高考物理 模拟新题精选分类解析（第12期）专题20 带电粒子在交变电场、磁场中运动.doc

2013高考物理 模拟新题精选分类解析（第12期）专题20 带电粒子在交变电场、磁场中运动1、（17分）（2013年5月山东省日照市二模）如图所示，在xoy平面内存在均匀、大小随时间周期性变化的磁场和电场，变化规律分别如图乙、丙所示（规定垂直纸面向里为磁感应强度的正方向、沿y轴正方向电场强度为正）。在t=0时刻由原点o发射初速度大小为，方向沿y轴正方向的带负电粒子。已知u0、t0、b0,粒子的比荷，不计粒子的重力。（1）时，求粒子的位置坐标；（2）若t=5t0时粒子回到原点，求05t0时间内粒子距x轴的最大距离；（3）若粒子能够回到原点，求满足条件的所有e0值。2（20分）（2013年5月通州区高三年级模拟）电子扩束装置由电子加速器、偏转电场和偏转磁场组成。偏转电场的极板由相距为d的两块水平平行放置的导体板组成，如图甲所示。大量电子由静止开始，经加速电场加速后，连续不断地沿平行板的方向从两板正中间oo射入偏转电场。当两板不带电时，这些电子通过两板之间的时间为2t0；当在两板间加最大值为u0、周期为2t0的电压（如图乙所示）时，所有电子均能从两板间通过，然后进入竖直宽度足够大的匀强磁场中，最后打在竖直放置的荧光屏上。已知磁场的磁感应强度为b，电子的质量为m、电荷量为e，其重力不计。（1）求电子离开偏转电场时的位置到oo的最小距离和最大距离；（2）要使所有电子都能垂直打在荧光屏上，求匀强磁场的水平宽度l； 求垂直打在荧光屏上的电子束的宽度。3（18分）（2013湖北模拟）如甲图所示，在、两处区域有磁感强度均为b的匀强磁场，磁场方向相反且垂直纸面，两磁场边界平行，与水平方向夹角45，两磁场间紧靠边界放置长为l，间距为d的平行金属板m、n，磁场边界上的o点与n板在同一水平面上，o1o2为平行板的中线。在两板间存在如图乙所示的交变电场（取竖直向下为正方向）。某时刻从o点竖直向上同时发射两个相同的粒子a和b，质量为m，电量为+q，初速度不同。粒子a在图乙中的t=时刻，从o1点水平进入板间电场运动，由电场中的o2点射出。粒子b恰好从m板左端进入电场。不计粒子重和粒子间相互作用，求（1）粒子a、b从磁场边界射出时的速度va、vb；（2）粒子a从o点进入磁场到射出磁场运动的总时间；（3）如果交变电场的周期，要使粒子b能够穿出板间电场，则电场强度大小e0满足的条件。3（18分）解：（1）如图所示，粒子a、b在磁场中均转过90，平行于金属板进入电场。4（18分）（2013黑龙江哈九中四模）如下左图所示，真空中有两水平放置的平行金属板c、d，上面分别开有正对的小孔o1和o2，金属板c、d接在正弦交流电源上，两板间的电压ucd随时间t变化的图线如下右图所示。t=0时刻开始，从d板小孔o1处连续不断飘入质量为m=3.210-25kg，电荷量为q=1.610-19c的带正电的粒子（设飘入速度很小，可视为零）。在c板外侧有以mn为上边界cm为左边界的匀强磁场，mn与c金属板平行，相距d=10cm，o2c的长度l=10cm，匀强磁场磁感应强度的大小为b=0.10t，方向如图所示，粒子的重力及粒子间相互作用力忽略不计。平行金属板c、d之间的距离足够小，粒子在两板间的运动时间可忽略不计。求：带电粒子经小孔o2进入磁场后，能飞出磁场边界mn的最小速度为多大？从0到0.04s末时间内哪些时间段飘入小孔o1的粒子能穿过电场并飞出磁场边界mn？磁场边界mn有粒子射出的长度范围有多长。（计算结果保留三位有效数字）k+s-5#u 5（2013山东省德州市考前训练题5）如图712a所示，水平直线mn下方有竖直向上的匀强电场，现将一重力不计、比荷106 c/kg的正电荷置于电场中的o点由静止释放，经过105 s后，电荷以v01.5104 m/s的速度通过mn进入其上方的匀强磁场，磁场与纸面垂直，磁感应强度b按图712b所示规律周期性变化(图b中磁场以垂直纸面向外为正，以电荷第一次通过mn时为t0时刻)求： (1)匀强电场的电场强度e的大小；(2)图b中t105 s时刻电荷与o点的水平距