2016高三物理復(fù)習(xí)考前搶分必做終極猜想17對(duì)帶電粒子在復(fù)合場中運(yùn)動(dòng)的考查新人教版

1、PAGE 1PAGE 5終極猜想十七對(duì)帶電粒子在復(fù)合場中運(yùn)動(dòng)的考查(本卷共4小題，滿分60分建議時(shí)間：30分鐘 )命題專家 寄語本部分是高考試題中的重點(diǎn)內(nèi)容，高考?jí)狠S題，對(duì)審題能力，運(yùn)算能力、利用數(shù)學(xué)工具處理物理問題的能力要求高，帶電粒子在復(fù)合場中運(yùn)動(dòng)問題分為兩類：一類為電場、磁場連續(xù)場，另一類為電場與磁場的疊加場，處理問題的關(guān)鍵是正確分析帶電粒子受力，弄清運(yùn)動(dòng)過程及其遵循的規(guī)律是解決問題的關(guān)鍵.六十、帶電粒子在電磁場中的運(yùn)動(dòng)1如圖1所示，兩導(dǎo)體板水平放置，兩板間電勢差為U，帶電粒子以某一初速度v0，沿平行于兩板的方向從兩板正中間射入，穿過兩板后又垂直于磁場方向射入邊界線豎直的勻強(qiáng)磁場，則：粒

2、子射入磁場和射出磁場的M、N兩點(diǎn)間的距離d隨著U和v0的變化情況為()圖1Ad隨v0增大而增大，d與U無關(guān)Bd隨v0增大而增大，d隨U增大而增大Cd隨U增大而增大，d與v0無關(guān)Dd隨v0增大而增大，d隨U增大而減小2如圖2所示，MPQO為有界的豎直向下的勻強(qiáng)電場，電場強(qiáng)度為E，ACB為光滑固定的半圓形軌道，圓軌道半徑為R, AB為圓水平直徑的兩個(gè)端點(diǎn)，AC為eq f(1,4)圓弧一個(gè)質(zhì)量為m電荷量為q的帶電小球，從A點(diǎn)正上方高為H處由靜止釋放，并從A點(diǎn)沿切線進(jìn)入半圓軌道不計(jì)空氣阻力及一切能量損失，關(guān)于帶電粒子的運(yùn)動(dòng)情況，下列說法正確的是()圖2A小球一定能從B點(diǎn)離開軌道B小球在AC部分可能做勻

3、速圓周運(yùn)動(dòng)C若小球能從B點(diǎn)離開，上升的高度一定等于HD小球到達(dá)C點(diǎn)的速度可能為零3如圖3所示的環(huán)狀軌道處于豎直面內(nèi)，它由半徑分別為R和2R的兩個(gè)半圓軌道、半徑為R的兩個(gè)四分之一圓軌道和兩根長度分別為2R和4R的直軌道平滑連接而成以水平線MN和PQ為界，空間分為三個(gè)區(qū)域，區(qū)域和區(qū)域有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的水平向里的勻強(qiáng)磁場，區(qū)域和有豎直向上的勻強(qiáng)電場一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶電小環(huán)穿在軌道內(nèi)，它與兩根直軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)為(01)，而軌道的圓弧形部分均光滑在電場中靠近C點(diǎn)的地方將小環(huán)無初速釋放，設(shè)小環(huán)電量保持不變(已知區(qū)域和的勻強(qiáng)電場強(qiáng)大小為Eeq f(2mg,q)，重力加速度為g)求：圖3(1)小環(huán)

4、在第一次通過軌道最高點(diǎn)A時(shí)的速度vA的大?。?2)小環(huán)在第一次通過軌道最高點(diǎn)A時(shí)受到軌道的壓力的大??；(3)若從C點(diǎn)釋放小環(huán)的同時(shí)，在區(qū)域再另加一垂直于軌道平面向里的水平勻強(qiáng)電場，其場強(qiáng)大小為Eeq f(mg,q)，則小環(huán)在兩根直軌道上通過的總路程多大？六十一、綜合應(yīng)用4如圖4所示，條形區(qū)域內(nèi)存在垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度B10.3 T，內(nèi)存在垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度B2 eq r(3)B1，BB、CC間存在沿紙面方向豎直向下的勻強(qiáng)電場E，AA、BB、CC、DD為磁場邊界，它們相互平行，條形區(qū)域的長度足夠長，磁場寬度及BB、CC之間的距離d1 m一束帶正電的某種粒子從AA

5、上的O點(diǎn)以沿與AA成60角以v12106 m/s射入磁場，剛好垂直邊界BB射出區(qū)域而進(jìn)入勻強(qiáng)電場，且沿與CC成60角進(jìn)入?yún)^(qū)域，最后粒子剛好不能從磁場區(qū)域射出，取3，不計(jì)粒子所受重力求：圖4(1)粒子的比荷eq f(q,m)；(2)電場強(qiáng)度E的大小；(3)粒子從O到DD所用的時(shí)間(保留兩位有效數(shù)字)參考答案1A帶電粒子射出電場時(shí)速度的偏轉(zhuǎn)角為，如圖所示，有：cos eq f(v0,v)，又Req f(mv,Bq)，而d2Rcos 2eq f(mv,Bq)cos eq f(2mv0,Bq)，A正確2B若電場力大于重力，則有可能不從B點(diǎn)離開軌道，A錯(cuò)若電場力大小等于重力，物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，B正確因

6、電場力做負(fù)功，則機(jī)械能損失，上升的高度一定小于H，C錯(cuò)誤由圓周運(yùn)動(dòng)知識(shí)可知若小球到達(dá)C點(diǎn)的速度為零，則在此之前就已脫軌了，D錯(cuò)3解析(1)從C到A，洛倫茲力不做功，小環(huán)對(duì)軌道無壓力，也就不受軌道的摩擦力，由動(dòng)能定理，有qE5Rmg5Req f(1,2)mveq oal(2,A)可得：vA eq r(10gR) (2)過A點(diǎn)時(shí)對(duì)小環(huán)，由牛頓第二定律，有 NmgqvABqEmeq f(voal(2,A),R)解得N11mgqB eq r(10gR) (3)由于01，小環(huán)必能通過A點(diǎn)，以后有三種可能：可能第一次過了A點(diǎn)后，恰好停在K點(diǎn)在直軌道上通過的總路程為s總4R可能在水平線PQ上方的軌道上往復(fù)若

7、干次后，最后一次從A點(diǎn)下來恰好停在K點(diǎn)對(duì)整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程，由動(dòng)能定理qE3Rmg3RqEs總0得s總eq f(3R,)還可能最終在D或D點(diǎn)速度為零(即在D與D點(diǎn)之間往復(fù)運(yùn)動(dòng))由動(dòng)能定理qE4Rmg4RqEs總0得s總eq f(4R,)答案(1)eq r(10gR)(2)11mgqBeq r(10gR)(3)4R或eq f(3R,)或eq f(4R,)4解析本題考查帶電粒子在電場、磁場中的運(yùn)動(dòng)(1)依據(jù)粒子在磁場區(qū)域的初、末速度，作出圓心O1，如圖所示由幾何關(guān)系得：130R1sin 1dqvB1eq f(mvoal(2,1),R1)解得：eq f(q,m)3.3106 C/kg(2)粒子在勻強(qiáng)電場中作類平拋運(yùn)動(dòng)，由幾何關(guān)系得：tan 60eq f(v1,vy)由牛頓第二定律得：qEma由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得：vyat2且dv1t2，解得：t25107s解得：E4eq r(3)105 N/C或6.9105 N/C(3)依據(jù)粒子在磁場區(qū)域的初末速度，作出圓心O2，由幾何關(guān)系得：2120粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)的周期Teq f(2R,v)eq f(2m,Bq)由幾何關(guān)系得：teq f(,360)T故