2021屆高三物理一輪復(fù)習(xí)磁場(chǎng)7：電偏轉(zhuǎn)和磁偏轉(zhuǎn)(答案)

1、2021屆高三物理一輪復(fù)習(xí)磁場(chǎng)7 ：電偏轉(zhuǎn)和磁偏轉(zhuǎn)班級(jí) 座號(hào) 姓名 分?jǐn)?shù)一、選擇題1 .帶電粒子以初速度如從“點(diǎn)進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)，如圖所示.運(yùn)動(dòng)中經(jīng)過(guò)點(diǎn)，Oa = Ob,若撤去磁場(chǎng)加一個(gè)與 y軸平行的勻強(qiáng)電場(chǎng)，仍以V。從點(diǎn)進(jìn)入電場(chǎng)，粒子仍能通過(guò)點(diǎn)，那么電場(chǎng)強(qiáng)度上與磁感應(yīng)強(qiáng)度8之比為 ( )y XXXXd v0xxxxx °XXX *v() A B . 1 C . 2vo D.-【答案】C【解析】帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，。為圓心，故0二。/2二患， 帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中做類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)，故。二 I'M = 0a-彝2 二方(2) E由得豆=2vo,故選項(xiàng)C對(duì).二、計(jì)算題2

2、.平面直角坐標(biāo)系xOy中，第I象限存在垂直于平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，第川象限存在沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng) 電場(chǎng),如圖所示.一帶負(fù)電的粒子從電場(chǎng)中的Q點(diǎn)以速度如沿x軸正方向刑臺(tái)運(yùn)動(dòng),Q點(diǎn)到y(tǒng)軸的距離為到 x軸距離的2倍.粒子從坐標(biāo)原點(diǎn)0離開(kāi)電場(chǎng)進(jìn)入磁場(chǎng)，最終從x軸上的P點(diǎn)射出磁場(chǎng)，P點(diǎn)到y(tǒng)軸距離與Q 點(diǎn)到,v軸距離相等.不計(jì)粒子重力，問(wèn)：rx x x xx x x xx x XX0 p *。卡粒子到達(dá)。點(diǎn)時(shí)速度的大卸方向；電場(chǎng)強(qiáng)度和磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小之比.【答案】與x軸正方向成45。角斜向上(2)j【解析】(1)在電場(chǎng)中,粒子做類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)，設(shè)Q點(diǎn)到x軸距離為L(zhǎng) ,到)，軸距離為2L ,粒子的加速度為, 運(yùn)動(dòng)

3、時(shí)間為/,有"二1”L - 5戶(hù)設(shè)粒子到達(dá)O點(diǎn)時(shí)沿 >'軸方向的分速度為vyVy = U/（3）設(shè)粒子到達(dá)。點(diǎn)時(shí)速度方向與X軸正方向夾角為a ,有tan a二1 聯(lián)立式得a = 45。即粒子到達(dá)。點(diǎn)時(shí)速度方向與a-軸正方向成45。角斜向上.設(shè)粒子到達(dá)。點(diǎn)時(shí)速度大小為V ,由運(yùn)動(dòng)的合成有v=7 M十足聯(lián)立式得V = 60.設(shè)電場(chǎng)強(qiáng)度為E ,粒子電荷量為q ,質(zhì)量為m ,粒子在電場(chǎng)中受到的電場(chǎng)力為F ,由牛頓第二定律可得F - ma®又 F=qE設(shè)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為R，所受的洛倫茲力提供向心力，有qvB-痔由幾何關(guān)系可知R

4、=也L聯(lián)立®®式得於y.3 . （2014大綱全國(guó)25,20分）如圖.在第一象限存在勻強(qiáng)磁場(chǎng).磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直于紙面平面）向外:在第四 象限存在勻強(qiáng)電場(chǎng).方向沿x軸負(fù)向。在y軸正半軸上某點(diǎn)以與.V軸正向平行、大小為v。的速度發(fā)射出一帶正 電荷的粒子.該粒子在U0）點(diǎn)沿垂直于x軸的方向進(jìn)入電場(chǎng)。不計(jì)重力。若該粒子離開(kāi)電場(chǎng)時(shí)速度方向與y軸 負(fù)方向的夾角為8,求yf3,0）人電場(chǎng)強(qiáng)度大小與磁感應(yīng)強(qiáng)度大小的比值;該粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間。2d【答案】2v（）tan% tan'【解析】（1）如圖.粒子進(jìn)入磁場(chǎng)后做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。設(shè)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為A粒子質(zhì)量與所帶 電荷量分別

5、為/和夕.圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為R。由洛倫茲力公式及牛頓第二定律得由題給條件和幾何關(guān)系可知凡尸設(shè)電場(chǎng)強(qiáng)度大小為£粒子進(jìn)入電場(chǎng)后沿x軸負(fù)方向的加速度大小為處.在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為/, 離開(kāi)電場(chǎng)時(shí)沿x軸負(fù)方向的速度大小為v,o由牛頓運(yùn)動(dòng)定律及運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得Eq=max 小=«"vr =d2由于粒子在電場(chǎng)中做類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)（如圖入有V.tan 3=%聯(lián)立式得E 1=-vo tan2 6 B 2（2）聯(lián)立式得2dt= v（） tan 34 .如圖所示，虛線(xiàn)MN為勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)的分界線(xiàn)，勻強(qiáng)電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)大小為E ,方向豎直向下且與邊界 MN成6=45。角，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B ,方

6、向垂直紙面向外，在電場(chǎng)中有一點(diǎn)P , P點(diǎn)到邊界MN的豎 直距離為4.現(xiàn)將一質(zhì)量為，小 電荷量為q的帶正電粒子從P處由靜止釋放（不計(jì)粒子所受重力，電場(chǎng)和磁場(chǎng)范 圍足夠大）.求：:瓦(1)粒子第一次進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度大小；(2)粒子第一次出磁場(chǎng)處到第二次進(jìn)磁場(chǎng)處的距離；若粒子第一次進(jìn)入磁場(chǎng)后的某時(shí)刻，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小突然變?yōu)橄?，但方向不變，此后粒子恰好被束縛在該 磁場(chǎng)中，則用的最小值為多少？【答案】(1)曙(2)4艱d (3)2(2-娘)8【解析】(1)設(shè)粒子第一次進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度大小為口由動(dòng)能定理可得一二2qbdt解得：V =第8頁(yè)，共8頁(yè)(2)粒子在電場(chǎng)和磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示，粒子第一次出磁

7、場(chǎng)到第二次進(jìn)磁場(chǎng)，兩點(diǎn)間距為g ,由類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律：X = 't , y=at2 , qE - ma , 由幾何知識(shí)可得工二)，解付：U 存，兩點(diǎn)間的距離為：= 6，代入數(shù)據(jù)可得：X6:4皿. n /2qEd(3)由 qvB = 滅，V =-,聯(lián)立解得：R,寸曙,由題意可知,當(dāng)粒子運(yùn)動(dòng)到F點(diǎn)處改變磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小時(shí)，粒子運(yùn)動(dòng)的半徑有最大值,即方最小,粒子的 運(yùn)動(dòng)軌跡如圖中的虛線(xiàn)圓所示.2+皿設(shè)此后粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的軌跡半徑為/,則由幾何關(guān)系可知二 y 又因?yàn)?嗡，所以f，代入數(shù)據(jù)可得：9二2(2-正成5 . (2018全國(guó)卷I -T25)如圖，在y>0的區(qū)域存在方向沿y軸負(fù)方向的勻

8、強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)大小為E ；在y<0的 區(qū)域存在方向垂直于xOy平面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。一個(gè)氣核;H和一個(gè)氣核:H先后從y軸上y=h點(diǎn)以相同的動(dòng) 能射出，速度方向沿x軸正方向。已知；H進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，速度方向與x軸正方向的夾角為60。，并從坐標(biāo)原點(diǎn)0 處第一次射出磁場(chǎng)。；H的質(zhì)量為m,電荷量為q。不計(jì)重力。求；H第一次進(jìn)入磁場(chǎng)的位置到原點(diǎn)0的距離。磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小。(3) ；H第一次離開(kāi)磁場(chǎng)的位置到原點(diǎn)O的距離。【答案】(1)* WS-l)力3 y qh 3【解析】(1)；H在電場(chǎng)中做類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)，在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示。設(shè);H在電場(chǎng)中的加速度 大小為ai ,初速度大小為vi ,它在

9、電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為ti ,第一次進(jìn)入磁場(chǎng)的位置到原點(diǎn)0的距離為sio由 運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有Sl=Viti /? = ；卬：由題給條件，；H進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)速度的方向與x軸正方向夾角6=60。；H進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)速度的y分量的大小為，ait=Vitan 仇 聯(lián)立以上各式得s尸爭(zhēng)©(2) ；H在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，由牛頓第二定律有qE=maj 設(shè);H進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)速度的大小為vl ,由速度合成法則有設(shè)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B ,但在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的圓軌道半徑為Ri ,由洛倫茲力公式和牛頓第二定律有的仍=等由幾何關(guān)系得S|=2Risin 0)聯(lián)立以上各式得設(shè):H在電場(chǎng)中沿x軸正方向射出的速度大小為V2 ,在電場(chǎng)中的加速度大小為

10、a2 ,由題給條件得=-mv 2.2由牛頓第二定律有 qE=2ma2 設(shè);H第一次射入磁場(chǎng)時(shí)的速度大小為vS ,速度的方向與X軸正方向夾角為02 ,入射點(diǎn)到原點(diǎn)的距離為S2 ,在 電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t2.由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有 S2=V2t2h = Laj； 2-sin8=處 聯(lián)立以上各式得 S2=Sl , 02=01，也= 4。；設(shè);H在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為R：,由式及粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑公式得r,= = &RqB所以出射點(diǎn)在原點(diǎn)左側(cè)。設(shè);H進(jìn)入磁場(chǎng)的入射點(diǎn)到第一次離開(kāi)磁場(chǎng)的出射點(diǎn)的距離為s',由幾何關(guān)系有 sS=2R2sin O2 聯(lián)立式得，汨第一次離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)的位置

11、到原點(diǎn)0的距離為五=邪-1)6 .如圖所示，平行板P、。關(guān)于八軸對(duì)稱(chēng)放置，兩板間接有正弦交變電壓，)軸右側(cè)有方向垂直于紙面向里的 勻強(qiáng)磁場(chǎng)。從P、。左側(cè)中點(diǎn)S向右連接發(fā)射初速度相同的帶正電粒子。不考慮粒子間相互作用，每個(gè)粒子穿越 極板過(guò)程時(shí)間極短，可認(rèn)為電壓恒定。試證明：所有粒子從5軸進(jìn)入、穿出磁場(chǎng)的兩點(diǎn)間距離相等?！敬鸢浮孔C明：v=vO/cos0; R=m7qB;d=2Rcos0=2mvo/qB ,即證。7 . (2016湖1版級(jí)期中)如圖所示，在MN左側(cè)有相距為4的兩塊正對(duì)的平行金屬板P、Q,板長(zhǎng)L二華， 兩板帶等量異種電荷，上極板帶負(fù)電。在MY右側(cè)存在垂直于紙面的矩形勻強(qiáng)磁場(chǎng)(圖中未畫(huà)出)，其左邊界和 下邊界分別與MM AA重合(邊界上有磁場(chǎng))?，F(xiàn)有一帶電粒子以初速度由沿兩板中央。O射入，并恰好從下極板邊緣射出，又經(jīng)過(guò)在矩形有界磁場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)，最終垂直于MN從A點(diǎn)向左水平射出。已知A點(diǎn)與下極板右 端的距離為兒不計(jì)帶電粒子重力。求：一。N(1)粒子從下極板邊緣射出時(shí)的速度;(2)粒子從。運(yùn)動(dòng)到A經(jīng)歷的時(shí)間；矩形有界磁場(chǎng)的最小面積?！敬鸢浮?l)2v(),方向與豎直方向成30。角(¥嗎)(3年【解析】 帶電粒子在電場(chǎng)中平行極板方向勻速運(yùn)動(dòng)：號(hào)二、啖 豎直方向從靜止開(kāi)始做勻加速運(yùn)動(dòng): 解得Vv =小叭則粒子從下極板邊緣射出時(shí)的速度為V =、/詔十*二2P0,且與豎直方