湖南省邵陽(yáng)市隆回縣萬(wàn)和實(shí)驗(yàn)學(xué)校高考物理 專題二 帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)練習(xí)（無(wú)答案）

1、專題二 帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng) (解讀命題角度)例1(2020天津高考)對(duì)鈾235的進(jìn)一步研究在核能的開發(fā)和利用中具有重要意義。如圖所示，質(zhì)量為m、電荷量為q的鈾235離子，從容器A下方的小孔S1不斷飄入加速電場(chǎng)，其初速度可視為零，然后經(jīng)過小孔S2垂直于磁場(chǎng)方向進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，做半徑為R的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，離子行進(jìn)半個(gè)圓周后離開磁場(chǎng)并被收集，離開磁場(chǎng)時(shí)離子束的等效電流為I。不考慮離子重力及離子間的相互作用。(1)求加速電場(chǎng)的電壓U。(2)求出在離子被收集的過程中任意時(shí)間t內(nèi)收集到離子的質(zhì)量M。(3)實(shí)際上加速電壓的大小會(huì)在UU范圍內(nèi)微小變化。若容器A中有電荷量相同的鈾235和鈾2

2、38兩種離子，如前述情況它們經(jīng)電場(chǎng)加速后進(jìn)入磁場(chǎng)中會(huì)發(fā)生分離，為使這兩種離子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌跡不發(fā)生交疊，應(yīng)小于多少？(結(jié)果用百分?jǐn)?shù)表示，保留兩位有效數(shù)字)(掌握類題通法)一、基礎(chǔ)知識(shí)要記牢帶電粒子的“磁偏轉(zhuǎn)”和“電偏轉(zhuǎn)”的比較勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的“磁偏轉(zhuǎn)”勻強(qiáng)電場(chǎng)中的“電偏轉(zhuǎn)”受力特征v垂直于B時(shí)FBqvBv不垂直于B時(shí)，F(xiàn)BqvB，F(xiàn)B為變力，只改變v的方向無(wú)論v是否與E垂直，F(xiàn)EqE，F(xiàn)E為恒力運(yùn)動(dòng)規(guī)律圓周運(yùn)動(dòng)(vB)T，r類平拋運(yùn)動(dòng)(vE)vxv0，vyt xv0t，y偏轉(zhuǎn)情況若沒有磁場(chǎng)邊界限制，粒子所能偏轉(zhuǎn)的角度不受限制arctan 0)的粒子由S1靜止釋放，粒子在電場(chǎng)力的作用下向右運(yùn)動(dòng)，在

3、t時(shí)刻通過S2垂直于邊界進(jìn)入右側(cè)磁場(chǎng)區(qū)。(不計(jì)粒子重力，不考慮極板外的電場(chǎng))(1)求粒子到達(dá)S2時(shí)的速度大小v和極板間距d。(2)為使粒子不與極板相撞，求磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小應(yīng)滿足的條件。(3)若已保證了粒子未與極板相撞，為使粒子在t3T0時(shí)刻再次到達(dá)S2，且速度恰好為零，求該過程中粒子在磁場(chǎng)內(nèi)運(yùn)動(dòng)的時(shí)間和磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小。10 如圖所示，一帶電微粒質(zhì)量為m2.01011 kg、電荷量q1.0105 C，從靜止開始經(jīng)電壓為U1100 V的電場(chǎng)加速后，水平進(jìn)入兩平行金屬板間的偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中，微粒射出電場(chǎng)時(shí)的偏轉(zhuǎn)角60，并接著沿半徑方向進(jìn)入一個(gè)垂直紙面向外的圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，微粒射出磁場(chǎng)時(shí)的偏轉(zhuǎn)角也為60

4、。已知偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中金屬板長(zhǎng)L2 cm，圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)的半徑R10 cm，重力忽略不計(jì)。求：(1)帶電微粒經(jīng)U1100 V的電場(chǎng)加速后的速率；(2)兩金屬板間偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度E；(3)勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小。11水平放置的平行金屬板M、N之間存在豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)和垂直紙面的交變磁場(chǎng)(如圖所示，垂直紙面向里為正)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B0100 T。已知兩板間距離d0.3 m，電場(chǎng)強(qiáng)度E50 V/m，M板上有一小孔P，在P正上方h5 cm處的O點(diǎn)，一帶電油滴自由下落，穿過小孔后進(jìn)入兩板間，最后落在N板上的Q點(diǎn)。如果油滴的質(zhì)量m104 kg，帶電荷量|q|2105C。(不計(jì)空氣阻力，g取10 m/s2)求：(1)在P點(diǎn)油滴的速度v為多少？(2)若油滴在t0時(shí)刻進(jìn)入兩板間，最后恰好垂直向下落在N板上的Q點(diǎn)，油滴的電性及交變磁場(chǎng)的變化周期T。(3)Q、O兩點(diǎn)的水平距離。12一足夠長(zhǎng)的矩形區(qū)域abcd內(nèi)充滿磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，矩形區(qū)域的左邊界ad長(zhǎng)為L(zhǎng)，現(xiàn)從ad中點(diǎn)O垂直于磁場(chǎng)射入一速度方向與ad邊夾角為30、大小為v0的帶正電粒子，如圖所示。已知粒子電荷量為q，質(zhì)量為m(重力不計(jì))：(1)若要求粒