2025版高考物理一輪復(fù)習(xí)真題精練專題十磁場(chǎng)第24練帶電粒子在組合場(chǎng)和疊加場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)課件

第24練

帶電粒子在組合場(chǎng)和疊加場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)C1.[2022海南·7,3分,難度★★☆☆☆]如圖,兩塊圓弧形金屬板間存在方向指向圓心O的電場(chǎng),與O點(diǎn)等距處電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等.一束正離子流沿紙面垂直電場(chǎng)方向以相同速度射入電場(chǎng),其中一部分離子能沿著某一等勢(shì)面通過(guò)電場(chǎng),然后進(jìn)入方向垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng),則這部分離子中,沿相同軌跡通過(guò)磁場(chǎng)的離子都具有相同的(

)A.質(zhì)量 B.電荷量 C.比荷 D.動(dòng)能1.C

解析B2.[2022全國(guó)甲·18,6分,難度★★★☆☆]空間存在著勻強(qiáng)磁場(chǎng)和勻強(qiáng)電場(chǎng),磁場(chǎng)的方向垂直于紙面(xOy平面)向里,電場(chǎng)的方向沿y軸正方向.一帶正電的粒子在電場(chǎng)和磁場(chǎng)的作用下,從坐標(biāo)原點(diǎn)O由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng).下列四幅圖中,可能正確描述該粒子運(yùn)動(dòng)軌跡的是(

)2.B分析可知,開(kāi)始一段較短時(shí)間內(nèi),粒子具有沿+y方向的速度,由左手定則可知,粒子應(yīng)向左側(cè)偏轉(zhuǎn),A、C項(xiàng)錯(cuò)誤;由于粒子所受電場(chǎng)力沿+y方向,且粒子初速度為零、初始位置在坐標(biāo)原點(diǎn),故粒子運(yùn)動(dòng)軌跡的最低點(diǎn)在x軸上,D項(xiàng)錯(cuò)誤,B項(xiàng)正確.解析A

3.A

帶電粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng),其運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示解析D

4.D

解析C

5.C

假設(shè)電子打在a點(diǎn),即其所受電場(chǎng)力與洛倫茲力大小相等,方向相反,故eE=evB,由于α粒子的速度v'小于電子的速度v,所以2eE>2ev'B,α粒子經(jīng)過(guò)電、磁組合場(chǎng)后向右偏轉(zhuǎn),即其所受合力方向向右,由于α粒子帶正電,所以電場(chǎng)方向水平向右,AB錯(cuò)誤;電子所受電場(chǎng)力水平向左,則其所受洛倫茲力水平向右,則磁場(chǎng)方向垂直紙面向里,D錯(cuò)誤,C正確.假設(shè)α粒子打在a點(diǎn),同樣可以得出C正確.解析BC6.[2022廣東·8,6分,難度★★★☆☆](多選)如圖所示,磁控管內(nèi)局部區(qū)域分布有水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)和垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng).電子從M點(diǎn)由靜止釋放,沿圖中所示軌跡依次經(jīng)過(guò)N、P兩點(diǎn).已知M、P在同一等勢(shì)面上,下列說(shuō)法正確的有(

)A.電子從N到P,電場(chǎng)力做正功B.N點(diǎn)的電勢(shì)高于P點(diǎn)的電勢(shì)C.電子從M到N,洛倫茲力不做功D.電子在M點(diǎn)所受的合力大于在P點(diǎn)所受的合力6.BC電子從M點(diǎn)由靜止釋放,從M到N,電場(chǎng)力做正功,M、P在同一等勢(shì)面上,可知電子從N到P,電場(chǎng)力做負(fù)功,A錯(cuò)誤;根據(jù)沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)降低,可知N點(diǎn)電勢(shì)高于P點(diǎn)電勢(shì),B正確;根據(jù)洛倫茲力方向與速度方向垂直,對(duì)帶電粒子永遠(yuǎn)不做功,可知電子從M到N,洛倫茲力不做功,C正確;洛倫茲力不做功,且M、P在同一等勢(shì)面上,可知電子在M點(diǎn)和P點(diǎn)速度都是零,即電子在M點(diǎn)和P點(diǎn)都是只受到電場(chǎng)力作用,所以電子在M點(diǎn)所受的合力等于在P點(diǎn)所受的合力,D錯(cuò)誤.解析BC

解析8.[2023湖南·6,4分,難度★★★☆☆]如圖,真空中有區(qū)域Ⅰ和Ⅱ,區(qū)域Ⅰ中存在勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng),電場(chǎng)方向豎直向下(與紙面平行),磁場(chǎng)方向垂直紙面向里,等腰直角三角形CGF區(qū)域(區(qū)域Ⅱ)內(nèi)存在勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁場(chǎng)方向垂直紙面向外.圖中A、C、O三點(diǎn)在同一直線上,AO與GF垂直,且與電場(chǎng)和磁場(chǎng)方向均垂直.A點(diǎn)處的粒子源持續(xù)將比荷一定但速率不同的粒子射入?yún)^(qū)域Ⅰ中,只有沿直線AC運(yùn)動(dòng)的粒子才能進(jìn)入?yún)^(qū)域Ⅱ.若區(qū)域Ⅰ中電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B1,區(qū)域Ⅱ中磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B2,則粒子從CF的中點(diǎn)射出,它們?cè)趨^(qū)域Ⅱ中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t0.若改變電場(chǎng)或磁場(chǎng)強(qiáng)弱,能進(jìn)入?yún)^(qū)域Ⅱ中的粒子在區(qū)域Ⅱ中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t,不計(jì)粒子的重力及粒子之間的相互作用,下列說(shuō)法正確的是

(

)D

解析

(1)當(dāng)Ek0=0時(shí),電子加速后均沿各磁場(chǎng)區(qū)邊緣進(jìn)入磁場(chǎng),且在電場(chǎng)內(nèi)相鄰運(yùn)動(dòng)軌跡的夾角θ均為45°,最終從Q點(diǎn)出射,運(yùn)動(dòng)軌跡如圖中帶箭頭實(shí)線所示.求Ⅰ區(qū)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小、電子在Ⅰ區(qū)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間及在Q點(diǎn)出射時(shí)的動(dòng)能;(2)已知電子只要不與Ⅰ區(qū)磁場(chǎng)外邊界相碰,就能從出射區(qū)域出射.當(dāng)Ek0=keU時(shí),要保證電子從出射區(qū)域出射,求k的最大值.

答案解析

10.[2021全國(guó)甲·25,20分,難度★★★★★]如圖,長(zhǎng)度均為L(zhǎng)的兩塊擋板豎直相對(duì)放置,間距也為L(zhǎng),兩擋板上邊緣P和M處于同一水平線上,在該水平線的上方區(qū)域有方向豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng),電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E;兩擋板間有垂直紙面向外、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小可調(diào)節(jié)的勻強(qiáng)磁場(chǎng).一質(zhì)量為m,電荷量為q(q>0)的粒子自電場(chǎng)中某處以大小為v0的速度水平向右發(fā)射,恰好從P點(diǎn)處射入磁場(chǎng),從兩擋板下邊緣Q和N之間射出磁場(chǎng),運(yùn)動(dòng)過(guò)程中粒子未與擋板碰撞.已知粒子射入磁場(chǎng)時(shí)的速度方向與PQ的夾角為60°,不計(jì)重力.(1)求粒子發(fā)射位置到P點(diǎn)的距離;(2)求磁感應(yīng)強(qiáng)度大小的取值范圍;(3)若粒子正好從QN的中點(diǎn)射出磁場(chǎng),求粒子在磁場(chǎng)中的軌跡與擋板MN的最近距離.

解析答案

11.[2022河北·14,16分,難度★★★★★]兩塊面積和間距均足夠大的金屬板水平放置,如圖1所示,金屬板與可調(diào)電源相連形成電場(chǎng),方向沿y軸正方向.在兩板之間施加磁場(chǎng),方向垂直xOy平面向外.電場(chǎng)強(qiáng)度和磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間的變