一輪復(fù)習(xí)物理單元精練(13)

1、精練十三 帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)【考點(diǎn)提示】電場(chǎng)和磁場(chǎng)的性質(zhì)力學(xué)知識(shí)在電場(chǎng)和磁場(chǎng)中的應(yīng)用【命題預(yù)測(cè)】帶電粒子在電場(chǎng)與磁場(chǎng)或重力場(chǎng)的復(fù)合場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的考題，對(duì)空間想象能力、物理過(guò)程的分析能力要求較高，是考查學(xué)習(xí)水平和思維能力的重要知識(shí)點(diǎn)。高考認(rèn)證一、選擇題1.在圖中虛線所示的區(qū)域存在勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng).取坐標(biāo)如圖.一帶電粒子沿x 軸正方向進(jìn)入此區(qū)域，在穿過(guò)此區(qū)域的過(guò)程中運(yùn)動(dòng)方向始終不發(fā)生偏轉(zhuǎn). 不計(jì)重力的影響，電場(chǎng)強(qiáng)度e和磁感應(yīng)強(qiáng)度b的方向可能是a.e和b都沿x軸方向b.e沿y軸正向，b沿z軸正向c.e沿z軸正向，b沿y軸正向d.e、b都沿z軸方向答案：bc二、非選擇題2.兩塊金屬板a、b平行放置

2、，板間存在與勻強(qiáng)電場(chǎng)正交的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，假設(shè)電場(chǎng)、磁場(chǎng)只存在于兩板間的空間區(qū)域。一束電子以一定的初速度v0從兩極板中間，沿垂直于電場(chǎng)、磁場(chǎng)的方向射入場(chǎng)中，無(wú)偏轉(zhuǎn)地通過(guò)場(chǎng)區(qū)，如圖所示。已知板長(zhǎng)l=10 cm，兩板間距d=3.0 cm，兩板間電勢(shì)差u150 v，v0=2.0107m/s。（1）求磁感應(yīng)強(qiáng)度b的大??；（2）若撤去磁場(chǎng)，求電子穿過(guò)電場(chǎng)時(shí)偏離入射方向的距離，以及電子通過(guò)場(chǎng)區(qū)后動(dòng)能增加多少？（電子所帶電荷量的大小與其質(zhì)量之比1.761011c/kg，電子電荷量的大小e=1.601019c）答案 3.如圖所示，m、n為兩塊帶等量異種電荷的平行金屬板，s1、s2為板上正對(duì)的小孔，n板右側(cè)有兩個(gè)寬度

3、均為d的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為b，方向分別垂直于紙面向外和向里，磁場(chǎng)區(qū)域右側(cè)有一個(gè)熒光屏，取屏上與s1、s2共線的o點(diǎn)為原點(diǎn)，向上為正方向建立x軸。m板左側(cè)電子槍發(fā)射出的熱電子經(jīng)小孔s1進(jìn)入兩板間，電子的質(zhì)量為m，電荷量為e，初速度可以忽略。（1）當(dāng)兩板間電勢(shì)差為u0時(shí)，求從小孔s2射出的電子的速度v0。（2）求兩金屬板間電勢(shì)差u在什么范圍內(nèi)，電子不能穿過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域而打到熒光屏上。（3）若電子能夠穿過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域而打到熒光屏上，試在答題卡的圖上定性地畫(huà)出電子運(yùn)動(dòng)的軌跡。（4）求電子打到熒光屏上的位置坐標(biāo)x和金屬板間電勢(shì)差u的函數(shù)關(guān)系。答案 （1）v0= （2）u（3）（4）x=（u）4.如

4、圖12-17所示，在x軸上方有垂直于xy平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感強(qiáng)度為b；在x軸下方有沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)為e，一質(zhì)量為m、電量為q的粒子從坐標(biāo)原點(diǎn)o沿著y軸正方向射出，射出之后，第三次到達(dá)x軸時(shí)，它與o點(diǎn)的距離為l，求此粒子射出時(shí)的速度v和運(yùn)動(dòng)的總路程s(重力不計(jì)).答案：v=，sl 5.釷核th發(fā)生衰變生成鐳核ra并放出一個(gè)粒子。設(shè)該粒子的質(zhì)量為m、電荷量為q，它進(jìn)入電勢(shì)差為u的帶窄縫的平行平板電極s1和s2間電場(chǎng)時(shí)，其速度為v0，經(jīng)電場(chǎng)加速后，沿ox方向進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為b、方向垂直紙面向外的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)，ox垂直平板電極s2，當(dāng)粒子從p點(diǎn)離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)，其速度方向與ox方位的夾角=6

5、0，如圖所示，整個(gè)裝置處于真空中（1）寫(xiě)出釷核衰變方程；（2）求粒子在磁場(chǎng)中沿圓弧運(yùn)動(dòng)的軌道半徑r；（3）求粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)所用時(shí)間t。答案 r=t=t=6. 空間中存在方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為b，一帶電量為+q、質(zhì)量為m的粒子，在p點(diǎn)以某一初速開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，初速方向在圖中紙面內(nèi)如圖中p點(diǎn)箭頭所示。該粒子運(yùn)動(dòng)到圖中q點(diǎn)時(shí)速度方向與p點(diǎn)時(shí)速度方向垂直，如圖中q點(diǎn)箭頭所示。已知p、q間的距離為l。若保持粒子在p點(diǎn)時(shí)的速度不變，而將勻強(qiáng)磁場(chǎng)換成勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)方向與紙面平行且與粒子在p點(diǎn)時(shí)速度方向垂直，在此電場(chǎng)作用下粒子也由p點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到q點(diǎn)。不計(jì)重力。求：（1）電場(chǎng)強(qiáng)度的大小。（2）兩種情

6、況中粒子由p點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到q點(diǎn)所經(jīng)歷的時(shí)間之差。答案 e=tb=te=tbte=（1）7.如圖所示，在y0的空間中存在勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)沿y軸負(fù)方向；在y0的空間中，存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直xy平面（紙面）向外。一電量為q、質(zhì)量為m的帶正電的運(yùn)動(dòng)粒子，經(jīng)過(guò)y軸上y=h處的點(diǎn)p1時(shí)速率為v0，方向沿x軸正方向；然后，經(jīng)過(guò)x軸上x(chóng)=2h處的p2點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)，并經(jīng)過(guò)y軸上y=2h處的p3點(diǎn)。不計(jì)重力。求：（1）電場(chǎng)強(qiáng)度的大小。（2）粒子到達(dá)p2時(shí)速度的大小和方向。（3）磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小。答案 e=;v=v0=45; b= 8.有人設(shè)想用如圖所示的裝置來(lái)選擇密度相同、大小不同的球狀納米粒子。粒子在電離室中電離后帶正電，電量與其表面積成正比。電離后，粒子緩慢通過(guò)小孔o(hù)1進(jìn)入極板間電壓為u的水平加速電場(chǎng)區(qū)域i，再通過(guò)小孔o(hù)2射入相互正交的恒定勻強(qiáng)電場(chǎng)、磁場(chǎng)區(qū)域，其中磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為b，方向如圖。收集室的小孔o(hù)3與o1、o2在同一條水平線上。半徑為r0的粒子，其質(zhì)量為m0、電量為q0，剛好能沿o1o3直線射入收集室。不計(jì)納米粒子重力。(v球=，s球=) （1）試求