高考物理 最新名校試題匯編大題沖關(guān) 專題06 帶電粒子在交變電場、交變磁場中的運動(1).docVIP

2014高考物理 最新名校試題匯編大題沖關(guān) 專題06 帶電粒子在交變電場、交變磁場中的運動1(2014江蘇省四市聯(lián)考)(16分)如圖a所示，兩豎直線所夾區(qū)域內(nèi)存在周期性變化的勻強電場與勻強磁場，變化情況如圖b、c所示，電場強度方向以y軸負方向為正，磁感應(yīng)強度方向以垂直紙面向外為正t=0時刻，qvb=m, v=， 2（19分）（2014江西省上饒市二模）如圖所示，在xoy平面內(nèi)存在均勻、大小隨時間周期性變化的磁場和電場，變化規(guī)律分別如圖乙、丙所示（規(guī)定垂直紙面向里為磁感應(yīng)強度的正方向、沿y軸正方向電場強度為正）。在t=0時刻由原點o發(fā)射初速度大小為vo，方向沿y軸正方向的帶負電粒子。 已知v0、t0、b0，粒子的比荷為，不計粒子的重力。求： （1） t= t0時，求粒子的位置坐標； （2）若t=5t0時粒子回到原點，求05to時間內(nèi)粒子距x軸的最大距離； （3）若粒子能夠回到原點，求滿足條件的所有e0值。 【參照答案】(1) 位置坐標（，0）大距離： = -2分 -1分 3（20分）（2014北京市順義區(qū)模擬）1930年，earnest o. lawrence提出了回旋加速器的理論，他設(shè)想用磁場使帶電粒子沿圓弧形軌道旋轉(zhuǎn)，多次反復(fù)地通過高頻加速電場，直至達到高能量。圖甲為earnest o. lawrence設(shè)計的回旋加速器的示意圖。它由兩個鋁制d型金屬扁盒組成，兩個d形盒正中間開有一條狹縫；兩個d型盒處在勻強磁場中并接有高頻交變電壓。圖乙為俯視圖，在d型盒上半面中心s處有一正離子源，它發(fā)出的正離子，經(jīng)狹縫電壓加速后，進入d型盒中。在磁場力的作用下運動半周，再經(jīng)狹縫電壓加速；為保證粒子每次經(jīng)過狹縫都被加速，應(yīng)設(shè)法使交變電壓的周期與粒子在狹縫及磁場中運動的周期一致。如此周而復(fù)始，最后到達d型盒的邊緣，獲得最大速度后被束流提取裝置提取出。已知正離子的電荷量為q，質(zhì)量為m，加速時電極間電壓大小恒為u，磁場的磁感應(yīng)強度為b，d型盒的半徑為r，狹縫之間的距離為d。設(shè)正離子從離子源出發(fā)時的初速度為零。 （3）加速器加速帶電粒子的能量為ek=mv2。 4、（18分）（遵義市省級示范高中2014屆）在豎直平面內(nèi)建立一平面直角坐標系xoy，x軸沿水平方向，如圖甲所示第二象限內(nèi)有一水平向右的勻強電場，場強為e1，坐標系的第一、四象限內(nèi)有一正交的勻強電場和勻強交變磁場，電場方向豎直向上，場強e2=e1/2，勻強磁場方向垂直紙面，一個比荷q/m=102 c/kg的帶正電的小球以v0=4m/s的速度從一x軸上的a點垂直于x軸由進入第二象限，并以v1=8m/s速度從+y軸上的c點沿水平方向進入第一象限，從粒子通過c點開始計時，磁感應(yīng)強度b按圖乙所示規(guī)律變化（以垂直紙面向外的磁場方向為正方向），g=10m/s2.試求：(1)帶電粒子運動到c點的縱坐標值h及電場強度e1的大??；(2)+x軸上有一點d，od=oc，若帶電粒子在通過c點后不再越過y軸，且要使其恰能沿x軸正方向通過d點，求磁感應(yīng)強度b0的大小及其磁場的變化周期t0. 5（18分）（2014湖北省黃岡中學期末）如圖甲所示，豎直面mn的左側(cè)空間存在豎直向上的勻強電場（上、下及左側(cè)無邊界）。一個質(zhì)量為m、電量為q的可視為質(zhì)點的帶正電的小球，以大小為v0的速度垂直于豎直面mn向右作直線運動。小球在t=0時刻通過電場中的p點，為使小球能在以后的運動中豎直向下通過d點（p、d間距為l，且它們的連線垂直于豎直平面mn，d到豎直面mn的距離dq等于l/），經(jīng)過研究，可以在電場所在的空間疊加如圖乙所示隨時間周期性變化的、垂直紙面向里的磁場，設(shè)且為未知量。求：（1）場強e的大小；（2）如果磁感應(yīng)強度b0為已知量，試推出滿足條件t1的表達式；（3）進一步的研究表明，豎直向下的通過d點的小球?qū)⒆鲋芷谛赃\動。則當小球運動的周期最大時，求出磁感應(yīng)強度b0及運動的最大周期t的大小，并在圖中定性畫出此時小球運動一個周期的軌跡。解得 （2分）結(jié)合乙圖及軌跡圖可知，小球在電場中運動的最大周期： 6（20分）（2014年3月北京東城區(qū)質(zhì)檢）如圖所示為一種獲得高能粒子的裝置。環(huán)形區(qū)域內(nèi)存在垂直紙面向外、大小可調(diào)的勻強磁場。m、n為兩塊中心開有小孔的極板，每當帶電粒子經(jīng)過m、n板時，都會被加速，加速電壓均為u