能力梯級(jí)提升·思維高效訓(xùn)練帶電粒子在組合場(chǎng)復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)

1、能力梯級(jí)提升思維高效訓(xùn)練帶電粒子在組合場(chǎng)、復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)一、單項(xiàng)選擇題1.(秦皇島模擬)如下圖,兩平行金屬板的間距等于極板的長(zhǎng)度,現(xiàn)有重力不計(jì)的正離子束以相同的初速度v0平行于兩板從兩板正中間射入.第一次在兩極板間加恒定電壓,建立場(chǎng)強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場(chǎng),那么正離子束剛好從上極板邊緣飛出.第二次撤去電場(chǎng),在兩板間建立磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng),正離子束剛好從下極板邊緣飛出,那么E和B的大小之比為( )A.v0 B.v0 C.v002.美國(guó)物理學(xué)家勞倫斯于1932年創(chuàng)造的盤(pán)旋加速器，應(yīng)用帶電粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)，能使粒子在較小的空間范圍內(nèi)經(jīng)過(guò)電場(chǎng)的屢次加速獲得較大的能量，使人類(lèi)在

2、獲得高能量帶電粒子方面前進(jìn)了一步.如圖為一種改良后的盤(pán)旋加速器示意圖，其中盒縫間的加速電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)大小恒定，且被限制在A、C板間，如0處以速度v0沿電場(chǎng)線方向射入加速電場(chǎng)，經(jīng)加速后再進(jìn)入D形盒中的勻強(qiáng)磁場(chǎng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng).對(duì)于這種改良后的盤(pán)旋加速器，以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是( )A帶電粒子每運(yùn)動(dòng)一周被加速兩次B帶電粒子每運(yùn)動(dòng)一周P1P2=P2P33.(模擬)如下圖，一個(gè)帶電小球穿在一根絕緣的粗糙直桿上，桿與水平方向成角，整個(gè)空間存在著豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)和垂直于桿方向斜向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)小球從a點(diǎn)由靜止開(kāi)始沿桿向下運(yùn)動(dòng)，在c點(diǎn)時(shí)速度為4 m/s，b是a、c的中點(diǎn)，在這個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中( )過(guò)b點(diǎn)時(shí)的速度小于2 m

3、/s二、多項(xiàng)選擇題4.(西城區(qū)模擬)如下圖的空間中存在著正交的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)，從A點(diǎn)沿AB、AC方向絕緣地拋出兩帶電小球，關(guān)于小球的運(yùn)動(dòng)情況，以下說(shuō)法中正確的選項(xiàng)是( )A.從AB、AC拋出的小球都可能做直線運(yùn)動(dòng)C.做直線運(yùn)動(dòng)的小球帶正電，而且一定是做勻速直線運(yùn)動(dòng)5.(模擬)如下圖，從離子源發(fā)射出的正離子，經(jīng)加速電壓U加速后進(jìn)入相互垂直的電場(chǎng)(E方向豎直向上)和磁場(chǎng)(B方向垂直紙面向外)中，發(fā)現(xiàn)離子向上偏轉(zhuǎn).要使此離子沿直線通過(guò)電磁場(chǎng)，需要( )A.增加E，減小B B.增加E，減小U 6.(模擬)如下圖，ABC為豎直平面內(nèi)的光滑絕緣軌道，其中AB為傾斜直軌道，BC為與AB相切的圓形軌道，并

4、且圓形軌道處在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里質(zhì)量相同的甲、乙、丙三個(gè)小球中，甲球帶正電、乙球帶負(fù)電、丙球不帶電現(xiàn)將三個(gè)小球在軌道AB上分別從不同高度處由靜止釋放，都恰好通過(guò)圓形軌道的最高點(diǎn)，那么( ) A.經(jīng)過(guò)最高點(diǎn)時(shí)，三個(gè)小球的速度相等B.經(jīng)過(guò)最高點(diǎn)時(shí)，甲球的速度最小三、計(jì)算題7.(模擬)如下圖，在平面直角坐標(biāo)系xOy內(nèi)，第象限的等腰直角三角形MNP區(qū)域內(nèi)存在垂直于坐標(biāo)平面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，yv3v2,A、B錯(cuò)誤，C、D正確.7.【解析】(1)粒子運(yùn)動(dòng)軌跡如下圖，粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，由平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律及牛頓運(yùn)動(dòng)定律得2hv0t, h;qEma,解得E(2)粒子到達(dá)O點(diǎn)時(shí)，沿y軸正方向的分速

5、度vyat=v0速度方向與x軸正方向的夾角滿足tan=1，=45粒子從MP的中點(diǎn)垂直于MP進(jìn)入磁場(chǎng)，垂直于NP射出磁場(chǎng)，粒子在磁場(chǎng)中的速度vv0軌道半徑Rh由qvB得B(3)粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t答案：(1) (2) (3)8.【解析】1t=0時(shí)刻進(jìn)入兩板間的帶電粒子在電場(chǎng)中做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)，t0時(shí)刻剛好從下極板邊緣射出，在y軸負(fù)方向偏移的距離為，那么有qE=ma聯(lián)立以上各式解得兩板間電壓為(2)時(shí)刻進(jìn)入兩板間的帶電粒子，前時(shí)間在電場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)，后帶電粒子離開(kāi)電場(chǎng)時(shí)沿y軸負(fù)方向的分速度大小為帶電粒子離開(kāi)電場(chǎng)時(shí)的速度大小為設(shè)帶電粒子離開(kāi)電場(chǎng)進(jìn)入磁場(chǎng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為R，那么有聯(lián)立各式解得(3)2t0設(shè)帶電粒子離開(kāi)電場(chǎng)時(shí)速度方向與y