金牌新学案2014高考物理课时作业 24带电粒子在复合场中的运动及应用实例

金牌新学案2014高考物理课时作业 24带电粒子在复合场中的运动及应用实例内容摘要：

1、光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 (二十四) 带电粒子在复合场中的运动及应用实例1.(2013浙江金华十校联考)不计重力的负粒子能够在如图所示的正交匀强电场和匀强磁场中匀速直线穿过设产生匀强电场的两极板间电压为 U，距离为 d，匀强磁场的磁感应强度为 B，粒子电荷量为 q，进入速度为 v，以下说法正确的是()A若同时增大 U 和 B，其他条件不变，则粒子一定能够直线穿过B若同时减小 d 和增大 v，其他条件不变，则粒子可能直线穿过C若粒子向下偏，能够飞出极板间，则粒子动能一定减小D若粒子向下偏，能够飞出极板间，则粒子的动能有可能不变2如图所示，一束正离子从 S 点沿水平方向射出，在没有偏 2、转电场、磁场时恰好击中荧光屏上的坐标原点 O；若同时加上电场和磁场后，正离子束最后打在荧光屏上坐标系的第象限中，则所加电场 E 和磁场 B 的方向可能是(不计离子重力及其之间相互作用力)( )AE 向下，B 向上 BE 向下，B 向下CE 向上，B 向下 DE 向上，B 向上3.(改编题) 三个带正电的粒子 a、b、c(不计重力)以相同动能水平射入正交的电磁场中，轨迹如图所示关于它们的质量ma、m b、m a 动能变化，下列说法正确的是 ()Am am bm cBm am bm 子 a 动能增加D粒子 a 间存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场，电场的方向竖直向下，磁场方向水平( 图中垂直纸面向里 3、) ，一带电油滴 P 恰好处于静止状态，则下列说法正确的是()A若仅撤去电场，P 可能做匀加速直线运动B若仅撤去磁场，P 可能做匀加速直线运动C若给 P 一初速度，P 不可能做匀速直线运动D若给 P 一初速度，P 可能做匀速圆周运动5(改编题) 如图所示，一束带电粒子(不计重力，初速度可忽略)缓慢通过小孔 入极板间电压为 U 的水平加速电场区域 ，再通过小孔 入相互正交的恒定匀强电场、光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 ，其中磁场的方向如图所示，收集室的小孔 2 在同一条水平线上则()A该装置可筛选出具有特定质量的粒子B该装置可筛选出具有特定电荷量的粒子C该装置可筛选出具有特定速度的粒子D 4、电粒子 a、b 经电压 U 加速( 在 A 点初速度为 0)后，进入磁感应强度为 B 的匀强磁场做匀速圆周运动，最后分别打在感光板 S 上的 x1、x 2 处图中半圆形的虚线分别表示带电粒子 a、b 所通过的路径，则( )Aa 的质量一定大于 b 的质量Ba 的电荷量一定大于 b 的电荷量Ca 运动的时间大于 b 运动的时间Da 的比荷大于 b 间某一区域内存在着相互垂直的匀强电场和匀强磁场，一个带电粒子以某一初速度由 A 点进入这个区域沿直线运动，从 C 点离开区域；如果这个区域只有电场，则粒子从 B 点离开场区；如果这个区域只有磁场，则粒子从 D 点离开场区；设粒子在上述三种情况下，从 A 5、 到 B 点、 A 到 C 点和 A 到 D 点所用的时间分别是 t1、t 2 和 较 t1、t 2 和 大小，则有( 粒子重力忽略不计)( )At 1t 2t 3 Bt 2t 1t 3Ct 1t 2t 3 Dt 1t 3t 28(2013浙江模拟)如图甲所示是回旋加速器的示意图，其核心部分是两个 D 形金属盒，在加速带电粒子时，两金属盒置于匀强磁场中，并分别与高频电源相连带电粒子在磁场中运动的动能 时间 t 的变化规律如图乙所示，若忽略带电粒子在电场中的加速时间，则下列判断中正确的是( )光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 在 Ekt 图中应有 t4t 3t 3t 2t 2t 1B高频电 6、源的变化周期应该等于 tnt n1C粒子加速次数越多，粒子最大动能一定越大D要想粒子获得的最大动能越大，则要求 D 的工作原理是带电粒子(不计重力 )经同一电场加速后，垂直进入同一匀强磁场做圆周运动，然后利用相关规律计算出带电粒子质量其工作原理如图所示虚线为某粒子运动轨迹，由图可知( )A此粒子带负电B下极板 上极板 势高C若只增大加速电压 U，则半径 r 变大D若只增大入射粒子的质量，则半径 r 变小10如图所示，一段在竖直平面内半径为 1 m 的光滑的 1/4 圆弧轨道，轨道上存在水平向右的匀强电场轨道的右侧有一垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为T现有一带电荷量为 1 C、质量为 100 7、 g 的带正电小球从 M 点由静止开始自由下滑，恰能沿 向做直线运动，并进入右侧的复合场 (复合场的中心线)已知A、B 板间的电压为 V，板间距离 d2 m，板的长度 L3 m，若小球恰能从板的右边沿飞出，g 取 10 m/1)小球运动到 N 点时的速度 v 的大小(2)水平向右的匀强电场的电场强度 E 的大小(3)复合场中的匀强磁场的磁感应强度 大小光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 ，矩形 于 x 轴对称，长 L，宽，三角形 域内存在竖直向下的匀强电场，梯形 域内存在垂直于纸面向外的匀强磁场一个质量为 m、电荷量为q 的带电粒子 (不计重力)以初速度 v 从 P 点沿 过电场后从 上 8、Q 点处进入磁场，然后从 y 轴负半轴上的 M 点(图中未标出) 垂直于 y 轴离开磁场，已知 L，L，试求：23 429(1)匀强电场的场强 E 大小；(2)匀强磁场的磁感应强度 B 的大小处在竖直平面内的半圆形绝缘轨道 切于 b 点，半圆轨道的半径为 R.过 b 点的竖直平面 左侧有水平向右的匀强电场，右侧有正交的电、磁场，磁场的磁感应强度为 B，方向垂直于纸面向里，如图所示，比荷为 k 的带电小球从水平面上某点由静止释放，过 b 点进入 侧后能沿半圆形轨道 动且对轨道始终无压力，小球从 d 点再次进入 侧后正好落在 b 点，不计一切摩擦，重力加速度为 g，求：(1)小球进入电、磁场时的速 9、度大小 v；(2)侧的电场强度大小 3)侧的电场强度大小 4)小球释放点到 b 点的距离 时作业(二十四)1子能够直线穿过，则有 q v ，若 U、B 增大的倍数不同， ，A 错误，同理 B 正确；粒子向下偏，电场力做负功，又 W 洛 0，所以 ，C 正确D 错误2A正离子束打到第象限，相对原入射方向向下，所以电场 E 方向向下；根据左手定则可知磁场 B 方向向上，故 A 正确3子 a 受的电场力向下、受的洛伦兹力向上，又 a 向上偏，说明 a 受的洛伦兹力大，故推出 a 的初速度大又三个粒子动能相同，故 a 的质量小，因此选项 A 对；场力对其做负功，洛伦兹力不做功，故 a 动能减少，因此选 10、项 D 对4D由题意可知，带电粒子所受的重力与电场力平衡，若 P 的初速度垂直于磁感线方向，则 P 可能做匀速圆周运动，若 P 的初速度沿磁感线方向，则 P 可能做匀速直线运动，C 错误， D 正确；若仅撤去电场，带电粒子在重力作用下先加速，由于洛伦兹力的大小与速度大小成正比，故所受的合外力将发生变化，带电粒子不可能做匀加速直线运动，A 错误；若仅撤去磁场，P 仍处于静止状态，B 错误5C速度选择器的工作原理：带电粒子垂直射入正交的匀强电场和匀强磁场组成的复合场空间，所受的电场力和洛伦兹力方向相反，大小相等本题中粒子若要无偏转地通过区域，通过收集室的小孔 要满足 qE粒子的速度 vE/B，C 11、正确6D粒子经电场加速的过程，由动能定理有： 粒子在磁场中运动，由12 20牛顿第二定律知 m ，所以 R ，由图知 A、B 错、D 对； ，运行时间为 ，所以 a 运动的时间小于 b 运动的时间，C 错227带电粒子在两 D 形盒内做圆周运动时间等于半个圆周运动周期，而粒子运动周期 T 与粒子速度无关，则有 t4t 3t 3t 2t 2t 1， A 正确；高频电源的变化周期应该2(tnt n1 )，B 错误；由 R 可知：粒子最后获得的最大动能与加速次数无关，与盒内磁感应强度和 D 形盒半径有关，故 C、D 错误9C粒子从 孔进入磁场中，速度方向向下，粒子向左偏转，由左手定则可知粒子带正电带 12、正电的粒子在 板间加速，则要求场强的方向向下，那么 的电光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 粒子在电场中加速，由动能定理有 在磁场中偏转，则有12r ，联立两式解得 r ，由此式可以看出只增大 U 或只增大 m 时，粒子的轨道半0解析：(1)小球沿 直线运动，由平衡条件可得：mg解得 v10 m/s.(2)小球从 M 点到 N 点的过程中，由动能定理得：4 N/C.(3)在板间复合场中小球受电场力 d1 N 与重力平衡，故小球做匀速圆周运动设运动半径为 R，由几何知识得：R 2L 2( R )2，解得：R5 ，解得：B 2(1)10 m/s (2)4 N/C(3)(1)根据题意， x 轴的夹角为 45，带电粒子在电场中做类平抛运动，设在电场中运动时间为 t，场强为 E，则xOQ5xOQ5 qE联立以上各式解得E )粒子的运动轨迹如图所示，在 Q 点竖直分速度 vy入数据解得 vyv粒子在进入磁场时的速度v v 速度方向与x 方向之间的夹角 满足 1 45即粒子垂直于 进入磁场，在磁场中做匀速圆周运动的圆心即为 O 点半径 R42 . 2 (1) (2)B9析：(1)小球进入 侧电、磁场后能沿 动且始终。