《2013高考物理 模拟新题特快专递(第四期)专题十带 电粒子在电场磁场中的运动》由会员分享,可在线阅读,更多相关《2013高考物理 模拟新题特快专递(第四期)专题十带 电粒子在电场磁场中的运动(16页珍藏版)》请在金锄头文库上搜索。
1、光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 、带电粒子在电场磁场中的运动1 (15 分)如图所示,水平地面上有一辆固定有竖直光滑绝缘管的小车,管的底部有一质量 m=荷量 q =810小球,小球的直径比管的内径略小在管口所在水平面 下方存在着垂直纸面向里、磁感应强度 15T 的匀强磁场, 的上方还存在着竖直向上、场强 E = 25V/m 的匀强电场和垂直纸面向外、磁感应强度 5T 的匀强磁场现让小车始终保持 v = 2m/s 的速度匀速向右运动,以带电小球刚经过场的边界 计时的起点,测得小球对管侧壁的弹力 h 变化的关系如图所示 g 取 10m/计空气阻力求:小球刚进入磁场 a 的大小;绝缘管的长度
2、 L;小球离开管后再次经过水平面 距管口的距离 x解析:以小球为研究对象,竖直方向小球受重力和恒定的洛伦兹力 小球在管中竖直方向做匀加速直线运动,加速度设为 a,则211m/(4 分)在小球运动到管口时, 0 3 N,设 1 12/ 分)由 21 2 分)小球离开管口进入复合场,其中 10 3 N, 10 3 N (1 分) ,小球在复合场中做匀速圆周运动,合速度与 45角,故轨道半径为 R, 21 分)小球离开管口开始计时,到再次经过 通过的水平距离 121 分)对应时间 21(1 分)小车运动距离为 1 分)所以小球此时离小车顶端的距离为 (1 分)2 (12分) (2013山东济南外国语
3、学校测试)电量为 静止从电场边界上场,电场强度为 E,磁感强度为 B,电场宽度为 L,磁场足够大。 (不计带电粒子重力)(1)求带电粒子从2)求带电粒子从3)求带电粒子从解析】 (1) 2解得 分)(2)在电场中: (2 分) ;在磁场中: 2, (2 分)21(1 分)(3)在电场中: 1 分) ;在磁场中: (2 分)(1 分) (20 分) (2013 安徽宿州泗县质检)带电粒子在 极板间靠近 A 板中央附近 S 处静止释放,在两极板电压中加速,从小孔 P 平行 板方向的速度从 板中央垂直进入偏转电场,B 板靠近 D 两板间加如图乙所示的交变电压,设 01D 极板, 02t时刻粒子恰好从
4、 D 板的下边缘飞入匀强磁场,匀强磁场的上边界与 板的下边缘在同一水平线上,磁场范围足够大,加速电场 的距离,偏转电场的距离及 板长均为 d,图象乙中 0都为已知,带电粒子重力不计,1)加速电压 U? (2)带电粒子进入磁场时的速度?(3)若带电粒子在 3 极板的下边缘进入偏转电场,并刚能返回到初始位置 t? (4)带电粒子全程运动的周期 T?解析: (20 分) (1)设带电粒子进入偏转电场时的速度为0V,从偏转电场中射出的速度即由几何关系可知 02V,在加速电场中,有 20 ,在偏转电场中,有光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 )(12所以:(2)带电粒子进入磁场时的速度大小为 02
5、,速度方向和磁场边界成045角。5 分(3)带电粒子在磁场中, 有题可知 )(4303 则 03)1(5 分带电粒子全程运动的周期: 00= 065 分4.(14 分) (2013 山东兖州质检)如图,竖直平面坐标系 垂直 小分别为 B 和 E;第四象限有垂直 面向里的水平匀强电场,大小也为 E;第三象限内有一绝缘光滑竖直放置的半径为 道最高点与坐标原点 低点与绝缘光滑水平面相切于 0)的 好通过坐标原点 O,且水平切入半圆轨道并沿轨道内侧运动,过 在电场中运动(已知重力加速度为 g).(1)判断小球的带电性质并求出其所带电荷量;(2) 少多高;(3)若该小球以满足(2)中 过 时间 2球距坐
6、标原点 的距离 解析】(1)小球进入第一象限正交的电场和磁场后,在垂直磁场的平面内做圆周运动,说明光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 ,则有:1)解得: (2)又电场方向竖直向上故小球带正电. 3 分(2)设匀速圆周运动的速度为 v、轨道半径为 3)小球恰能通过半圆轨道的最高点并沿轨道运动,则应满足: 2)由(3)(4)得: (5)即: 2 (6)5 分(3)小球由 运动到 点的速度为 机械能守恒得:221(7)由(4)(7)解得: 5 (8)小球从 点进入电场区域后,a,则有:沿 (9)沿电场方向有: 21 (10)由牛顿第二定律得: (11)点为: 22()7 6 分 5(2013 福
7、建厦门名校测试)右图中左边有一对平行金属板,两板相距为 d电压为 U;两板之间有匀强磁场,磁感应强度大小为 向与金属板面平行并垂直于纸面朝里。图中右边有一半径为 R、圆心为 O 的圆形区域内也存在匀强磁场,磁感应强度大小为 B,方向垂直于纸面朝里。一电荷量为 q 的正离子沿平行于金属板面、垂直于磁场的方向射入平行金属板之间,沿同一方向射出平行金属板之间的区域,并沿直径 向射入磁场区域,最后从圆形区城边界上的 G 点射出已知弧 对应的圆心角为 ,不计重力求光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 (1)离子速度的大小;(2)离子的质量【解析】(1)由题设知,离子在平行金属板之间做匀速直线运动,安所
8、受到的向上的压力和向下的电场力平衡 0v式中, 是离子运动速度的大小, 0是平行金属板之间的匀强电场的强度,有 0由式得 0 分) (2)在圆形磁场区域,离子做匀速圆周运动,由洛伦兹力公式和牛顿第二定律有 2v式中, 和 题设,离子从磁场边界上的点G 穿出,离子运动的圆周的圆心 O必在过 E 点垂直于 直线上,且在 垂直一平分线上(见右图)。由几何关系有 (2 分) 式中, 是 与直径 夹角,由几何关系得2联立式得,离子的质量为 0(2 分) 6 (12 分) (2013 福建厦门名校测试)如题 25 图所示,在 面内,直线 y 轴之间存在沿 y 轴负方向的匀强电场,在第象限和第 I 象限的射
9、线 下区域存在垂直纸面向内的匀强磁场,磁感应强度大小为 B有一质量为 m,带电量为+q 的质点从电场左边界上的 A 点沿 x 轴正方向射入电场,A 点与原点 O 的距离为 d,质点到达 y 轴上 P 点时,速度方向与 y 轴负方向的夹角为 30,P 点与原点 O 的距离为 h接着,质点进入磁场,从磁场边界 的 Q 点(未画出)离开磁场之后,又从 y 轴上的 D 点垂直于 y 轴进入电场,最后刚好回到 A 点不计质点的重力,求:O光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 (1)D 点与原点 O 的距离;(2)粒子从 A 点射入的初速度 3)粒子在磁场中的运动时间 t解析:(1) 类平抛:0: 点时
10、, 0 (2 分)D,类平抛::解以上各式可得: 4h(2 分)(2)质点在磁场中运动时,轨迹如图所示。令粒子在磁场中运动的半径为 R,据几何关系有:解得:154(2 分)据牛顿运动定律有: : 56 分)(3)粒子转过的圆心角: 536, (2 分)粒子运动的时间: 56 分)7(18 分) ( 2013 广 州 调 研 ) 如图所示,在光滑绝缘的水平面内,对角线 边长为 个区域,域有垂直于水平面的匀强磁场,域有平行于 由 C 指向 D 的匀强电场 质量为 m、带电量为+ q 的粒子从 A 点沿 向以 v 的速度射入磁场区域,从对角线 中点 O 进入电场区域(1)判断磁场的方向并求出磁感应强度 B 的大小(2)讨论电场强度 E 在不同取值时,带电粒子在电场中运动的时间 t解:(1)根据左手定则,可以判断磁场方向垂直纸面向里。设带电粒子在磁场中运动的半径为 r,有: 依题意, 联立,解得: )设带电粒子恰好从 D 点离开电场时对应的电场强度为 有: 2021A