高考物理带电粒子在复合场中的运动—计算题.doc

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1、带电粒子在复合场中的运动—计算题1.（2010·济南市二模）如图所示的直角坐标系中，第Ⅰ、Ⅳ象限内存在着垂直纸面向里的匀强磁场，在x=－2L与y轴之间第Ⅱ、Ⅲ象限内存在大小相等，方向相反的匀强电场，场强方向如图所示。在A（－2L，L）到C（－2L，0）的连线上连续分布着电量为＋q、质量为m的粒子。从t=0时刻起，这些带电粒子依次以相同的速度ν沿x轴正方向射出。从A点射入的粒子刚好沿如图所示的运动轨迹从y轴上的A′（0，－L）沿x轴正方向穿过y轴。不计粒子的重力及它们间的相互作用，不考虑粒子间的碰撞。（1）求电场强度E的大小（2）在AC间还有哪些位置的粒子，通过电场后也能沿x轴正方向穿过y轴

2、（3）若从A点射入的粒子，恰能垂直返回x＝－2L的线上，求匀强磁场的磁感应强度B解析：（1）设粒子从A点射出到A′时间为T，根据运动轨迹和对称性可得qE=ma2分x轴方向1分y轴方向2分得：1分（2）设到C点距离为△y处射出的粒子通过电场后也沿x轴正方向，粒子第一次达x轴用时△t，水平位移为△x，则△x=ν△t2分若满足2L=n·2△x，则从电场射出时速度方向沿x轴正方向2分解得：1分即AC间y坐标为y=（n=1，2，3，……）的粒子通过电场后能沿x轴正方向穿过y轴1分（3）粒子在磁场中运动时2分若满足粒子经磁场和电场后能垂直返回x＝-2L的线上，2分得（n=1，2，3，……

3、）2分2.（2010·台州市二模）有一个带正电的小球，质量为m、电量为q，静止在固定的绝缘支架上．现设法给小球一个瞬时的初速度υ0使小求水平飞出，飞出时小球的电量没有改变．同一竖直面内，有一个竖直固定放置的圆环（圆环平面保持水平），环的直径略大于小球直径，如图所示．要使小球能准确进入圆环，可在空间分布匀强电场或匀强磁场（匀强电场和匀强磁场可单独存在，也可同时存在），请设计两种分布方式，并求出：（1）相应的电场强度E或磁感应强度B的大小和方向；（2）相应的小球到圆环的时间t．（若加匀强电场，则匀强电场限制在竖直面内；若加匀强磁场，则匀强磁场限制在垂直纸面情况．已知υ0＞，小球受重力不能忽略）解答

4、：方案1（11分）：在竖直向下方向分布匀强电场E（1分）水平方向做匀速运动：2S=υ0t④（2分）竖直方向匀加速运动：S=⑤（2分）mg+qE=may⑥（2分）解得（2分）（2分）方案2（11分）：加竖直向上匀强电场，在与圆环中心相距S处加垂直纸面向外的匀强磁场(如图所示)（2分）竖直方向mg=qE解得（2分）带电小球从运动开始到进入磁场：t1=（1分）进入磁场后带电小球在洛仑兹力作用下做圆周运动，（2分）得：（1分）（2分）小球到达圆环总时间t=t1+t2=(1+)（1分）方案3：加水平向左分布匀强电场E（2分）竖直方向自由落体运动：①（1分）水平方向做匀减速运动：2S=υ0t②（2分）qE

5、=max③（2分）解得（2分）（2分）3.（2010·扬州四模）用磁聚焦法测比荷的装置如图所示．在真空玻璃管中装有热阴极K和带有小孔的阳极A．在A、K之间加上电压后，不断地有电子从阴极K由静止加速到达阳极A，并从小孔射出．接着电子进入平行板电容器C，电容器两极板间加有不大的交变电场，使不同时刻通过的电子发生不同程度的偏转；电容器C和荧光屏S之间加一水平向右的均匀磁场，电容器和荧光屏间的距离为L，电子经过磁场后打在荧光屏上，将磁场的磁感应强度从零开始缓慢增大到为B时，荧光屏上的光点的锐度最大（这时荧光屏S上的亮斑最小）．（1）若平行板电容器C的板长为，求电子经过电容器和磁场区域的时间之比；（2）

6、用、B、L表示出电子的比荷；（3）在磁场区域再加一匀强电场，其电场强度的大小为，方向与磁场方向相反，若保持Ｕ、L和磁场方向不变，调节磁场的磁感应强度大小，仍使电子在荧光屏上聚焦，则磁感应强度大小满足的条件是什么？解：（1）因为电子在电场和磁场中沿水平方向做匀速直线运动，所以时间之比为（3分）（2）(2分)电子在磁场中运动的轨迹为螺旋线，水平速度均相同，圆周运动的周期也相同，要使得锐度最大则应满足：(2分)联立解得(2分)（3）在K、A间，（1分）设打在S上的水平方向速度为，（2分）设电子在复合场中的时间为，电子在复合场中沿水平方向做匀加速运动，（1分）要使得锐度最大则应满足：（n=1、2、3…

7、…）（1分）解得：（n=1、2、3……）（2分）4.（2010·徐州市三模）如图甲所示,竖直放置的金属板A、B中间开有小孔,小孔的连线沿水平放置的金属板C、D的中间线,粒子源P可以间断地产生质量为m、电荷量为q的带正电粒子(初速不计),粒子在A、B间被加速后,再进入金属板C、D间偏转并均能从此电场中射出.已知金属板A、B间的电压UAB=U0,金属板C、D长度为L,间距d=L/3.两板之间的电压UC