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1、第3讲 带电粒子在复合场中的运动高考模拟创新图83221(2015年高考四川卷)如图8322所示，S处有一电子源，可向纸面内任意方向发射电子，平板MN垂直于纸面，在纸面内的长度L9.1 cm，中点O与S间的距离d4.55 cm，MN与SO直线的夹角为，板所在平面有电子源的一侧区域有方向垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度B2.0104T.电子质量m9.11031 kg，电荷量e1.61019C，不计电子重力电子源发射速度v1.6106 m/s的一个电子，该电子打在板上可能位置的区域的长度为l，则()A90时，l9.1 cmB60时，l9.1 cmC45时，l4.55 cm D30时，l4.55
2、 cm解析：考查带电粒子在磁场中的运动图8323图8324电子带负电，由左手定则可得电子只能逆时针旋转由R可算得R4.55 cm，由于N点始终有电子打到，所以只需研究电子在每种情况下打到板的上边界即可，临界情况是轨迹与板相切，分别画出这四种情况下的轨迹图如图8323可知，AD正确另外也可以由几何关系写出长度l的通式：如图8324所示：SCR，NPRRcos，得NQSCNPR分别代入不同的角度进行计算，同样得出AD正确答案：AD2(2015年高考广东卷)在同一匀强磁场中，粒子(He)和质子(H)做匀速圆周运动若它们的动量大小相等，则粒子和质子()A运动半径之比是21B运动周期之比是21C运动速度
3、大小之比是41D受到的洛伦兹力之比是21解析：由题意可知，两带电粒子在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，根据粒子、质子的符号可知两带电粒子的质量之比为41，电量之比为21.因动量大小相等，故vvHmHm14 ，即C错；同一磁场，B相同，由洛伦兹力的计算式fqvB可知，ffHqvBqHvHB12 ，即D错；由qvBm可知，RRH12，即A错；再由T可知，TTH21，B正确答案：B3(2015年高考江苏卷) 一台质谱仪的工作原理如图8325所示，电荷量均为q、质量不同的离子飘入电压为U0的加速电场，其初速度几乎为零这些离子经加速后通过狭缝O沿着与磁场垂直的方向进入磁感应强度为B的匀强磁场，最后打在底片
4、上已知放置底片的区域MNL，且OML.某次测量发现MN中左侧区域MQ损坏，检测不到离子，但右侧区域QN仍能正常检测到离子在适当调节加速电压后，原本打在MQ的离子即可在QN检测到图8325 (1)求原本打在MN中点P的离子质量m；(2)为使原本打在P的离子能打在QN区域，求加速电压U的调节范围；(3)为了在QN区域将原本打在MQ区域的所有离子检测完整，求需要调节U的最少次数(取lg20.301，lg30.477，lg50.699)解析：(1)离子在电场中加速qU0mv2在磁场中做匀速圆周运动qvBm，解得r 代入rL，解得m(2)由(1)知，r2，将m代入U，离子打在Q点rL，U，离子打在N点r
5、L，U，则电压的范围U(3)由(1)可知，r由题意知，第1次调节电压到U1，使原本Q点的离子打在N点此时，原本半径为r1的打在Q1的离子打在Q上解得r12L第2次调节电压到U2，原本打在Q1的离子打在N点，原本半径为r2的打在Q2的离子打在Q上，则， 解得r23L同理，第n次调节电压，有rnn1L检测完整，有rn，解得n12.8.最少次数为3次答案：(1)m(2)U(3)3次4(2015年高考福建卷) 如图8326，绝缘粗糙的竖直平面MN左侧同时存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场，电场方向水平向右，电场强度大小为E，磁场方向垂直纸面向外，磁感应强度大小为B.一质量为m、电荷量为q的带正电的小滑块
6、从A点由静止开始沿MN下滑，到达C点时离开MN做曲线运动A、C两点间距离为h，重力加速度为g.图8326 (1)求小滑块运动到C点时的速度大小vC；(2)求小滑块从A点运动到C点过程中克服摩擦力做的功Wf；(3)若D点为小滑块在电场力、洛伦兹力及重力作用下运动过程中速度最大的位置，当小滑块运动到D点时撤去磁场，此后小滑块继续运动到水平地面上的P点已知小滑块在D点时的速度大小为vD，从D点运动到P点的时间为t，求小滑块运动到P点时速度的大小vP.解析：(1)小滑块沿MN运动过程，水平方向受力满足qvBNqE小滑块在C点离开MN时支持力N0解得小滑块运动到C点时的速度大小vC.(2 )小滑块从A点运动到C点过程中，由动能定理 mghWfmv0解得：Wfmghm图8327(3)如图8327，当小滑块运动到D点时速度最大，速度方向一定与电场力、重力的合力方向垂直撤去磁场后小滑块将做类平抛运动，等效加速度为gg且vv(gt)2解得vP答案：(1)(2)mghm(3) 5
