高考物理 模拟新题精选分类解析（第7期）专题19 带电粒子在复合场中的运动.doc

2013年高考物理 模拟新题精选分类解析（第7期）专题19 带电粒子在复合场中的运动1（2013河南省开封市二模）如图所示，在长方形abcd区域内有正交的匀强电场和匀强磁场，l，一带电粒子从ad的中点垂直于电场和磁场方向射入，恰沿直线从bc边的中点p射出，若撤去电场，则粒子从a点射出且射出时的动能为ek；若撤去磁场，则粒子射出时的动能为（重力不计）aek b2ek c4ek d5ek2（2013年3月北京市东城区联考）如图4所示，一束质量、速度和电荷量不全相等的离子，经过由正交的匀强电场和匀强磁场组成的速度选择器后，进入另一个匀强磁场中并分裂为a、b束，下列说法中正确的是()。a组成a、b束的离子都带负电b组成a、b束的离子质量一定不同ca束离子的比荷大于b束离子的比荷d速度选择器中的磁场方向垂直纸面向外答案：c3（22分）（2013浙江省五校联盟联考）如图所示，在轴上方有水平向左的匀强电场，在轴下方有竖直向上的匀强电场，且=5n/c，在图中虚线（虚线与轴负方向成角）的右侧和轴下方之间存在着垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度b=2t有一长l=5m的不可伸长的轻绳一端固定在第一象限内的o点，另一端拴有一质量m=0.1kg、带电量q=+0.2c的小球，小球可绕o点在竖直平面内转动， oo间距为l，与轴正方向成角先将小球放在o正上方且绳恰好伸直的位置处由静止释放，当小球进入磁场前瞬间绳子绷断重力加速度g取10m/s2求：（1）绷紧过程中细绳对小球所做的功；（2）小球刚进入磁场区域时的速度；（3）小球从进入磁场到小球穿越磁场后第一次打在轴上所用的时间及打在轴上点的坐标。解析：(1) 小球先做匀加速直线运动，直到绳子绷直，设绳刚绷直时小球速度为v，绷紧后小球瞬间速度为v1则 v2=2ax 而 f合= x=l 绳子绷紧后：v1=vcos450 4（18分）（2013广东省江门市模拟）两极板a、b间存在正交的匀强电场和磁感应强度为b的匀强磁场，正离子以速度v0=3.0107m/s沿极板中线匀速飞出极板，进入磁感应强度也为b的匀强磁场区域，如图所示。已知板长l=10cm，板距d=30cm，板间电压u=1800v，离子比荷为，不计重力，求：（1）求电场强度e和磁感应强度b的大小？（2）撤去磁场，求离子穿过电场时偏离入射方向的距离，以及离开电场时速度的大小？（3）撤去磁场后，要使离子不从边界pq射出，求磁场的宽度至少为多少？（sin370=0.6，cos370=0.8）所以离子的速率（1分）（3）由图可得 即=370（1分）由牛顿第二定律 （1分） 得r=0.125m（1分）由图可得d=rcos+r=0.225m（1分）5.(22分）（2013浙江省嘉兴市质检）如图（甲）所示，在xoy平面内有足够大的勻强电场，电场方向竖直向上，电场强度e=40n/c。在_y轴左侧平面内有足够大的磁场，磁感应强度b1随时间t变化 规律如图（乙）所示（不考虑磁场变化所产生电场的影响），15s后磁场消失，选定磁 场垂直纸面向里为正方向。在y轴右侧平面内分布一个垂直纸面向外的圆形匀强磁场(图中未画出），半径r=0.3m,磁感应强度b2=0.8t,且圆的左侧与y轴始终相切。t=0 时刻，一质量m=8x104kg、电荷谓q=+2xl0-4c的微粒从x轴上xp-0.8m处的p点以 速度v=0.12m/s沿x轴正方向射入，经时间t后，从y轴上的a点进入第一象限并正对 磁场圆的圆心，穿过磁场后击中x轴上的m点。（取g=10m/s2、=3,最终结果保留2 位有效数字）求：(1)a点的坐标ya及从p点到a点的运动时间t(2)m点的坐标xm(3)要使微粒在圆磁场中的偏转角最大，应如何移动圆磁场？并计算出最大偏转角。解析：（1）（n） （2分） 所以微粒做匀速圆周运动 此后微粒做匀速运动到达a点： （3分） 轨迹如图所示 从p到a的时间： 或者 6（11分）（2013安徽二校联考）如图所示，在水平地面上方附近有一范围足够大的互相正交的匀强电场和匀强磁场区域。磁场的磁感应强度为b，方向水平并垂直纸面向里。一质量为m、带电荷量为q的带正电微粒在此区域内沿竖直平面（垂直于磁场方向的平面）做速度大小为v的匀速圆周运动，重力加速度为g。求此区域内电场强度的大小和方向。若某时刻微粒在场中运动到p点时，速度与水平方向的夹角为60，且已知p点与水平地面间的距离等于其做圆周运动的半径。求该微粒运动到最高点时与水平地面间的距离。当带电微粒运动至最高点时，将电场强度的大小变为原来的1/2（不计电场变化对原磁场的影响），且带电微粒能落至地面。求带电微粒落至地面时的速度大小。7（15分）（2013黑龙江省牡丹江市联考）在坐标系xoy平面的第一象限内，有一磁场和竖直向下匀强电场。场强大小e=0.5n/c，磁感应强度大小恒为b=5t，方向垂直于xoy平面，且随时间作周期性变化，如图所示，规定垂直xoy平面向里的磁场方向为正。一质量为m=400g、带电量为q=8c的带负电小球，以初速度v0 = 5m/s从y轴上p点沿 x 轴正方向开始运动，已知p点到原点o的距离为h =8 cm ，不计磁场的变化可能产生的一切其它影响。（取g=10m/s2）（1）小球离开第一象限时的位置坐标。（2）如果在小球下降的高度h =3 cm后撤去电场，则小球到达x 轴时速率（可以用根号表示）8.（20分）（2013年3月北京市怀柔区适应性训练）如图所示，有3块水平放置的长薄金属板a、b和c，a、b之间相距为l。紧贴b板下表面竖直放置半径为r的半圆形塑料细管，两管口正好位于小孔m、n处。板a与b、b与c之间接有电压可调的直流电源，板b与c间还存在方向垂直纸面向外的匀强磁场。当体积为v0、密度为r、电荷量为q的带负电油滴，等间隔地以速率v0从a板上的小孔竖直向下射入，调节板间电压uba和ubc，当uba=u1、ubc=u2时，油滴穿过b板m孔进入细管，恰能与细管无接触地从n孔射出。忽略小孔和细管对电场的影响，不计空气阻力。求：（1）油滴进入m孔时的速度