2013高考物理终极猜想17对带电粒子在复合场中运动的考查

2013高考物理终极猜想17对带电粒子在复合场中运动的考查内容摘要：

1、对带电粒子在复合场中运动的考查(本卷共 4 小题，满分 60 分建议时间：30 分钟 )命题专家寄语本部分是高考试题中的重点内容，高考压轴题，对审题能力，运算能力、利用数学知识处理物理问题的能力要求高，带电粒子在复合场中运动问题分为两类：一类为电场与磁场的相邻场，另一类为电场与磁场的叠加场，处理问题的关键是正确分析带电粒子受力，电粒子在电磁场中的运动1如图 1 所示，两导体板水平放置，两板间电势差为 U，带电粒子以某一初速度 平行于两板的方向从两板正中间射入，穿过两板后又垂直于磁场方向射入边界线竖直的匀强磁场，则：粒子射入磁场和射出磁场的 M、N 两点间的距离 d 随着U 和 变化情况为 () 2、图 1Ad 随 大而增大，d 与 U 无关Bd 随 大而增大，d 随 U 增大而增大Cd 随 U 增大而增大，d 与 关Dd 随 大而增大，d 随 U 增大而减小2(2012云南昆明市 5 月适应性检测， 25)如图 2 所示的 面内有一半径为 R、以坐标原点 O 为圆心的圆形磁场区域，磁场方向垂直纸面向外，在直线 xR和 xRL 之间有向 y 轴负方向的匀强电场，在原点 O 有一离子源向 y 轴正方向发射速率 带电离子，离子射出磁场时速度与 x 轴平行，射出磁场一段时间后进入电场，最终从 x 轴上的 P(RL,0)点射出电场，不计离子重力，求电场强度 E 与磁感应强度 如右图 3 所示的环状 3、轨道处于竖直面内，它由半径分别为 R 和 2R 的两个半圆轨道、半径为 R 的两个四分之一圆轨道和两根长度分别为 2R 和 4R 的直轨道平滑连接而成以水平线 界，空间分为三个区域，区域和区域有磁感应强度为B 的水平向里的匀强磁场，区域和有竖直向上的匀强电场一质量为 m、电荷量为q 的带电小环穿在轨道内，它与两根直轨道间的动摩擦因数为 (01)，而轨道的圆弧形部分均光滑在电场中靠近 C 点的地方将小环无初速释放，设小环电量保持不变(已知区域和的匀强电场强大小为 E ，重力加速度为 g)求：2(1)小环在第一次通过轨道最高点 A 时的速度 2)小环在第一次通过轨道最高点 A 时受到轨道的压力的大 4、小；(3)若从 C 点释放小环的同时，在区域再另加一垂直于轨道平面向里的水平匀强电场，其场强大小为 E ，则小环在两根直轨道上通过的总路程多大。 合应用4如图 4 所示，条形区域内存在垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度，内存在垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度 B、 存在沿纸面方向竖直向下的匀强电场3E，、为磁场边界，它们相互平行，条形区域的长度足够长，磁场宽度及 之间的距离 d1 m一束带正电的某种粒子从 的 O 点以沿与 60角以 2106 m/s 射入磁场，刚好垂直边界 出区域而进入匀强电场，且沿与 60角进入区域，最后粒子刚好不能从磁场区域射出，取 3 ，不计粒子所受重力求：图 4( 5、1)粒子的比荷 ；)电场强度 E 的大小；(3)粒子从 O 到 用的时间(保留两位有效数字)参考答案1A2解析离子在磁场中做圆周运动，设其运动半径为 r，圆心为 洛伦兹力提供离子做圆，有 几何关系可得：r v 0a 析(1)从 C 到 A，洛伦兹力不做功，小环对轨道无压力，也就不受轨道的摩擦力，由动能定理，有RR 12 2v A 10)过 A 点时对小环，由牛顿第二定律，有 NmgBqEm 11mg 10)由于 01，小环必能通过 A 点，以后有三种可能：可能第一次过了 A 点后，恰好停在 K 点在直轨道上通过的总路程为 s 总 4R可能在水平线 方的轨道上往复若干次后，最后一次从 A 点下来 6、恰好停在 对整个运动过程，由动能定理 R3RqEs 总 0 3可能最终在 D 或 D点速度为零(即在 D 与 D点之间往复运动 )由动能定理 RRqEs 总 0得 s 总 41) (2)11mg0)4R 或 或3析本题考查带电粒子在电场、磁场中的运动(1)依据粒子在磁场区域的初、末速度，作出圆心 图所示由几何关系得： 13010 6 C/)粒子在匀强电场中作类平抛运动，由几何关系得：60qEv y且 dv 1得：t 2510 7 4 105 N/C 或 05 N/)依据粒子在磁场区域的初末速度，作出圆心 上图所示，由几何关系得：120粒子在磁场中运动的周期 T 2t ：t 1 ，t 3 1360 22360 2 到 用的时间 tt 1t 2t 3解得：t0 6 1)0 6 C/2)0 5N/C(3)0 6 s。