高考物理 模拟新题精选分类解析（第10期）专题19 带电粒子在电场、磁场中的运动.doc

2013年高考物理 模拟新题精选分类解析（第10期）专题19 带电粒子在电场、磁场中的运动1（2013浙江省宁波市二模）如图，一正方形盒子处于竖直向上匀强磁场中，盒子边长为l，前后面为金属板，其余四面均为绝缘材料，在盒左面正中间和底面上各有一小孔（孔大小相对底面大小可忽略），底面小孔位置可在底面中线mn间移动，现有一些带-q电量的液滴从左侧小孔以某速度进入盒内，由于磁场力作用，这些液滴会偏向金属板，从而在前后两面间产生电压，（液滴落在底部绝缘面或右侧绝缘面时仍将向前后金属板运动，带电液滴达金属板后将电量传给金属板后被引流出盒子），当电压达稳定后，移动底部小孔位置，若液滴速度在某一范围内时，可使得液滴恰好能从底面小孔出去，现可根据底面小孔到m点的距离d计算出稳定电压的大小，若已知磁场磁感强度为b，则以下说法正确的是a稳定后前金属板电势较低b稳定后液滴将做匀变速曲线运动c稳定电压为d能计算出的最大稳定电压为2.（18分）（2013广东省惠州市4月模拟）中心均开有小孔的金属板c、d与半径为d的圆形单匝金属线圈连接，圆形框内有垂直纸面的匀强磁场，大小随时间变化的关系为b=kt(k未知且k0)，e、f为磁场边界，且与c、d板平行。d板右方分布磁场大小均为b0，方向如图所示的匀强磁场。区域的磁场宽度为d，区域的磁场宽度足够大。在c板小孔附近有质量为m、电量为q的负离子由静止开始加速后，经d板小孔垂直进入磁场区域，不计离子重力。（1）判断圆形线框内的磁场方向；（2）若离子从c板出发，运动一段时间后又恰能回到c板出发点，求离子在磁场中运动的总时间；（3）若改变圆形框内的磁感强度变化率k，离子可从距d板小孔为2d的点穿过e边界离开磁场，求圆形框内磁感强度的变化率k是多少？3.(19分)(2013黑龙江大庆市二模)如图所示，带电平行金属板相距为2r，在两板间半径为r的圆形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为b，两板及其左侧边缘连线均与磁场边界刚好相切。一质子（不计重力）沿两板间中心线o1o2从左侧o1点以某一速度射入，沿直线通过圆形磁场区域，然后恰好从极板边缘飞出，在极板间运动时间为t0.若仅撤去磁场，质子仍从o1点以相同速度射入，经t0/2时间打到极板上.试求：（1）两极板间电压u；（2）质子从极板间飞出时的速度大小；（3）若两极板不带电，保持磁场不变，质子仍沿中心线o1o2从o1点射入，欲使质子从两极板左侧间飞出，射入的速度应满足什么条件？4. (20分) (2013柳州铁一中四模)有人设计了一种带电颗粒的速率分选装置，其原理如题图所示，两带电金属板间有匀强电场，方向竖直向上，其中pqnm矩形区域内还有方向垂直纸面向外的匀强磁场.一束比荷（电荷量与质量之比）均为的带正电颗粒，以不同的速率沿着磁场区域的水平中心线oo进入两金属板之间，其中速率为的颗粒刚好从q点处离开磁场，然后做匀速直线运动到达收集板.重力加速度为g，收集板与nq的距离为，不计颗粒间相互作用.求（1）电场强度e的大小；（2）磁感应强度b的大小；（3）速率为的颗粒打在收集板上的位置到o点的距离.5（18分）（2013广东省肇庆市二模）如图所示，坐标空间中有场强为e的匀强电场和磁感应强度为b的匀强磁场，y轴为两种场的分界线，图中虚线为磁场区域的右边界，现有一质量为m、电荷量为q的带电粒子从电场中坐标位置(l，0)处，以初速度v0沿x轴正方向开始运动，且已知l= (粒子重力不计).试求: （1）带电粒子进入磁场时的速度v的大小及v的方向与y轴的夹角；（2）若要使带电粒子能穿越磁场区域而不再返回电场中，磁场的宽度d的最小值是多少6（19分）（2013重庆市六区调研）为了获得一束速度大小确定且方向平行的电子流，某人设计了一种实验装置，其截面图如题9图所示。其中eabcd为一接地的金属外壳。在a处有一粒子源，可以同时向平行于纸面的各个方向射出大量的速率不等的电子。忽略电子间的相互作用力，这些电子进入一垂直于纸面向里的圆形区域匀强磁场后，仅有一部分能进入右侧的速度选择器mnpq。已知圆形磁场半径为r；速度选择器的mn和pq板都足够长，板间电场强度为e（图中未画出电场线），匀强磁场垂直于纸面向里大小为b2，电子的电荷量大小为e，质量为m。调节圆形区域磁场的磁感应强度b1的大小，直到有电子从速度选择器右侧射出。求：（1）速度选择器的mn板带正电还是负电？能从速度选择器右侧射出的电子的速度大小、方向如何？（2）是否所有从粒子源a处射出并进入磁场的速度大小为（1）问中的电子，最终都能从速度选择器右侧射出？若能，请简要证明，并求出圆形磁场的磁感应强度b1的大小；若不能，请说明理由。（不考虑电子“擦”到金属板的情形以及金属板附近的边界效应）（3）在最终能通过速度选择器的电子中，从圆形区域磁场出射时距ae为d=的电子在圆形磁场中运动了多长时间？7.(17分) （2013成都市三模）如图9所示,水平光滑绝缘桌面距地面高h,x轴将桌面分为i、两个区域,其中i区域的匀强电场场强为e,方向与ab边及x轴垂直,且平行于桌面;区域是磁感应强度为的匀强磁场,磁场方向竖直向下。一质量为m,电荷量为q的带正电小球,从桌边缘ab上的m处由静止释放(m距ad边及 x轴的距离均为l),加速后经x轴上n点进入区域,最后从ad边上的p点飞离桌面。求: (1)小球进入磁场时的速度;(2)小球飞出ad边的瞬间,速度方向与ad边夹角;(3)小球飞离桌面后,落地点距ad边在地面投影的距离。8. （16分）（2013安徽省安庆市二模）如图所示，在xoy平面的第四象限内存在沿y轴正方向的匀强磁场，场强大小为e，第一象限存在一有界匀强磁场，方向垂直于xoy平面向里，磁感应强度为b，磁场上边界与x轴正向夹角=30，直线mn与y轴平行，n点坐标为（l,0），现从mn上的p点无初速度释放质量为m，电荷量为q的带正电粒子，不计粒子的重力，求：（1）若粒子进入磁场后将垂直于上边界射出磁场，求pn之间的距离；（2）若粒子进入磁场后能再次回到电场中，则pn之间的距离应满足什么条件？ 9.（共18分）（2013山东省莱芜二中模拟）如图所示，在x轴上0到d范围内存在电场（图中未画出），x轴上各点的电场沿着x轴正方向，并且电场强度大小e随x的分布如图2所示；在x轴上d到2d范围内存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为b。一质量为m，电量为的粒子沿x轴正方向以某一初速度从o点进入电场，最终粒子恰从坐标为（2d，）的p点离开磁场。不计粒子重力。（1）求在x=0.5d处，粒子的加速度大小a； （2）求粒子在磁场中运动时间t；（3）类比是一种常用的研究方法。对于直线运动，教科书中讲解了由v-t图像求位移的方法。请你借鉴此方法，并结合其他物理知识，求带电粒子的初速度v。的大小。10.（16分）（2013吉林省实验中学二模）如图所示，两块水平放置、相距为d的长金属板接在电压可调的电源上。两板之间的右侧长度为3d的区域存在方向垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为b。喷墨打印机的喷口可