。 已知场宽度 不计带电粒021子的重力。 求：（1）O、a 间的距离 L（2）粒子在磁场中运动的时间 1）粒子从 a 点到 b 点做类平抛运动，设运动时间为 有 1 分0 1 分21又 1 分 6、 2）设粒子到达 b 点时沿 向分速度为 02此，粒子进入磁场时的速度大小为 光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 1 分020粒子进入磁场时速度方向与 夹角为 1 分45设粒子在磁场中运动时半径为 R 1 分设粒子从磁场右边界射出时速度方向与 角为，由几何关系2 分解得 60粒子在磁场中运动的时间为 1 分解得 1 分（12 分） （2013 北京市东城区联考）如图 20 所示，在纸面内建立直角坐标系 第象限内的直线 负 x 轴成 45角）和正 y 轴为界，在 x0 的区域建立匀强电场，方向水平向左，场强大小 E=032V/m；以直线 正 x 轴为界，在 y0 的区域建立垂直纸面向里的匀强 7、磁场，磁感应强度 B=01T，一不计重力的带负电粒子，从坐标原点 O 沿 y 轴负方向以 103m/s 的初速度射入磁场，已知粒子的比荷为q/m=5106C/：（1）粒子第一次经过磁场边界时的位置坐标 （2）粒子在磁场区域运动的总时间（3）粒子最终离开电磁场区域时的位置坐标【解析】 （1）粒子带负电，从 O 点沿 y 轴负方向射入磁场，沿顺时针方向做圆周运动。 第一次经过磁场边界上的一点（设为 A 点） ，由 ： 2 分3014 1 分所以，A 点的坐标为：（ ）。 1 分（2）设粒子在磁场中做圆周运动的周期为 T，则， 2 分其中， 1 分代入数据解得： ，所以。 1 分（3）粒子从 C 点 8、沿 y 轴正方向进入电场，做类平抛运动，则， 1 分10 1 分代入数据解得： 1 分 1 分粒子离开电磁场时的位置坐标为：（0,。 光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 （2013 安徽省名校联考）如图所示，水平直线 方有竖直向上的匀强电场，场强 E=0 4N/C。 现有一个重力不计、比荷 q/m=106C/正电荷从电场中的 O 点由静止释放，经过 10，通过 的 P 点进入其上方的匀强磁场区域。 磁场垂直于纸面向外。 以电荷第一次通过 开始计时，磁感应强度 B 按图乙所示规律周期性变化。 求：（1）电荷进入磁场时的速度 2）图乙中 t=210刻电荷与 P 点的距离。 （3）如果在 P 点右方 d=1 9、05有一垂直于 足够大的挡板，求电荷从 O 点出发运动到挡板所需的时间。 解析：电荷在电场中做匀加速直线运动，（2 分）1 分） 0s （2 分）当 时，电荷运动的半径： （2 分）1期 （2 分）51410当 时，电荷运动的半径 2（2 分）021 （2 分）5210故电荷从 t=0 时刻开始做周期性运动，其运动轨迹如图所示。 t=210刻为电荷先沿大圆轨迹运动四分之一个周期再沿小圆光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 ，与 P 点的水平距离为 0 分）电荷从 P 点开始，其运动的周期为： ，根据电荷的运动情况可知，电560荷到达档板前运动的完整周期数为 2 个，沿 动的距离： s=80最后 10、25距离如图所示，有：（2 分） 5 则 （1 分）s （2 分）0652010210 （2013 福建省龙岩市质检）如图所示，水平放置的 M、N 两平行板相距为 d=长为 L=1m， ，两板间有向下的匀强电场，场强 E=，紧靠平行板右侧边缘的 角坐标系以 N 板右端为原点，在 标系的第一象限内有垂直纸面向外的匀强磁场，磁感强度 B= 10场边界 x 轴夹角830，现有比荷为 106C/带电粒子（重力3不计） ，沿靠近 M 板的水平线垂直电场方向进入电场，离开电场后垂直于 界进入磁场区域，求：（1）带电粒子进入电场时的初速度 2）带电粒子从进入电场到离开磁场的总时间。 解：（1）带电粒子要垂直射入磁场，则速度偏向角为 30有 （1 分）30 分）340M （2）粒子在电场中的运动时间为 （1 分）粒子在电场中的偏转距离为 （1 分）1 分）0粒子离开电场后做匀速直线运动，直线运动距离 （12分）运动时间 （1 分）svSt。