2011届高考物理带电粒子在电场和磁场中的运动冲刺专题复习

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1、2011届高考物理带电粒子在电场和磁场中的运动冲刺专题复习　　2011届高考黄冈中学物理冲刺讲解、练习题、预测题08：第4专题　带电粒子在电场和磁场中的运动（2）经典考题　　带电粒子在电场、磁场以及复合场、组合场中的运动问题是每年各地高考的必考内容，留下大量的经典题型，认真地总结归纳这些试题会发现以下特点：　　①重这些理论在科学技术上的应用；　　②需要较强的空间想象能力．　　1．图示是科学史上一张著名的实验照片，显示一个带电粒子在云室中穿过某种金属板运动的径迹．云室放置在匀强磁场中，磁场方向垂直照

2、片向里，云室中横放的金属板对粒子的运动起阻碍作用．分析此径迹可知粒子[2009年高考•安徽理综卷](　　)　　A．带正电，由下往上运动　　B．带正电，由上往下运动　　C．带负电，由上往下运动　　D．带负电，由下往上运动　　【解析】粒子穿过金属板后速度变小，由半径公式r＝mvBq可知，半径变小，粒子的运动方向为由下向上；又由洛伦兹力的方向指向圆心以及左手定则知粒子带正电．　　[答案]　A　　【点评】题图为安德森发现正电子的云室照片．　　2．图示为一“滤速器”装置的示意图．a、b为水平放置的平行金属板

3、，一束具有各种不同速率的电子沿水平方向经小孔O进入a、b两板之间．为了选取具有某种特定速率的电子，可在a、b间加上电压，并沿垂直于纸面的方向加一匀强磁场，使所选电子仍能够沿水平直线OO′运动，由O′射出．不计重力作用．可能达到上述目的的办法是[2006年高考•全国理综卷Ⅰ](　　)　　A．使a板的电势高于b板，磁场方向垂直纸面向里　　B．使a板的电势低于b板，磁场方向垂直纸面向里　　C．使a板的电势高于b板，磁场方向垂直纸面向外　　D．使a板的电势低于b板，磁场方向垂直纸面向外　　【解析】要使电子

4、能沿直线通过复合场，电子所受电场力与洛伦兹力必是一对平衡力．由左手定则及电场的相关知识可知，选项A、D正确．　　[答案]　AD　　3．图示是质谱仪的工作原理示意图．带电粒子被加速电场加速后，进入速度选择器．速度选择器内相互正交的匀强磁场和匀强电场的强度分别为B和E．平板S上有可让粒子通过的狭缝P和记录粒子位置的胶片A1A2．平板S下方有强度为B0的匀强磁场．下列表述正确的是[2009年高考•广东物理卷](　　)　　A．质谱仪是分析同位素的重要工具　　B．速度选择器中的磁场方向垂直纸面向外　　C．能

5、通过狭缝P的带电粒子的速率等于EB　　D．粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P，粒子的荷质比越小　　【解析】粒子在电场中加速有：qU＝12mv2，粒子沿直线通过速度选择器有：Eq＝qvB，粒子在平板S下方磁场中做圆周运动有：r＝mvqB，由上述过程遵循的规律可知选项A、B、C正确．　　[答案]　ABC　　4．带电粒子的比荷qm是一个重要的物理量．某中学物理兴趣小组设计了一个实验，探究电场和磁场对电子运动轨迹的影响，以求得电子的比荷，实验装置如图所示．　　(1)他们的主要实验步骤如下．　　A．首先在两极

6、板M1M2之间不加任何电场、磁场，开启阴极射线管电源，发射的电子从两极板中央通过，在荧屏的正中心处观察到一个亮点．　　B．在M1M2两极板间加合适的电场：加极性如图所示的电压，并逐步调节增大，使荧屏上的亮点逐渐向荧屏下方偏移，直到荧屏上恰好看不见亮点为止，记下此时外加电压为U．请问本步骤的目的是什么？　　C．保持步骤B中的电压U不变，对M1M2区域加一个大小、方向均合适的磁场B，使荧屏正中心重现亮点，试问外加磁场的方向如何？　　(2)根据上述实验步骤，同学们正确推算出电子的比荷与外加电场、磁场及其

7、他相关量的关系为qm＝UB2d2．一位同学说，这表明电子的比荷将由外加电压决定，外加电压越大则电子的比荷越大．你认为他的说法正确吗？为什么？　　[2007年高考•广东物理卷]　　[答案]　(1)B．使电子刚好落在正极板的近荧幕端的边缘，利用已知量表达qm．　　C．垂直电场方向向外(垂直纸面向外)　　(2)说法不正确，电子的比荷是电子的固有参数．　　5．1932年，劳伦斯和利文斯顿设计出了回旋加速器．回旋加速器的工作原理如图所示，置于高真空中的D形金属盒半径为R，两盒间的狭缝很小，带电粒子穿过的时间

8、可以忽略不计．磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直．A处粒子源产生的粒子，质量为m、电荷量为＋q，在加速器中被加速，加速电压为U．加速过程中不考虑相对论效应和重力作用．　　(1)求粒子第2次和第1次经过两D形盒间狭缝后轨道半径之比．　　(2)求粒子从静止开始加速到出口处所需的时间t．　　(3)实际使用中，磁感应强度和加速电场频率都有最大值的限制．若某一加速器磁感应强度和加速电场频率的最大值分别为Bm、fm，试讨论粒子能获得的最大动能Ekm．　　[2009年高考•江苏物理卷]　　【解析