高考物理教师备选题库 第3讲 带电粒子在复合场中的运动

高考物理教师备选题库 第3讲 带电粒子在复合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 教师备选题库 所示，匀强电场场强 E4 V/m，方向水平向左，匀强磁场的磁感应强度 B2 T，方向垂直纸面向里，质量 m1 带正电小物体 A，从 M 点沿绝缘粗糙的竖直墙壁无初速度下滑，它滑行 h0.8 m 到 N 点时脱离墙壁做曲线运动，在通过 P 点瞬时 A 受力平衡，此时其速度与水平方向成 45 角，且 P 点与 M 点的高度差为 Hm，g 取 10 m/求：图 1(1)A 沿墙壁下滑时，克服摩擦力做的功 2)P 点与 M 点的水平距离 s 是多少。 解析：(1)小物体 A 在 N 点有，BqE，v N 到 N 应用动能定理得 f 012 26 N( 2、2)根据小物体 A 通过 P 点的瞬时受力分析，45， qEq ，v P 2 m/ 2对小物体 A 从 N 到 P 应用动能定理得 h) P 12 2N故 s0.6 1)6 J (2)0.6 图 2 所示，在 x 轴下方存在着正交的电场与磁场，电场沿 x 轴正方向，电场强度光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 20 N/C，磁场垂直纸面向里，磁感应强度 T。 一个质量 m3 g，带电荷量q210 3 C 的带电小球自 y 轴上的 M 点沿直线匀速运动到 x 轴上的 N 点，且已知 m。 在 x 轴上方存在着正交的电场 磁场 中均未画出 )，小球在 x 轴上方做圆周运动，恰好与 y 轴相切，运动轨 3、迹如图所示。 (取 g10 m/s 2，7求：图 2(1)小球运动的速率 v；(2)电场 大小与方向；(3)磁场 大小与方向。 解析：(1)小球在 x 轴下方受力如图所示：其中重力竖直向下，G10 2 410 2 F 的合力 F 合 510 2 ，则 ，即 ，374由 f，fF 合得 v m/s5 m/s。 10 2210 35(2)由于小球在 x 轴上方做圆周运动，故小球受到的电场力 重力 衡，即 2 N/C15 N/10 2210 3光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 ，故 y 轴正方向。 (3)设小球在 x 轴上方做圆周运动的轨道半径为 R，由几何关系得73 37解得 R 牛顿第二定律得：B 4、 2qv2 案：(1)5 m/s(2)15 N/Cy 轴正向(3)垂直纸面向里3(2011广东高考)如图 3(a)所示，在以 O 为圆心，内外半径分别为 圆环区域内，存在辐射状电场和垂直纸面的匀强磁场，内外圆间的电势差 U 为常量， 0，R 23 电荷量为q，质量为 m 的粒子从内圆上的 A 点进入该区域，不计重力。 (1)已知粒子从外圆上以速度 出，求粒子在 A 点的初速度 大小。 (2)若撤去电场，如图(b) ，已知粒子从 长线与外圆的交点 C 以速度 出，方向与 长线成 45角，求磁感应强度的大小及粒子在磁场中运动的时间。 (3)在图(b)中，若粒子从 A 点进入磁场，速度大小为 向不确定，要 5、使粒子一定能够从外圆射出，磁感应强度应小于多少。 图 3解析：(1)粒子从 A 点进入后到由外边界射出过程，由动能定理得 12 21 12 20解得 2 (2)撤去电场后，作出粒子的运动轨迹如图，设粒子运动的轨道半径为 r，由牛顿第二定律qB v2m 子运动的圆心角为 90 ，则2R 2R 1)2得 r 2联立得 B 2 2t T 14联立，得 t 2)要使粒子一定能够从外圆射出，粒子刚好与两边界相切，轨迹图如图所示，分两种情况：第种情况：由几何关系可知粒子运动的轨道半径R 0 1，由牛顿第二定律m 得，B 1 情况：由几何关系可知粒子运动轨道半径2R 02，则 B2可知磁感应强度应小于1) ( 6、2) (3) 22012豫东豫北十校测试) 如图 4 所示，在直角坐标系 原点 O 处有一放射源S，放射源 S 在 面内均匀发射速度大小相等的正电粒子，位于 y 轴的右侧垂直于 x 轴有一长度为 L 很薄的荧光屏 光屏正反两侧均涂有荧光粉， x 轴交于 O点，已知三角形 正三角形，放射源 S 射出的粒子质量为 m，带电荷量为 q，速度大小为v，不计粒子的重力。 (1)若只在 y 轴右侧加一平行于 x 轴的匀强电场，要使 y 轴右侧射出的所有粒子都能打到荧光屏 ，试求电场强度的最小值 此条件下打到荧光屏 M 点的粒子的动能；(2)若在 面内只加一方向垂直纸面向里的匀强磁场，要使粒子能打到荧光屏 点 7、，试求磁场的磁感应强度的最大值 3)若在 面内只加一方向垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度与(2)题中所求同，试求粒子打到荧光屏 正面 O点所需的时间 打在荧光屏 反面O点所需的时间 比。 图 4解析：(1)所加电场的电场强度的最小值 应沿着 y 轴正方向射出的带电粒子正好打在荧光屏的端点 M 这一临界状态。 对该临界状态的粒子有 2t 为粒子运动的时间光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 4 3 射出能打到荧光屏上的任一粒子(包括打到荧光屏 M 点的粒子)，设它到达屏时的动能为 动能定理有qE 2解得 3)由题意，所加磁场的磁感应强度的最大值 应来自 S 的粒子恰好经过荧光屏下端点 N 后打到 O这一临界状态，如图所示( 圆心在 从图中的几何关系得，粒子在磁场中做圆周运动的半径 R 满足 R伦兹力提供向心力，有)打在荧光屏正面 O点的粒子的圆弧轨迹见图(圆心在 根据匀速圆周运动规律有，t 2 2 由图中几何关系得 23联立解得 t1 2答案：(1) (2) (3)124 33。