（高中物理）（第5期）專題19帶電粒

1、年高考物理模 擬新題精選分類解析第5期專題19 帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)1一中期末如下列圖，P、Q是兩個(gè)電量相等的異種點(diǎn)電荷，其中P帶正電，Q帶負(fù)電，Q是P、Q連線的中點(diǎn)，MN是線段PQ的中垂線，PQ 與MN所在平面與紙面平行，有一磁場(chǎng)方向垂直于紙面，一電子以初速度v0僅在電場(chǎng)力與洛侖茲力的作用下沿直線MN運(yùn)動(dòng)，那么 A磁場(chǎng)的方向垂直紙面向里 B電子速度先增大后減少 C電子做勻速直線運(yùn)動(dòng) D該磁場(chǎng)為勻強(qiáng)磁場(chǎng)答案：AC2.豫南聯(lián)考如下列圖，ABC為豎直平面內(nèi)的光滑絕緣軌道，其中AB為傾斜直軌道，BC為與AB相切的圓形軌道，并且圓形軌道處在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里。質(zhì)量相同的甲、乙、丙三個(gè)

2、小球中，甲球帶正電、乙球帶負(fù)電、丙球不帶電?，F(xiàn)將三個(gè)小球在軌道AB上分別從不同高度處由靜止釋放，都恰好通過(guò)圓形軌道的最高點(diǎn)，那么 A經(jīng)過(guò)最高點(diǎn)時(shí)，三個(gè)小球的速度相等 B經(jīng)過(guò)最高點(diǎn)時(shí)，甲球的速度最小 C甲球的釋放位置比乙球的高 D運(yùn)動(dòng)過(guò)程中三個(gè)小球的機(jī)械能均保持不變 答案：BD3(18分)市南山區(qū)期末如圖，左邊矩形區(qū)域內(nèi)，有場(chǎng)強(qiáng)為E0的豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)和磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0的垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，電荷量為q、質(zhì)量不同的帶正電的粒子(不計(jì)重力)，沿圖中左側(cè)的水平中線射入，并水平穿過(guò)該區(qū)域，再垂直射入右邊磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，該區(qū)域磁場(chǎng)邊界為AA/、BB/,方向垂直紙面向外，左右寬為a，上下

3、足夠長(zhǎng)。(1)求帶電粒子速度的大小v；(2)如果帶電粒子都能從AA/邊界垂直進(jìn)入后又返回到AA/邊界，那么帶電粒子的質(zhì)量在什么范圍？(3)如果帶電粒子能與BB/邊界成600角射出磁場(chǎng)區(qū)域，那么該帶點(diǎn)粒子的質(zhì)量是多少？(3)如果帶電粒子都能與BB/成60°射出，如圖，根據(jù)幾何關(guān)系，那么帶電粒子在三角形區(qū)域中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)最大的軌跡如圖中所示Q點(diǎn)與右上邊相切。由幾何關(guān)系，有： 分帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，根據(jù)牛頓第二定律，有： 2分聯(lián)立得：2分4. (17分) 一中期末靜電噴漆技術(shù)具有效率高、質(zhì)量好、有益于健康等優(yōu)點(diǎn)，其裝置可簡(jiǎn)化如圖。A、B為水平放置的間距d=0.9 m的兩塊足夠大的平行

4、金屬板，兩板間有方向由B指向A的勻強(qiáng)電場(chǎng),電場(chǎng)強(qiáng)度為E=0.1 V/m。在A板的中央放置一個(gè)平安接地的靜電油漆噴槍P，油漆噴槍可向各個(gè)方向均勻地噴出初速度大小均為v0=8 m/s的油漆微粒，油漆微粒的質(zhì)量均為m=1×10-5 kg、電荷量均為q=-1×10-3 C不計(jì)空氣阻力，油漆微粒最后都能落在金屬板B上。(1) 求由噴槍P噴出的油漆微粒到達(dá)B板的最短時(shí)間。(2) 求油漆微粒落在B板上所形成的圖形面積。(3) 假設(shè)讓A、B兩板間的電場(chǎng)反向，并在兩板間加垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度，調(diào)節(jié)噴槍使油漆微粒只能在紙面內(nèi)沿各個(gè)方向噴出，其它條件不變。試求B板被油漆微粒打中的

5、區(qū)域的長(zhǎng)度。(3) 因?yàn)槲⒘Ｔ趦砂彘g滿足qE=mg所以微粒做勻速圓周運(yùn)動(dòng)1分設(shè)軌道半徑為R，由牛頓定律知Bqv0=m1分代入數(shù)據(jù)可得R=0.9 m1分分析可知水平向右噴出的微粒能打到B板的右側(cè)最遠(yuǎn)點(diǎn)并設(shè)該點(diǎn)為M點(diǎn)，P點(diǎn)正下方對(duì)應(yīng)點(diǎn)為O點(diǎn)，那么lOM=R=0.9 m2分豎直向下噴出的微粒軌跡與B板相切于N點(diǎn)，此點(diǎn)為所能打到的B板左側(cè)最遠(yuǎn)點(diǎn)，那么lON=R=0.9 m1分所以B板被油漆微粒打中的區(qū)域的長(zhǎng)度為L(zhǎng)=lOM+lON=1.8 m1分5.如下列圖為一種獲得高能粒子的裝置環(huán)形區(qū)域內(nèi)存在垂直紙面向外、大小可調(diào)的勻強(qiáng)磁場(chǎng)M、N為兩塊中心開(kāi)有小孔的距離很近的極板，板間距離為d，每當(dāng)帶電粒子經(jīng)過(guò)M、N

6、板時(shí)，都會(huì)被加速，加速電壓均為U；每當(dāng)粒子飛離電場(chǎng)后，M、N板間的電勢(shì)差立即變?yōu)榱懔Ｗ釉陔妶?chǎng)中一次次被加速，動(dòng)能不斷增大，而繞行半徑R不變當(dāng)t=0時(shí)，質(zhì)量為m、電荷量為+q的粒子靜止在M板小孔處1求粒子繞行n圈回到M板時(shí)的速度大小vn；2為使粒子始終保持在圓軌道上運(yùn)動(dòng)，磁場(chǎng)必須周期性遞增，求粒子繞行第n圈時(shí)磁感應(yīng)強(qiáng)度Bn的大??；3求粒子繞行n圈所需總時(shí)間t總粒子在每一圈的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，包括在MN板間加速過(guò)程和在磁場(chǎng)中圓周運(yùn)動(dòng)過(guò)程。在MN板間經(jīng)歷n次加速過(guò)程中，因?yàn)殡妶?chǎng)力大小相同，故有：即加速n次的總時(shí)間 620分四市聯(lián)考模擬如下列圖，在xOy平面內(nèi)，y軸左側(cè)有一個(gè)方向豎直向下，水平寬度為

7、5;l04 N/C的勻強(qiáng)電場(chǎng)。在y軸右側(cè)有一個(gè)圓心位于x軸上，半徑r=001 m的圓形磁場(chǎng)區(qū)域，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度B= 001 T，坐標(biāo)為x0= 0.04 m處有一垂直于x軸的面積足夠大的豎直熒光屏PQ。今有一束帶正電的粒子從電場(chǎng)左側(cè)沿+x方向射入電場(chǎng)，穿過(guò)電場(chǎng)時(shí)恰好通過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)，速度大小v= 2×l06m/s，方向與x軸成30°斜向下，假設(shè)粒子的質(zhì)量m=l0×l0-20kg×10-10C，粒子的重力不計(jì)。試求： 1粒子射入電場(chǎng)時(shí)位置的縱坐標(biāo)和初速度大小； 2粒子在圓形磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間； 3假設(shè)圓形磁場(chǎng)可沿x軸移動(dòng)，圓心O在x軸上的移動(dòng)范圍

8、為001，+，由于磁場(chǎng)位置的不同，導(dǎo)致該粒子打在熒光屏上的位置也不同，試求粒子打在熒光屏上的范圍。CB×102mOBCBtan30°0.5×102m所以粒子射入電場(chǎng)時(shí)位置的縱坐標(biāo)為y0.5×102m718分四校聯(lián)考如圖(a)所示，有兩級(jí)光滑的絕緣平臺(tái)，高一級(jí)平臺(tái)距離絕緣板的中心的高度為h，低一級(jí)平臺(tái)高度是高一級(jí)平臺(tái)高度的一半絕緣板放在水平地面上，板與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，一輕質(zhì)彈簧一端連接在絕緣板的中心，另一端固定在墻面上。邊界左邊存在著正交的勻強(qiáng)電場(chǎng)和變化的磁場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度為，磁感應(yīng)強(qiáng)度變化情況如圖(b)所示，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為有一質(zhì)量為m、帶負(fù)電的小球

9、從高一級(jí)平臺(tái)左邊緣以一定初速滑過(guò)平臺(tái)后在t=0時(shí)刻垂直于邊界進(jìn)入復(fù)合場(chǎng)中，設(shè)小球剛進(jìn)入復(fù)合場(chǎng)時(shí)磁場(chǎng)方向向外且為正值小球做圓周運(yùn)動(dòng)至點(diǎn)處恰好與絕緣板發(fā)生彈性碰撞，碰撞后小球立即垂直于邊界返回并滑上低一級(jí)平臺(tái)，絕緣板從C開(kāi)始向右壓縮彈簧的最大距離為到達(dá)D，求：磁場(chǎng)變化的周期；小球從高一級(jí)平臺(tái)左邊緣滑出的初速度v；絕緣板的質(zhì)量；絕緣板壓縮彈簧具有的彈性勢(shì)能P設(shè)小球碰撞后的速度大小為V，絕緣板的速度大小為Vm。那么題意可知，小球返回的半徑r=，又根據(jù)r可得：8.17分二診vAOBAxy如下列圖的坐標(biāo)系xOy中，x0，y0的區(qū)域內(nèi)有沿x軸正方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，x0的區(qū)域內(nèi)有垂直于xOy坐標(biāo)平面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，x軸上A點(diǎn)坐標(biāo)為L(zhǎng)，0，y軸上B點(diǎn)的坐標(biāo)為0，。有一個(gè)帶正電的粒子從A點(diǎn)以初速度vA沿y軸正方向射入勻強(qiáng)電場(chǎng)區(qū)域，經(jīng)過(guò)B點(diǎn)進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，然后經(jīng)x軸上的C點(diǎn)圖中未畫(huà)出運(yùn)動(dòng)到坐標(biāo)原點(diǎn)O。不計(jì)重力。求：1粒子在B點(diǎn)的速度