2013年高考物理二轮复习精品试题 训练7带电粒子在复合场中的运动

2013年高考物理二轮复习精品试题 训练7带电粒子在复合场中的运动内容摘要：

1、带电粒子在复合场中的运动1(2012济南市高考模拟)如图 79 所示，两块平行金属极板 平放置，板长 L1 m间距 d m，两金属板间电压 U110 4 V；在平行金属板33右侧依次存在 个全等的正三角形区域，正三角形 存在垂直纸面向里的匀强磁场 角形的上顶点 A 与上金属板 M 平齐，与金属板平行，的中点 P 恰好在下金属板 N 的右端点；正三角形 2，已知 A、F、G 处于同一直线上B、C、H 也处于同一直线上点距离为 m现从平行金属极板23端沿中心轴线方向入射一个重力不计的带电粒子，粒子质量m310 10 电荷量 q110 4 C，初速度 10 5 m/9(1)求带电粒子从电场中射出时的 2、速度 v 的大小和方向；(2)若带电粒子进入中间三角形区域后垂直打在 上，求该区域的磁感应强度 3)若要使带电粒子由 界进入 域并能再次回到 面，求 满足的条件2(2012课标， 25)如图 710 所示，一半径为 R 的圆表示一柱形区域的横截面(纸面)在柱形区域内加一方向垂直于纸面的匀强磁场，一质量为 m、电荷量为 q 的粒子沿图中直线在圆上的 a 点射入柱形区域，在圆上的 b 点离开该区域，离开时速度方向与直线垂直圆心 O 到直线的距离为 一粒子以同样速度沿直线在 a 点射入，也在 b 点离开该区域若磁感应强度大小为 B，不计重力，求电场强度的大小图 7103如图 711 所示，坐标系 竖 3、直平面内，长为 L 的水平轨道 滑且绝缘，B 点坐标为 m、电荷量为 q 的带电小球(可看成质(0，32L)点)被固定在 A 点已知在第一象限内分布着互相垂直的匀强电场和匀强磁场，电场方向竖直向上，场强大小 ，磁场为水平方向(在图中垂直纸面向外)，；在第二象限内分布着沿 x 轴正方向的水平匀强电场，场强大小 点由静止释放，设小球所带的电荷量不求：图 711(1)小球运动到 B 点时的速度大小；(2)小球第一次落地点与 O 点之间的距离；(3)小球从开始运动到第一次落地所经历的时间4如图 712a 所示，水平直线 方有竖直向上的匀强电场，现将一重力不计、比荷 10 6 C/正电荷置于电场中的 O 4、 点由静止释放，经过105 s 后，电荷以 0 4 m/s 的速度通过 入其上方的匀强磁15场，磁场与纸面垂直，磁感应强度 B 按图 712b 所示规律周期性变化(图 电荷第一次通过 为 t0 时刻) 求：图 712(1)匀强电场的电场强度 E 的大小；(2)图 b 中 t 105 s 时刻电荷与 O 点的水平距离；45(3)如果在 O 点右方 d68 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(77考答案1解析(1)设带电粒子在电场中做类平抛运动时间为 t，加速度为 a，则： a 1010m/s2，t 110 5 s，竖直方向的速度为3 105 m/s，射出时的速度大小 5、为 v 105 m/s，速度33 33， ，故 30，即垂直于 向射出3(2)带电粒子出电场时竖直方向偏转的位移 y m ，即粒子由 P 点12 36 B 射入磁场，由几何关系知在磁场 域内做圆周运动的半径为 m，0 23m 知：B 1 310(3)分析知当轨迹与边界 切时，对应磁感应强度 动轨迹如图所示：由几何关系可知 1 m，0故半径 2 3)m ，3又 m ，故 T，所以 35 2 35答案见解析2解析粒子在磁场中做圆周运动设圆周的半径为 r，由牛顿第二定律和洛伦兹力公式得 m a 点的速度过 b 点和 O 点作直线的垂线，分别与直线交于 c 和 d 点由几何关系知，线段 、 和过 a、 6、b 两点的圆弧轨迹的两条半径 (未画出)围成一正方形因此ac r ac x，由几何关系得 Rx cd R 2 式得 r R 75再考虑粒子在电场中的运动设电场强度的大小为 E，粒子在电场中做类平抛运动设其加速度大小为 a，由牛顿第二定律和带电粒子在电场中的受力公式得 qE粒子在电场方向和直线方向所走的距离均为 r，由运动学公式得 r 2r式中 t 是粒子在电场中运动的时间联立式得 E . 144析(1)小球从 A 点运动到 B 点的过程中，由动能定理得 L，12 2 点时的速度大小 2)小球在第一象限内做匀速圆周运动，设半径为 R，由 m 得 R L，3，它第一次的落地点为 D 点，则，BR 7、L L L，32 33 36所以，第一次落地点到 O 点的距离为 33L)2 ( 36L)2 )小球从 A 到 B 所需时间 ，3 ，220，小球从 B 到 D 所用的时间为 ，t 23 23)1) (2) (3)32 (23 23)析(1)电荷在电场中做匀加速直线运动，设其在电场中运动的时间为 ：v 0，Eqma，：E 0 3 N/)当磁场垂直纸面向外时，电荷运动的半径：r 5 期 105 s，当磁场垂直纸面向里时，电荷运动的半径：233 cm，2 105 s，25故电荷从 t0 时刻开始做周期性运动，其运动轨迹如下图所示t 105 s 时刻电荷与 O 点的水平距离：45d2( r1r 2)4 3)电荷从第一次通过 始，其运动的周期为：T 105 s，45根据电荷的运动情况可知，电荷到达挡板前运动的完整周期数为 15 个，此时电荷沿 动的距离：s15 d60 最后 8 距离如右图所示，有：r 1 8 得： 53故电荷运动的总时间：t 总 t 115T 0 4 3360答案(1)103 N/C(2)4 (3)0 4 s。