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1、- 1 -K2 磁场对运动电荷的作用【原创纯 word 版精品解析】物理卷2015 届山东省师大附中高三第一次模拟考试（201409） 】23(14 分)如图所示，MN、PQ 是平行金属板，板长为 L，两板间距离为 ，PQ2L板带正电，MN 板带负电，在 PQ 板的上方有垂直纸面向里的匀强磁场一个电荷量为 q、质量为 m 的带负电粒子以速度 v。从 MN 板边缘沿平行于板的方向射入两板间，结果粒子恰好从PQ 板左边缘飞进磁场，然后又恰好从 PQ 板的右边缘飞进电场不计粒子重力求：(1)两金属板间所加电场的场强大小(2)匀强磁场的磁感应强度 B 的大小【知识点】带电粒子在匀强磁场中的运动；带电粒
2、子在匀强电场中的运动I3 K2 K3【答案解析】 (1) (2) 解析： （1） 设带电粒子在平行金属板匀强电场中qLmv20v0运动的时间为 t，由类平抛运动可知：L=v0t= at21a= mEq联立求解可得： E= qLv20（2） 带电粒子以速度 v 飞出电场后射入匀强磁场做匀速圆周运动，由- 2 -qvB=m Rv2sin= Lsin= vyvy=at联立求解可得： B= qLm02【思路点拨】 （1）带电粒子在平行金属板间做的是类平抛运动，对物体受力分析，根据平抛运动的规律可以求得电场的场强大小；（2）带电粒子以速度 v 飞出电场后射入匀强磁场做匀速圆周运动，根据粒子的运动画出运动
3、的轨迹，由几何关系可以求得磁感强度的大小. 本题考查带电粒子在匀强磁场中的运动，要掌握住半径公式、周期公式，画出粒子的运动轨迹后，几何关系就比较明显了 原创纯 word 版精品解析】物理卷2015 届山东省师大附中高三第一次模拟考试（201409） 】15如图所示，a、b 是一对平行金属板，分别接到直流电源两极上，右边有一档板，正中间开有一小孔 d，在较大空间范围内存在着匀强磁场，磁感强度大小为 B，方向垂直纸面向里，在 a、b 两板间还存在着匀强电场 E从两板左侧中点 C 处射入一束正离子(不计重力)，这些正离子都沿直线运动到右侧，从 d 孔射出后分成 3 束则下列判断正确的是A这三束正离子
4、的速度一定不相同B这三束正离子的比荷一定不相同Ca、b 两扳间的匀强电场方向一定由 a 指向 bD若这三束粒子改为带负电而其它条件不变则仍能从 d 孔射出【知识点】质谱仪和回旋加速器的工作原理；带电粒子在匀强磁场中的运动K2 K3【答案解析】BCD 解析： A、3 束离子在复合场中运动情况相同，即沿水平方向直线通过故有 qE=qvB，所以 v= ，故三束正离子的速度一定相同故 A 错误B、3 束离子在磁场中有EBqvb=m ，故 r= ，由于三束正离子的在磁场中圆周运动的轨道半径不同，故2vr2mvq比荷一定不相同，故 B 正确C、由于在复合场中洛伦兹力竖直向上，则电场力一定竖直向下，故匀强电
5、场方向一定竖直向下，即由 a 指向 b，故 C 正确D、若这三束粒子改为带负电后电场力和洛伦兹力方向都发生改变，由于其它条件不变故合力仍为 0，所以仍能从 d 孔射出，故 D 正确故选 B、C、D【思路点拨】离子在复合场中沿水平方向直线通过故有 qE=qvB，所以 v= ，电性改变后合EB力仍为 0，仍沿直线运动到右侧；三束正离子的在磁场中圆周运动的轨道半径不同，根据 r= - 3 -可知比荷一定不相同根据洛伦兹力的方向可以判定电场力的方向从而判定电2mvEqB场的方向速度选择器是利用电场力等于洛伦兹力的原理进行工作的，故速度选择器只能选择速度而不能选择电性【原创纯 word 版精品解析】物理
6、卷2015 届山东省师大附中高三第一次模拟考试（201409） 】23(14 分)如图所示，MN、PQ 是平行金属板，板长为 L，两板间距离为 ，PQ2L板带正电，MN 板带负电，在 PQ 板的上方有垂直纸面向里的匀强磁场一个电荷量为 q、质量为 m 的带负电粒子以速度 v。从 MN 板边缘沿平行于板的方向射入两板间，结果粒子恰好从PQ 板左边缘飞进磁场，然后又恰好从 PQ 板的右边缘飞进电场不计粒子重力求：(1)两金属板间所加电场的场强大小(2)匀强磁场的磁感应强度 B 的大小【知识点】带电粒子在匀强磁场中的运动；带电粒子在匀强电场中的运动I3 K2 K3【答案解析】 (1) (2) 解析：
7、 （1） 设带电粒子在平行金属板匀强电场中qLmv20v0运动的时间为 t，由类平抛运动可知：L=v0t= at21a= mEq- 4 -联立求解可得： E= qLmv20（2） 带电粒子以速度 v 飞出电场后射入匀强磁场做匀速圆周运动，由qvB=m Rvsin= L2sin= vyvy=at联立求解可得： B= qLm02【思路点拨】 （1）带电粒子在平行金属板间做的是类平抛运动，对物体受力分析，根据平抛运动的规律可以求得电场的场强大小；（2）带电粒子以速度 v 飞出电场后射入匀强磁场做匀速圆周运动，根据粒子的运动画出运动的轨迹，由几何关系可以求得磁感强度的大小. 本题考查带电粒子在匀强磁场
8、中的运动，要掌握住半径公式、周期公式，画出粒子的运动轨迹后，几何关系就比较明显了 原创纯 word 版精品解析】物理卷2015 届山东省师大附中高三第一次模拟考试（201409） 】15如图所示，a、b 是一对平行金属板，分别接到直流电源两极上，右边有一档板，正中间开有一小孔 d，在较大空间范围内存在着匀强磁场，磁感强度大小为 B，方向垂直纸面向里，在 a、b 两板间还存在着匀强电场 E从两板左侧中点 C 处射入一束正离子(不计重力)，这些正离子都沿直线运动到右侧，从 d 孔射出后分成 3 束则下列判断正确的是A这三束正离子的速度一定不相同B这三束正离子的比荷一定不相同Ca、b 两扳间的匀强电
9、场方向一定由 a 指向 bD若这三束粒子改为带负电而其它条件不变则仍能从 d 孔射出【知识点】质谱仪和回旋加速器的工作原理；带电粒子在匀强磁场中的运动K2 K3【答案解析】BCD 解析： A、3 束离子在复合场中运动情况相同，即沿水平方向直线通过故有 qE=qvB，所以 v= ，故三束正离子的速度一定相同故 A 错误B、3 束离子在磁场中有EBqvb=m ，故 r= ，由于三束正离子的在磁场中圆周运动的轨道半径不同，故2vr2mvq比荷一定不相同，故 B 正确C、由于在复合场中洛伦兹力竖直向上，则电场力一定竖直向下，故匀强电场方向一定竖直向下，即由 a 指向 b，故 C 正确D、若这三束粒子改
10、为带负电后电场力和洛伦兹力方向都发生改变，由于其它条件不变故合力仍为 0，所以仍能从 d 孔射- 5 -出，故 D 正确故选 B、C、D【思路点拨】离子在复合场中沿水平方向直线通过故有 qE=qvB，所以 v= ，电性改变后合EB力仍为 0，仍沿直线运动到右侧；三束正离子的在磁场中圆周运动的轨道半径不同，根据 r= 可知比荷一定不相同根据洛伦兹力的方向可以判定电场力的方向从而判定电2mvEqB场的方向速度选择器是利用电场力等于洛伦兹力的原理进行工作的，故速度选择器只能选择速度而不能选择电性【原创纯 word 版精品解析】物理卷2015 届浙江省嘉兴市高三上学期学科基础测试（201409） 】2
11、0.(14 分)如图所示，边长 L=0.2m 的正方形，abcd 区域(含边界)内，存在着垂直于区域表面向内的匀强磁场，磁感应强度 B=5.0 X 10-2T。带电平行金属板 MN、PQ 间形成了匀强电场，电场强度为 E(不考虑金属板在其他区域形成的电场)，MN 放在 ad 边上，两板左端 M、P 恰在 ab 边上，两板右端 N、Q 间有一块开有小孔 O 的绝缘挡板，金属板长度、板间距、挡板长度均为 l=0. I m。在 M 和 P 的中间位置有一离子源 S，能够正对孔 0 不断发射各种速度的带负电离子，离子的电荷量均为 q=3.2 X 10-18C，质量均为 m=6.4 X 10-26kg。
12、(不计离子重力，不考虑离子之间相互作用力，离子打到金属板或档板上后将不反弹)(1)为使离子能沿 SO 连线穿过孔 0，则哪块金属板带正电?当电场强度 E=106N/C 时，求穿过孔 O 的离子的速率;(2)为使沿 SO 连线穿过 O 并进入磁场区域的离子直接从 bc 边射出，求满足此条件的电场强度 r 的取值范围;(3)在电场强度取第(2)问中满足条件的最小值的情况下，紧贴磁场边缘 cd 内侧，从 c 点沿cd 方向入射一电荷量也为 q、质量也为 m 的带正电离子，要保证磁场中能够发生正、负离子- 6 -的相向正碰(碰撞时两离子的速度方向恰好相反)，求该正离子入射的速率。【知识点】带电粒子在匀
13、强磁场中的运动；牛顿第二定律；向心力C2 D4 K2 K4【答案解析】 （1） 720/ms （2） CNECN/1025./10375.943 （3）5/s解析： （1） MN 板带正电 穿过孔 O 的离子在金属板间需满足：qEBv0smBEv/10270 （2）穿过孔 O 的离子在金属板间仍需满足： q 离子穿过孔 O 后在磁场中做匀速圆周运动， rv2从 bc 边射出的离子，其临界轨迹如图中的， 轨迹半径的范围： mr1.075.0 CNECN/2/13.943 （3）当 E 取最小值时，离子轨迹如图中的， mr075.in 发生同向正碰，即两离子的轨迹圆应内切，如图：- 7 -设从 c
14、 进入磁场的离子运动的半径为 r, 速率为 v,则：22minin )()(Lr又因为 2vBqsv/105 【思路点拨】 （1）由平衡条件可以求出离子速度 （2）作出粒子运动轨迹，求得粒子的运动半径范围，从而求得电场强度的范围（3）根据几何知识求出离子轨道半径，由牛顿第二定律求出离子速率【原创纯 word 版精品解析】物理卷2015 届山东省师大附中高三第一次模拟考试（201409） 】23(14 分)如图所示，MN、PQ 是平行金属板，板长为 L，两板间距离为 ，PQ2L板带正电，MN 板带负电，在 PQ 板的上方有垂直纸面向里的匀强磁场一个电荷量为 q、质量为 m 的带负电粒子以速度 v
15、。从 MN 板边缘沿平行于板的方向射入两板间，结果粒子恰好从PQ 板左边缘飞进磁场，然后又恰好从 PQ 板的右边缘飞进电场不计粒子重力求：(1)两金属板间所加电场的场强大小(2)匀强磁场的磁感应强度 B 的大小【知识点】带电粒子在匀强磁场中的运动；带电粒子在匀强电场中的运动I3 K2 K3【答案解析】 (1) (2) 解析： （1） 设带电粒子在平行金属板匀强电场中qLmv20v0运动的时间为 t，由类平抛运动可知：L=v0t- 8 -= at2L1a= mEq联立求解可得： E= qLv20（2） 带电粒子以速度 v 飞出电场后射入匀强磁场做匀速圆周运动，由qvB=m Rvsin= L2sin= vyvy=at联立求解可得： B= qLm02【思路点拨】 （1）带电粒子在平行金属板间做的是类平抛运动，对物体受力分析，根据平抛运动的规律可以求得电场的场强大小；（2）带电粒子以速度 v 飞出电场后射入匀强磁场做匀速圆周运动，根据粒子的运动画出运动的轨迹，由几何关系可以求得磁感强度的大小. 本题考查带电粒子在匀强磁场中的运动，要掌握住半径公式、周期公式，画出粒子的运动轨迹后，几何关系就比较明显了 原创纯 word 版精品解析】物理卷2015 届山东省师大
