高中物理帶電粒子在復(fù)合場中的運動技巧和方法及練習(xí)題

1、一、帶電粒子在復(fù)合場中的運動專項訓(xùn)練1 .小明受回旋加速器的啟發(fā)，設(shè)計了如圖1所示的 回旋變速裝置兩相距為d的平行金屬柵極板M、N,板M位于x軸上，板N在它的正下方.兩板間加上如圖 2所示的幅值為U0的交變電壓，周期T0 2.板M上方和板N下方有磁感應(yīng)強度大小均為 B、方向相qB反的勻強磁場.粒子探測器位于y軸處，僅能探測到垂直射入的帶電粒子.有一沿 x軸可m、電荷量為移動、粒子出射初動能可調(diào)節(jié)的粒子發(fā)射源，沿 y軸正方向射出質(zhì)量為q (q0)的粒子.t=0時刻，發(fā)射源在(x, 0)位置發(fā)射一帶電粒子.忽略粒子的重力和 其它阻力，粒子在電場中運動的時間不計.Um* 27。(1)x與被探測到的位

2、置 y之【答案】(1) X0 y2,qBy0(2)見解析2m(1)發(fā)射源的位置X0粒子的初動能:Ek。yo,2qByo .2m(2)分下面三種情況討論:由y嗎R0吟R1BqBqmv1Bq 若粒子只經(jīng)磁場偏轉(zhuǎn)并在y=y0處被探測到，求發(fā)射源的位置和粒子的初動能;若粒子兩次進出電場區(qū)域后被探測到，求粒子發(fā)射源的位置 間的關(guān)系【來源】【省級聯(lián)考】浙江省2019屆高三上學(xué)期11月選考科目考試物理試題12和一mv1212.12mv0 qU 0, 一 mv2 HYPERLINK l bookmark30 o Current Document 22122mvi qUo,2 R0Ri ,qB2yqB 2mqU

3、oqB2B4mqUo ；12和一mv021 2-mv222R,3( yd)2, 2 2 2y y d q B 2mqU0 ； qB ,Imv； qU0, 2d 4R0,4.222 y d q B qB .2mqUo；2.如圖所示,x軸正方向水平向右,勻強電場，在半徑為 R的圓內(nèi)還有與y軸正方向豎直向上.在 xOy平面內(nèi)有與y軸平行的 xOy平面垂直的勻強磁場.在圓的左邊放置一帶電微粒發(fā)射裝置，它沿 x軸正方向發(fā)射出一束具有相同質(zhì)量m、電荷量q (q0)和初速度v的田電微粒.發(fā)射時，這束干電微粒分布在0vyv2R的區(qū)間內(nèi).已知重力加速度大小為g.(1)從A點射出的帶電微粒平行于 x軸從C點進入有

4、磁場區(qū)域，并從坐標原點O沿y軸負方向離開，求電場強度和磁感應(yīng)強度的大小與方向.(2)請指出這束帶電微粒與 x軸相交的區(qū)域，并說明理由.(3)若這束帶電微粒初速度變?yōu)?2v,那么它們與x軸相交的區(qū)域又在哪里？并說明理由.【來源】帶電粒子在電場中運動壓軸大題mgmv【答案】(1) E ,方向沿y軸正方向；B r ,方向垂直xOy平面向外(2)通過坐標原點后離開；理由見解析(3)范圍是x0;理由見解析【解析】 【詳解】(1)帶電微粒平行于x軸從C點進入磁場，說明帶電微粒所受重力和電場力的大小相等，方向相反.設(shè)電場強度大小為 E,由：mg qE可得電場強度大小：E mgq方向沿y軸正方向；帶電微粒進入

5、磁場后受到重力、電場力和洛倫茲力的作用.由于電場力和重力相互抵消， 它將做勻速圓周運動.如圖(a)所示：考慮到帶電微粒是從 C點水平進入磁場，過 O點后沿y軸負方向離開磁場，可得圓周運動 半徑r R;設(shè)磁感應(yīng)強度大小為 B,由：2 v qvB m R可得磁感應(yīng)強度大小：qR根據(jù)左手定則可知方向垂直 xOy平面向外；(2)從任一點P水平進入磁場的帶電微粒在磁場中做半徑為R的勻速圓周運動，如圖(b)所示，設(shè)P點與O點的連線與y軸的夾角為，其圓周運動的圓心 Q的坐標為(Rsin ,Rcos ),圓周運動軌跡方程為：_2_2_2(x Rsin )(y R cos ) R而磁場邊界是圓心坐標為(0, R

6、)的圓周，其方程為：x2 (y R) R2解上述兩式，可得帶電微粒做圓周運動的軌跡與磁場邊界的交點為x 0y 0或：x Rsiny R(1 cos )坐標為Rsin ,R(1 cos )的點就是P點，須舍去.由此可見，這束帶電微粒都是通過 坐標原點后離開磁場的；也)(3)帶電微粒初速度大小變?yōu)?v,則從任一點P水平進入磁場的帶電微粒在磁場中做勻速圓周運動的半徑r為：m(2v)qB2R帶電微粒在磁場中經(jīng)過一段半徑為r的圓弧運動后，將在 y軸的右方(x0區(qū)域)離開磁場并做勻速直線運動，如圖(c)所示.靠近 M點發(fā)射出來的帶電微粒在穿出磁場后會射 向x軸正方向的無窮遠處；靠近 N點發(fā)射出來的帶電微粒

7、會在靠近原點之處穿出磁場所以，這束帶電微粒與 x軸相交的區(qū)域范圍是 x0.mgmv答：(1)電場強度E ,方向沿y軸正方向和磁感應(yīng)強度 B 二,方向垂直xOy平qqR面向外.(2)這束帶電微粒都是通過坐標原點后離開磁場的；(3)若這束帶電微粒初速度變?yōu)?v,這束帶電微粒與 x軸相交的區(qū)域范圍是 x0o3.如圖所示，兩條豎直長虛線所夾的區(qū)域被線段MN分為上、下兩部分，上部分的電場方向豎直向上，下部分的電場方向豎直向下，兩電場均為勻強電場且電場強度大小相同。擋 板PQ垂直MN放置，擋板的中點置于 N點。在擋板的右側(cè)區(qū)域存在垂直紙面向外的勻強 磁場。在左側(cè)虛線上緊靠 M的上方取點A, 一比荷9=5X

8、 15C/kg的帶正電粒子，從 A點m以V0=2X 13m/s的速度沿平行 MN方向射入電場，該粒子恰好從 P點離開電場，經(jīng)過磁場 的作用后恰好從 Q點回到電場。已知 MN、PQ的長度均為L=0.5m,不考慮重力對帶電粒 子的影響，不考慮相對論效應(yīng)。(1)求電場強度E的大??；(2)求磁感應(yīng)強度B的大??；在左側(cè)虛線上 M點的下方取一點 C,且CM=0.5m,帶負電的粒子從 C點沿平行MN方向 射入電場，該帶負電粒子與上述帶正電粒子除電性相反外其他都相同。若兩帶電粒子經(jīng)過磁場后同時分別運動到 Q點和P點，求兩帶電粒子在 A、C兩點射入電場的時間差?！緛碓础俊臼屑壜?lián)考】陜西省榆林市2019屆高三第二

9、次理科綜合模擬試題(物理部分 )【答案】(1) 16N/C (2) 1.6 102T (3) 3,9 104s【解析】【詳解】(1)帶正電的粒子在電場中做類平拋運動，有： L=V0tL 1 qE 22 2-m解得 E=16N/C .一 tan-v(2)設(shè)帶正電的粒子從 P點射出電場時與虛線的夾角為a則：qEtm可得0=450粒子射入磁場時的速度大小為v= J2 V02粒子在磁場中做勻速圓周運動：qvB m r由幾何關(guān)系可知r 2 L2解得 B=1.6 x10-2t(3)兩帶電粒子在電場中都做類平拋運動，運動時間相同；兩帶電粒子在磁場中都做勻速 3 圓周運動，帶正電的粒子轉(zhuǎn)過的圓心角為,帶負電的

10、粒子轉(zhuǎn)過的圓心角為 一；兩帶電 TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark84 o Current Document 222 r 2 mv qB粒子在AC兩點進入電場的時間差就是兩粒子在磁場中的時間差； 若帶電粒子能在勻強磁場中做完整的圓周運動，則其運動一周的時間 HYPERLINK l bookmark121 o Current Document 3,帶正電的粒子在磁場中運動的時間為：t1 -T 5.9 10 4s；4 1,帶負電的粒子在磁場中運動的時間為：t2 -T 2.0 10 4s4帶電粒子在AC兩點射入電場的時間差為t t1 t2 3.9 10 4s4.如圖

11、所示，在平面直角坐標系xOy中的第一象限內(nèi)存在磁感應(yīng)強度大小為B、方向垂直于坐標平面向里的有界矩形勻強磁場區(qū)域(圖中未畫出)；在第二象限內(nèi)存在沿 x軸負方向的勻強電場。一粒子源固定在x軸上坐標為 L,0的A點。粒子源沿y軸正方向釋放出速度大小為v0的電子，電子通過 y軸上的C點時速度方向與y軸正方向成45角，電子經(jīng)過磁場偏轉(zhuǎn)后恰好垂直通過第一象限內(nèi)與x軸正方向成15：角的射線OM已知電子的質(zhì)量為m,電荷量為e,不考慮粒子的重力和粒子之間的相互作用)。求:1勻強電場的電場強度E的大小；2電子在電場和磁場中運動的總時間t3矩形磁場區(qū)域的最小面積Smin?！緛碓础亢鲜鸦?2019年高考物理一模

12、物理試題【答案】mv2; (2)三 二；百(匹)2 2eLVo3eBeB【解析】【詳解】12121電子從A至iJC的過程中，由動能定理得：eEL - mvC - mv022vCcos45 v02聯(lián)立解得：e mv02eLvCSin2電子在電場中做類平拋運動，沿電場方向有：L 11cos由數(shù)學(xué)知識知電子在磁場中的速度偏向角等于圓心角:電子在磁場中的運動時間：t2 T2,2 m其中T eB電子在電場和磁場中運動的總時間t t1 t2聯(lián)立解得：t2L 2 mv0 3eB3電子在磁場中做勻速圓周運動，洛倫茲力提供向心力,2則有 evB m r最小矩形區(qū)域如圖所示,由數(shù)學(xué)知識得：CD 2r sin -

13、CQ r rcos-22最小矩形區(qū)域面積：Smin CD CQ聯(lián)立解得：Smin3（嗎）2eB.在地面附近的真空中，存在著豎直向上的勻強電場和垂直電場方向水平向里的勻強磁場，如圖甲所示.磁場的磁感應(yīng)強度B （圖像中的B0末知）隨時間t的變化情況如圖乙所示.該區(qū)域中有一條水平直線MN, D是MN上的一點.在t = 0時刻，有一個質(zhì)量為 m、電荷量為+ q的小球（可看做質(zhì)點），從M點開始沿著水平直線以速度 V0向右做勻速直線運 動，t。時刻恰好到達 N點.經(jīng)觀測發(fā)現(xiàn)，小球在 t = 2t。至t=3t。時間內(nèi)的某一時刻，又豎 直向下經(jīng)過直線 MN上的D點，并且以后小球多次水平向右或豎直向下經(jīng)過D點.

14、不考慮地磁場的影響，求：（1）電場強度E的大小；（2）小球從M點開始運動到第二次經(jīng)過D點所用的時間；（3）小球運動的周期，并畫出運動軌跡（只畫一個周期）. TOC o 1-5 h z 【來源】【百強?！?015屆遼寧師范大學(xué)附屬中學(xué)高三模擬考試物理卷（帶解析） HYPERLINK l bookmark103 o Current Document mg1【答案】（1） E 2t。（一 +1） （3） T= 8t0, q3【解析】 【分析】 【詳解】（1）小球從M點運動到N點時，有qE=mg,解得Emg(2)小球從M點到達N點所用時間ti = t。，小球從N點經(jīng)過個圓周，到達 P點，所以t2=t。

15、 小球從P點運動到D點的位移_mv0 x= R= ，Bq小球從P點運動到D點的時間tot3RVomBq2 mqB所以時間c , 1,、tti t2 t3= 2t0（ 1）.3(3)小球運動一個周期的軌跡如圖所示.小球的運動周期為T= 8t0.父 乂林父-乂支.如圖所示，直線y=x與y軸之間有垂直于xOy平面向外的勻強磁場 B1 ?直線x=d與y=x 間有沿y軸負方向的勻強電場，電場強度E 1.0 104V/m ,另有一半徑 R=1.0m的圓形勻強磁場區(qū)域，磁感應(yīng)強度B2 0.20T ,方向垂直坐標平面向外，該圓與直線x=d和x軸均相切，且與x軸相切于S點.一帶負電的粒子從S點沿y軸的正方形以速

16、度 Vo進入圓形磁場區(qū)域，經(jīng)過一段時間進入磁場區(qū)域B1，且第一次進入磁場B1時的速度方向與直線 y=x55 _ _垂直.粒子速度大小 Vo 1.0 10 m/s ,粒子的比荷為q / m 5.0 10 C/kg ,粒子重力不計.求：(1)粒子在勻強磁場B2中運動的半徑r；(2)坐標d的值；(3)要使粒子無法運動到 x軸的負半軸，則磁感應(yīng)強度B1應(yīng)滿足的條件;y=x上的最長時間(4)在(2)問的基礎(chǔ)上，粒子從開始進入圓形磁場至第二次到達直線3.14,結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)【來源】天津市濱海新區(qū) 2019屆高三畢業(yè)班質(zhì)量監(jiān)測理科綜合能力測試物理試題【答案】(1)r=1m (2) d 4m (3)

17、Bi 0.1T 或 Bi 0.24T(4) t 6.2 105s【解析】【詳解】2解：（1）由帶電粒子在勻強磁場中運動可得：B2qv0 mv0rx ,豎直位移為y解得粒子運動的半徑：r 1m（2）粒子進入勻強電場以后，做類平拋運動，設(shè)粒子運動的水平位移為水平方向：x V0t2豎直萬向：y ata型 mV0tan45 0 at聯(lián)立解得：x 2m, y 1m由圖示幾何關(guān)系得：d x y R（3）若所加磁場的磁感應(yīng)強度為 B1，粒子恰好垂直打在 y軸上，粒子在磁場運動半徑為1由如圖所示幾何關(guān)系得：r1 、2 y Rv 、2v02 ，一一 _ v由帶電粒子在勻強磁場中運動可得：B1qv mq解得：B1

18、0.1T若所加磁場的磁感應(yīng)強度為B1，粒子運動軌跡與軸相切，粒子在磁場中運動半徑為由如圖所示幾何關(guān)系得：/2 & 、,2 y R由帶電粒子在勻強磁場中運動可得:2VB qv m一2解得 b1-2T 0.24T10綜上，磁感應(yīng)強度應(yīng)滿足的條件為B 0.1丁或81 0.24T(4)設(shè)粒子在磁場 B2中運動的時間為ti,在電場中運動的時間為t2 ,在磁場Bi中運動的時間為t3 ,則有:ti4T1TiVot2V0t32T222v解得：t ti t2 t32 1.52,210 5s 6.2 105s.如圖所示，在豎直平面內(nèi)建立直角坐標系，y軸沿豎直方向.在 x = L到x =2L之間存在豎直向上的勻強電

19、場和垂直坐標平面向里的勻強磁場，一個比荷(9)為k的帶電微粒從m坐標原點以一定初速度沿 +x方向拋出，進入電場和磁場后恰好在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運動,離開電場和磁場后，帶電微粒恰好沿+x方向通過x軸上x =3L的位置，已知勻強磁場的磁感應(yīng)強度為 B,重力加速度為 g.求：(1)電場強度的大??；(2)帶電微粒的初速度；(3)帶電微粒做圓周運動的圓心坐標.【來源】【市級聯(lián)考】福建省廈門市2019屆高三5月第二次質(zhì)量檢查考試理綜物理試題【答案】(1) - (2)9(3) k kB(3L,黑,2 2.2k B L .8g(1)由于粒子在復(fù)合場中做勻速圓周運動，則:mg=qE,又9=km解得E - k(

20、2)由幾何關(guān)系：2FCose=L,粒子做圓周運動的向心力等于洛倫茲力:qvB2Vm;r,Vy由cosV在進入復(fù)合場之前做平拋運動：VygtLv0t解得V02gkBO二 12 x kBL(3)由h gt其中t2=2g 則帶電微粒做圓周運動的圓心坐標:xO,32L；y。,h Rsin2gk2B2L2k2B28g.如圖，空間某個半徑為 R的區(qū)域內(nèi)存在磁感應(yīng)強度為 B的勻強磁場，與它相鄰的是一對間距為d,足夠大的平行金屬板，板間電壓為 U。一群質(zhì)量為 m,帶電量為q的帶正電 的粒子從磁場的左側(cè)以與極板平行的相同速度射入磁場。不計重力，則(1)離極板AB距離為R的粒子能從極板上的小孔 P射入電場，求粒子

21、的速度？2(2)極板CD上多長的區(qū)域上可能會有帶電粒子擊中？(3)如果改變極板的極性而不改變板間電壓，發(fā)現(xiàn)有粒子會再次進入磁場，并離開磁場區(qū) 域。計算這種粒子在磁場和電場中運動的總時間。：/Xt ：x:*XXXXXXXXX【來源】江蘇省蘇州新區(qū)一中2019屆高三一摸模擬物理試題【答案】(1)入射粒子的速度v qBRm(2)帶電粒子擊中的長度為2x 222,22B R d q ; ( 3)總時間t t1mU【解析】【詳解】m 2dBR qB U(1)洛倫茲力提供向心力,qvB2mv根據(jù)作圖可解得，能從極板上的小孔rp射入電場,mv qB所以，入射粒子的速度 v理mP點射入電場，從最上邊和最下邊進

22、入磁場的粒子將平行(2)所有進入磁場的粒子都能從極板進入電場，這些粒子在垂直于電場方向做勻加速直線運動,a E也m md12d at2解得t2md2qu沿極板運動的距離x vt/2b2r2d2q； mU有帶電粒子擊中的長度為 2x 2 12b2r2d2cl mU(3)能再次進入磁場的粒子應(yīng)垂直于極板進入電場，在電場中運動的時間c v 2dBRti2a U在磁場中運動的時間為t2 T2qB所以t2qB總時間tt1 t2m 2dBRqB U.如圖所示，在平面直角坐標系 xoy的第二象限內(nèi)有平行于 y軸的勻強電場，電場強度大 小為E,方向沿y軸負方向。在第一、四象限內(nèi)有一個半徑為 R的圓，圓心坐標為

23、(R,0),圓內(nèi)有方向垂直于 xoy平面向里的勻強磁場。一帶正電的粒子(不計重力)，以速度 為vo從第二象限的P點，沿平行于x軸正方向射入電場，通過坐標原點O進入第四象限,速度方向與x軸正方向成30 ,最后從Q點平行于y軸離開磁場，已知 P點的橫坐標為2h 。求：(1)帶電粒子的比荷9；m(2)圓內(nèi)磁場的磁感應(yīng)強度 B的大小;(3)帶電粒子從 P點進入電場到從 Q點射出磁場的總時間。【來源】2020屆天津市六校高三上學(xué)期期末聯(lián)考物理試題(天津外大附校等僑案(1)q &咤6 m 6Ehv0R3v0【解析】【詳解】(1)由水平方向勻速直線運動得2h=v0ti豎直向下的分速度vy v0 tan 30

24、由豎直方向勻加速直線運動知vy=ati,加速度為qEm根據(jù)以上式解得q_. 3vo2m 6Eh(2)粒子進入磁場的速度為v,有cos30vo粒子運動軌跡如圖所示由幾何關(guān)系得，粒子在磁場中作勻速圓周運動的軌道半徑為r=R由洛倫茲力提供向心力可知qvB2mvr解得B膽vR(3)粒子在磁場中運動的時間為t2120 T360粒子在磁場中運動的周期為T2 r ,粒子在電場中運動的時間為vt12hv0粒子運動的總時tt1t2代入數(shù)據(jù)得:3V0.如圖所示，在豎直平面(紙面)內(nèi)有長為l的CD EF兩平行帶電極板，上方 CD為正極板，下方EF為負極板，兩極板間距為 l, O點為兩極板邊緣 C、E兩點連線的中點；

25、兩極 板右側(cè)為邊長為l的正方形勻強磁場區(qū)域磁場方向垂直紙面向外。離子源P產(chǎn)生的電荷量為q、質(zhì)量為m的帶正電粒子飄入電壓為 Ui的加速電場，其初速度幾乎為零，被電場加速 后在豎直平面內(nèi)從 O點斜向上射入兩極板間，帶電粒子恰好從CD極板邊緣D點垂直DF邊界進入勻強磁場區(qū)域。已知磁感應(yīng)強度大小B與帶電粒子射入電場 。點時的速度大小 vo的關(guān)系為巴 1m ,帶電粒子重力不計。求Vo 2ql(1)帶電粒子射入電場 O點時的速度大小 vo；(2)兩平行極板間的電壓 U2；(3)帶電粒子在磁場區(qū)域運動的時間to【來源】【市級聯(lián)考】四川省德陽市2019屆高三下學(xué)期二診物理試題【答案】(1)坪；(2) Ui；(

26、3) 4m9qU1【解析】 TOC o 1-5 h z 12(1)電荷在電場中加速，由動能定理得：qU1 ，mv2,2解得：V。停；(2)粒子進入偏轉(zhuǎn)電場時的速度方向與水平方向間的夾角為0,在偏轉(zhuǎn)電場中：l v0cos It, - - v0 sin t , v0sinat , HYPERLINK l bookmark158 o Current Document 22 2qE qU2加速度：a- ,m ml解得：U2 U1, 一；4(3)粒子在磁場中做圓周運動，洛倫茲力提供向心力,由牛頓第二定律得：qv0 cos B m (v0 cos )R-2解得：R -l , 3粒子運動軌跡如圖所示，粒子轉(zhuǎn)

27、過的圓心角：-3粒子在磁場中的運動時間：t v0 cos4 、 qUim解得：t 1 .9qUi11.如圖所示，ABCD與MNPQ均為邊長為l的正方形區(qū)域，且 A點為MN的中點。ABCD區(qū)域中存在有界的垂直紙面方向勻強磁場，在整個MNPQ區(qū)域中存在圖示方向的勻強電場。質(zhì)量為m、電荷量為e的電子以大小為 四的初速度垂直于 BC射入正方形ABCD區(qū)域, 且都從A點進入電場，已知從 C點進入磁場的粒子在 ABCD區(qū)域中運動時始終位于磁場 中，不計電子重力，求：勻強磁場區(qū)域中磁感應(yīng)強度 B的大小和方向；要使所有粒子均能打在 PQ邊上，電場強度 E至少為多大;ABCD區(qū)域中磁場面積的最小值是多少。【來源

28、】【全國百強校】天津市耀華中學(xué)2019屆高三高考一模物理試題【答案】（1） 一，方向為垂直紙面向外;el【解析】(2)1；產(chǎn)一ei【詳解】解：（1）由洛倫磁力提供向心力可得：由題意則有：解得：口=_方向為垂直紙面向外el（2）在勻強電場中做內(nèi)平拋運動，則有：1解得：口U?nvS= eTmv, cp0Z?=eE - rna（3）圖中陰影部分為磁場面積最小范圍，由幾何關(guān)系可知:1 1 1min = X (川，引2):產(chǎn)產(chǎn)-A1 二*.如圖所示，圓心為 。半彳至為R的圓形區(qū)域內(nèi)有磁感應(yīng)強度大小為Bi、方向垂直紙面向外的勻強磁場，磁場區(qū)域右側(cè)有一寬度也為R足夠長區(qū)域n ,區(qū)域n內(nèi)有方向向左的勻強電場，

29、區(qū)域n左右邊界CD、FG與電場垂直，區(qū)域I邊界上過A點的切線與電場線平行 且與FG交于G點，F(xiàn)G右側(cè)為方向向外、磁感應(yīng)強度大小為B2的勻強磁場區(qū)域 出.在FG延長線上距G點為R處的M點放置一足夠長的熒光屏 MN,熒光屏與FG成53角，在A點處有一個粒子源，能沿紙面向區(qū)域內(nèi)各個方向均勻地發(fā)射大量質(zhì)量為m、帶電荷量為+ q且速率相同的粒子，其中沿 AO方向射入磁場的粒子，恰能平行于電場方向進入?yún)^(qū)域II并垂直打在熒光屏上（不計粒子重力及其相互作用）求：(1)粒子的初速度大小 V0；(2)電場的電場強度大小 E；(3)熒光屏上的發(fā)光區(qū)域長度 Ax【來源】【市級聯(lián)考】湖南省衡陽市2019屆高三下學(xué)期第二

30、次聯(lián)考理科綜合物理試題【答案】(1)V0 qBR (2)變 Bi2 4B22(3) 1.2Rm2m【解析】【詳解】(1)如圖所示,分析可知，粒子在區(qū)域I中的運動半徑r1R2由qv0B m選得RV0qBRm(2)因粒子垂直打在熒光屏上，由題意可知，在區(qū)域 III中的運動半徑為2 2R2由 qvB2 m得：2R2qB2R v m粒子在電場中做勻減速運動，由動能定理得:121 2qER -mv - v0 22解得：E R-(B12 4B；)；2m(3)如圖分析可知，速度方向與電場方向平行向左射入?yún)^(qū)域I中的粒子將平行電場方向從區(qū)域I中最高點穿出，打在離M點Xi處的屏上，由幾何關(guān)系得： 222(x1co

31、sR)(x1 sin ) 4R解得：x12/3R5速度方向與電場方向平行向右射放區(qū)域I中的粒子將平行電場方向從區(qū)域I中最低點穿出打在離M點X2處的屏上，由幾何關(guān)系得：(x1cosR)2 (x1 sin )2 4R2解得：x12R5分析可知所有粒子均未平行于FG方向打在板上，因此熒光屏上的發(fā)光區(qū)域長度為x x2 x1解得：x 1.2R。.在如圖所示的平面直角坐標系中，存在一個半徑R= 0.2m的圓形勻強磁場區(qū)域，磁感應(yīng)強度B=1.0T,方向垂直紙面向外，該磁場區(qū)域的右邊緣與y坐標軸相切于原點 O點。y軸右側(cè)存在一個勻強電場，方向沿 y軸正方向，電場區(qū)域?qū)挾?l =0.1m。現(xiàn)從坐標為(- 0.2

32、m, -0.2m)的P點發(fā)射出質(zhì)量 m = 2.0X 10 9kg帶電荷量q= 5.0X 105C的帶正電粒 子，沿y軸正方向射入勻強磁場，速度大小V0=5.0 x 103m/s (粒子重力不計)。(1)帶電粒子從坐標為(0.1m, 0.05m)的點射出電場，求該電場強度；(2)為了使該帶電粒子能從坐標為(0.1m, - 0.05m)的點回到電場，可在緊鄰電場的右側(cè)區(qū)域內(nèi)加勻強磁場，試求所加勻強磁場的磁感應(yīng)強度大小和方向。【來源】2019年四川省樂山市高三三模理綜物理試題【答案】(1) 1.0X 104N/C (2) 4T,方向垂直紙面向外【解析】【詳解】解：(1)帶正電粒子在磁場中做勻速圓周

33、運動，根據(jù)洛倫茲力提供向心力有： 2V0qv0B m一 r可得：r=0.20m=R根據(jù)幾何關(guān)系可以知道，帶電粒子恰從O點沿x軸進入電場，帶電粒子做類平拋運動，設(shè)粒子到達電場邊緣時，豎直方向的位移為y1根據(jù)類平拋規(guī)律可得：l v0t, y 1at22根據(jù)牛頓第二定律可得：Eq ma聯(lián)立可得：e 1.0 104 N/CqEi l3 粒子飛離電場時，沿電場方向速度：Vy at 5.0 10 m/s= v0m TV0粒子射出電場時速度：v ，2vo根據(jù)幾何關(guān)系可知，粒子在 B區(qū)域磁場中做圓周運動半徑：r&y2根據(jù)洛倫茲力提供向心力可得：qvB m r聯(lián)立可得所加勻強磁場的磁感應(yīng)強度大小:mv4tqr根

34、據(jù)左手定則可知所加磁場方向垂直紙面向外。14.如圖所示，在平面直角坐標系 xOy平面內(nèi)，直角三角形abc的直角邊ab長為6d,與y軸 重合，/bac=30。,中位線OM與x軸重合，三角形內(nèi)有垂直紙面向里的勻強磁場.在笫一象限內(nèi)，有方向沿y軸正向的勻強電場，場強大小E與勻強磁場磁感應(yīng)強度 B的大小間滿足E=v)B.在x=3d的N點處，垂直于x軸放置一平面熒光屏.電子束以相同的初速度丫0從丫軸上一3dWyW的范圍內(nèi)垂直于 y軸向左射入磁場，其中從y軸上y=2d處射入的電子，經(jīng)磁場 偏轉(zhuǎn)后，恰好經(jīng)過O點.電子質(zhì)量為m,電量為e,電子間的相互作用及重力不計.求(1)勻強磁楊的磁感應(yīng)強度B(2)電子束從

35、y軸正半軸上射入電場時的縱坐標y的范圍；(3)熒光屏上發(fā)光點距N點的最遠距離L *能主nc中【來源】四川省樂山市 2018屆高三第二次調(diào)查研究考試理綜物理試題【答案】(1) mv0；(2) 0 y 2d ； (3) 9d ；ed4【解析】設(shè)電子在磁場中做圓周運動的半徑為r;由幾何關(guān)系可得r=d2電子在磁場中做勻速圓周運動洛倫茲力提供向心力，由牛頓第二定律得：ev0B m0-r解得：B詈(2)當電子在磁場中運動的圓軌跡與ac邊相切時，電子從+ y軸射入電場的位置距 O點最遠，如圖甲所示.設(shè)此時的圓心位置為 O ,有：Oarsin 30OO 3d Oa解得OO d即從O點進入磁場的電子射出磁場時的

36、位置距O點最遠所以ym 2r 2d電子束從y軸正半軸上射入電場時的縱坐標 y的范圍為0 y 2d 設(shè)電子從0 y 2d范圍內(nèi)某一位置射入電場時的縱坐標為y,從置橫坐標為X,速度方向與x軸間夾角為0,在電場中運動的時間為 產(chǎn)生的發(fā)光點距 N點的距離為L,如圖乙所示：ON間射出電場時的位t,電子打到熒光屏上根據(jù)運動學(xué)公式有：X %tvytantan解得:1 eE+2t2 meE-t mVyV。L3d xL （3 .,d、石）而_9即y d時，L有最大值 8, 一 9解得：L d4當 3 d 2y 2y【點睛】本題屬于帶電粒子在組合場中的運動，粒子在磁場中做勻速圓周運動，要求能正 確的畫出運動軌跡，并根據(jù)幾何關(guān)系確定某些物理量之間的關(guān)系；粒子在電場中的