2018年高考物理一轮复习第10章磁场微专题56带电粒子在组合场中的运动试题粤教版

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1、56带电粒子在组合场中的运动[方法点拨]　(1)带电粒子在匀强电场中一般做匀变速直线运动或类平抛运动；在匀强磁场中运动时一般做圆周运动；(2)明确各段运动性质，画出运动轨迹，特别注意各衔接点的速度方向、大小．1．如图1所示，直角坐标系xOy位于竖直平面内，在－m≤x≤0的区域内有磁感应强度大小B＝4.0×10－4T、方向垂直于纸面向里的条形匀强磁场，其左边界与x轴交于P点；在x>0的区域内有电场强度大小E＝4N/C、方向沿y轴正方向的条形匀强电场，其宽度d＝2m．一带电粒子从P点以速度v＝4×104m/s，沿与x轴正方向

2、成α＝60°角射入磁场，经过y轴时速度方向垂直y轴．当电场左边界与y轴重合时，带电粒子经电场偏转最终通过x轴上的Q点(图中未标出)，不计粒子重力．求：图1(1)带电粒子的比荷(电量和质量的比值)；(2)Q点的横坐标；(3)若只改变上述电场强度的大小，要求带电粒子仍能通过Q点，讨论此电场左边界的横坐标x′与电场强度的大小E′的函数关系．2．容器A中装有大量的质量、电荷量不同但均带正电的粒子，粒子从容器下方的小孔S1不断飘入加速电场(初速度可视为零)做直线运动，通过小孔S2后从两平行板中央沿垂直电场方向射入偏转电场．粒子通过

3、平行板后沿垂直磁场方向进入磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场区域，最后打在感光片上，如图2所示．已知加速电场中S1、S2间的加速电压为U，偏转电场极板长为L，两板间距也为L，板间匀强电场强度E＝，方向水平向左(忽略板间外的电场)，平行板f的下端与磁场边界ab相交于点P，在边界ab上实线处固定放置感光片．测得从容器A中逸出的所有粒子均打在感光片P、Q之间，且Q距P的长度为3L，不考虑粒子所受重力与粒子间的相互作用，求：图2(1)粒子射入磁场时，其速度方向与边界ab间的夹角；(2)射到感光片Q处的粒子的比荷(电荷量与

4、质量之比)；(3)粒子在磁场中运动的最短时间．3．如图3所示，在直角坐标系第二象限中有磁感应强度大小为B、方向垂直xOy平面向里的匀强磁场区域Ⅰ，在第一象限的y>L区域有磁感应强度与区域Ⅰ相同的磁场区域Ⅱ；在第一象限的

5、y轴负方向成锐角，且已知粒子仅经过磁场区域Ⅰ和Ⅱ，求加速电场的电压U.(2)若调低加速电场的电压，粒子会从磁场区域Ⅰ垂直y轴进入磁场区域Ⅲ，经过坐标为的P点后进入磁场区域Ⅱ，粒子在P点的速度方向与y轴正方向夹角为θ，求磁场区域Ⅲ的磁感应强度大小．4．如图4所示，直线y＝x与y轴之间有垂直于xOy平面向外的匀强磁场B1，直线x＝d与y＝x间有沿y轴负方向的匀强电场，电场强度E＝1.0×104V/m，另有一半径R＝1.0m的圆形匀强磁场区域，磁感应强度B2＝0.20T，方向垂直坐标平面向外，该圆与直线x＝d和x轴均相切，且与

6、x轴相切于S点．一带负电的粒子从S点沿y轴的正方向以速度v0进入圆形磁场区域，经过一段时间进入磁场区域B1，且第一次进入磁场B1时的速度方向与直线y＝x垂直．粒子速度大小v0＝1.0×105m/s，粒子的比荷为＝5.0×105C/kg，粒子重力不计．求：图4(1)坐标d的值；(2)要使粒子无法运动到x轴的负半轴，则磁感应强度B1应满足的条件；(3)在第(2)问的基础上，粒子从开始进入圆形磁场至第二次到达直线y＝x上的最长时间．(结果保留两位有效数字)5．如图5所示，空间中存在半径为R的圆形有界磁场，磁场的方向垂直纸面向外

7、，磁感应强度大小为B.平行板电容器极板间距离为R，电容器上极板的延长线恰好与圆形磁场下边界相切于P点，两极板右端竖直连线与磁场左边相切于Q点．一质量为m、电荷量大小为q的带电粒子，以大小为的初速度紧贴负极板从左侧垂直电场方向射入，并从两极板右端竖直连线的中点N射出，后恰好由P点射入圆形磁场区域．不计粒子的重力．求：图5(1)电容器两极板间的电势差；(2)粒子从进入电场到射出磁场的整个过程所经历的时间．6．如图6所示，在一、二象限内－R≤x≤R范围内有竖直向下的匀强电场E，电场的上边界方程为y＝x2.在三、四象限内存在垂直

8、于纸面向里，边界方程为x2＋y2＝R2的匀强磁场．现在第二象限中电场的上边界有许多质量为m，电量为q的正离子，在y＝R处有一荧光屏，当正离子打到荧光屏时会发光，不计重力和离子间相互作用力．图6(1)求在x(－R≤x≤R)处释放的离子进入磁场时的速度大小；(2)若仅让横坐标x＝－处的离子释放，它最后能经过点(R,0)，