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时间:2019-11-16
《2019届高考物理二轮复习 专项突破训练:带电粒子在复合场中的运动》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、带电粒子在复合场中的运动1.如图1所示,某一空间存在正交的匀强电场和匀强磁场,三种速度不同的质子从同一点沿垂直电场线和磁感线方向射入场区,其轨迹为图中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三条虚线,设质子沿轨迹Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ进入场区时速度分别为v1、v2、v3,射出场区时速度分别为v1′、v2′、v3′,不计质子重力,则下列选项正确的是( )图1A.v1>v2>v3,v1′v2>v3,v1>v1′,v3′>v3C.v1v1′,v3′>v3D.v12、以水平向右的初速度进入区域时,恰能沿直线运动.欲使微粒向下偏转,可采用的方法是( )图2A.仅减小入射速度B.仅减小微粒的质量C.仅增大微粒的电荷量D.仅增大磁场的磁感应强度3.(多选)如图3所示,在第二象限内有水平向右的匀强电场,在第一、第四象限内分别存在如图所示的匀强磁场,磁感应强度大小相等.在该平面有一个质量为m、带正电q的粒子以初速度v0垂直x轴,从x轴上的P点进入匀强电场,恰好与y轴成45°角射出电场,再经过一段时间恰好垂直于x轴进入下面的磁场,已知OP之间的距离为d,不计粒子重力,则( )图3A.磁感应强度B=B.电场强度E=C.自进入磁场至在磁场中第二次经过x3、轴所用时间为t=D.自进入磁场至在磁场中第二次经过x轴所用时间为t=4.(2018·全国卷Ⅲ)如图4,从离子源产生的甲、乙两种离子,由静止经加速电压U加速后在纸面内水平向右运动,自M点垂直于磁场边界射入匀强磁场,磁场方向垂直于纸面向里,磁场左边界竖直.已知甲种离子射入磁场的速度大小为v1,并在磁场边界的N点射出;乙种离子在MN的中点射出;MN长为l.不计重力影响和离子间的相互作用.求:图4(1)磁场的磁感应强度大小;(2)甲、乙两种离子的比荷之比.5.如图5,A、B、C为同一平面内的三个点,在垂直于平面方向加一匀强磁场,将一质量为m、带电荷量为q(q>0)的粒子以初动能Ek自A4、点垂直于直线AC射入磁场,粒子依次通过磁场中B、C两点所用时间之比为1∶3.若在该平面内同时加匀强电场,从A点以同样的初动能沿某一方向射入同样的带电粒子,该粒子到达B点时的动能是初动能的3倍,到达C点时的动能为初动能的5倍.已知AB的长度为l,不计带电粒子的重力,求图5(1)磁感应强度的大小和方向;(2)电场强度的大小和方向.6.如图6所示,在xOy坐标系的第二象限内有水平向右的匀强电场,第四象限内有竖直向上的匀强电场,两个电场的场强大小相等,第四象限内还有垂直于纸面的匀强磁场,让一个质量为m、带电荷量为q的粒子在第二象限内的P(-L,L)点由静止释放,结果粒子沿直线运动到坐标5、原点并进入第四象限,粒子在第四象限内运动后从x轴上的Q(L,0)点进入第一象限,重力加速度为g,求:图6(1)粒子从P点运动到坐标原点的时间;(2)匀强磁场的磁感应强度的大小和方向;7.如图7甲所示,有一磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向外的匀强磁场,磁场边界OP与水平方向夹角为θ=45°,紧靠磁场边界放置长为6d、间距为d的平行金属板M、N,M板与磁场边界的交点为P,磁场边界上的O点与N板在同一水平面上.在两板间存在如图乙所示的交变电场(取竖直向下为正方向),其周期T=,E0=.某时刻从O点竖直向上以初速度v0发射一个电荷量为+q的粒子,结果粒子恰在图乙中的t=时刻从P点水平6、进入板间电场,最后从电场中的右边界射出.不计粒子重力.求:图7(1)粒子的质量m;(2)粒子从O点进入磁场到射出电场运动的总时间t;(3)粒子从电场中的射出点到M点的距离.参考答案1.答案 B2.答案 A3.答案 BD解析 粒子的轨迹如图所示:带电粒子在电场中做类平抛运动,水平方向做匀加速运动,竖直方向做匀速运动,由题得知,出电场时,vx=vy=v0,根据:x=t,y=vyt=v0t,得y=2x=2d,出电场时与y轴交点坐标为(0,2d),设粒子在磁场中运动的半径为R,则有Rsin(180°-β)=y=2d,而β=135°,解得:R=2d,粒子在磁场中运动的速度为:v=v0,根7、据R=,解得:B=,故A错误;根据vx=at=t=v0,x=t,联立解得:E=,故B正确;在第一象限运动时间为:t1=T=,在第四象限运动时间为:t2=T=,所以自进入磁场至在磁场中第二次经过x轴所用时间为:t=t1+t2=,故D正确,C错误.4.答案 (1) (2)1∶4解析 (1)设甲种离子所带电荷量为q1、质量为m1,在磁场中做匀速圆周运动的半径为R1,磁场的磁感应强度大小为B,由动能定理有q1U=m1v12①由洛伦兹力公式和牛顿第二定律有q1v1B=m1②由几何关系知2R1=l③由①
2、以水平向右的初速度进入区域时,恰能沿直线运动.欲使微粒向下偏转,可采用的方法是( )图2A.仅减小入射速度B.仅减小微粒的质量C.仅增大微粒的电荷量D.仅增大磁场的磁感应强度3.(多选)如图3所示,在第二象限内有水平向右的匀强电场,在第一、第四象限内分别存在如图所示的匀强磁场,磁感应强度大小相等.在该平面有一个质量为m、带正电q的粒子以初速度v0垂直x轴,从x轴上的P点进入匀强电场,恰好与y轴成45°角射出电场,再经过一段时间恰好垂直于x轴进入下面的磁场,已知OP之间的距离为d,不计粒子重力,则( )图3A.磁感应强度B=B.电场强度E=C.自进入磁场至在磁场中第二次经过x
3、轴所用时间为t=D.自进入磁场至在磁场中第二次经过x轴所用时间为t=4.(2018·全国卷Ⅲ)如图4,从离子源产生的甲、乙两种离子,由静止经加速电压U加速后在纸面内水平向右运动,自M点垂直于磁场边界射入匀强磁场,磁场方向垂直于纸面向里,磁场左边界竖直.已知甲种离子射入磁场的速度大小为v1,并在磁场边界的N点射出;乙种离子在MN的中点射出;MN长为l.不计重力影响和离子间的相互作用.求:图4(1)磁场的磁感应强度大小;(2)甲、乙两种离子的比荷之比.5.如图5,A、B、C为同一平面内的三个点,在垂直于平面方向加一匀强磁场,将一质量为m、带电荷量为q(q>0)的粒子以初动能Ek自A
4、点垂直于直线AC射入磁场,粒子依次通过磁场中B、C两点所用时间之比为1∶3.若在该平面内同时加匀强电场,从A点以同样的初动能沿某一方向射入同样的带电粒子,该粒子到达B点时的动能是初动能的3倍,到达C点时的动能为初动能的5倍.已知AB的长度为l,不计带电粒子的重力,求图5(1)磁感应强度的大小和方向;(2)电场强度的大小和方向.6.如图6所示,在xOy坐标系的第二象限内有水平向右的匀强电场,第四象限内有竖直向上的匀强电场,两个电场的场强大小相等,第四象限内还有垂直于纸面的匀强磁场,让一个质量为m、带电荷量为q的粒子在第二象限内的P(-L,L)点由静止释放,结果粒子沿直线运动到坐标
5、原点并进入第四象限,粒子在第四象限内运动后从x轴上的Q(L,0)点进入第一象限,重力加速度为g,求:图6(1)粒子从P点运动到坐标原点的时间;(2)匀强磁场的磁感应强度的大小和方向;7.如图7甲所示,有一磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向外的匀强磁场,磁场边界OP与水平方向夹角为θ=45°,紧靠磁场边界放置长为6d、间距为d的平行金属板M、N,M板与磁场边界的交点为P,磁场边界上的O点与N板在同一水平面上.在两板间存在如图乙所示的交变电场(取竖直向下为正方向),其周期T=,E0=.某时刻从O点竖直向上以初速度v0发射一个电荷量为+q的粒子,结果粒子恰在图乙中的t=时刻从P点水平
6、进入板间电场,最后从电场中的右边界射出.不计粒子重力.求:图7(1)粒子的质量m;(2)粒子从O点进入磁场到射出电场运动的总时间t;(3)粒子从电场中的射出点到M点的距离.参考答案1.答案 B2.答案 A3.答案 BD解析 粒子的轨迹如图所示:带电粒子在电场中做类平抛运动,水平方向做匀加速运动,竖直方向做匀速运动,由题得知,出电场时,vx=vy=v0,根据:x=t,y=vyt=v0t,得y=2x=2d,出电场时与y轴交点坐标为(0,2d),设粒子在磁场中运动的半径为R,则有Rsin(180°-β)=y=2d,而β=135°,解得:R=2d,粒子在磁场中运动的速度为:v=v0,根
7、据R=,解得:B=,故A错误;根据vx=at=t=v0,x=t,联立解得:E=,故B正确;在第一象限运动时间为:t1=T=,在第四象限运动时间为:t2=T=,所以自进入磁场至在磁场中第二次经过x轴所用时间为:t=t1+t2=,故D正确,C错误.4.答案 (1) (2)1∶4解析 (1)设甲种离子所带电荷量为q1、质量为m1,在磁场中做匀速圆周运动的半径为R1,磁场的磁感应强度大小为B,由动能定理有q1U=m1v12①由洛伦兹力公式和牛顿第二定律有q1v1B=m1②由几何关系知2R1=l③由①
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