2017版高考物理二轮复习高分突破专题六磁场第21课时带电粒子在复合场中的运动7013

1、2017版高考物理二轮复习高分打破专题六磁场第21课时带电粒子在复合场中的运动_70132017版高考物理二轮复习高分打破专题六磁场第21课时带电粒子在复合场中的运动_70138/82017版高考物理二轮复习高分打破专题六磁场第21课时带电粒子在复合场中的运动_7013第21课时带电粒子在复合场中的运动一、选择题(在每题给出的四个选项中，只有一项为哪一项切合题目要求的)1如图1所示，空间的某个复合场地区内存在着竖直向下的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场。质子由静止开始经一加快电场加快后，垂直于复合场的界限进入并沿直线穿过场区，质子(不计重力)穿过复合场区所用时间为t，从复合场区穿出时的动能为E

2、k，则()图1A若撤去磁场B，质子穿过场区时间大于tB若撤去电场E，质子穿过场区时间等于tC若撤去磁场B，质子穿出场区时动能大于EkD若撤去电场E，质子穿出场区时动能大于Ek分析质子在电场中是直线加快，进入复合场，电场力与洛伦兹力等大反向，质子做匀速直线运动。若撤去磁场，只剩下电场，质子做类平抛运动，水均分运动是匀速直线运动，速度不变，故质子穿过场区时间不变，等于t，A错误；若撤去电场，只剩下磁场，质子做匀速圆周运动，速率不变，运动的行程变大，故质子穿过场区时间增添，大于t，错误；若撤去磁场，只剩下电场，质子做类平抛运动，电场力做正功，故末动能大于Ek，C正确；若撤去电场，只剩下磁场，质子做匀

3、速圆周运动，速率不变，末动能不变，仍为Ek，D错误。答案C2如图2所示，沿直线经过速度选择器的正离子从狭缝S射入磁感觉强度为2的匀强磁场B中，偏转后出现的轨迹半径之比为R1R212，则以下说法正确的选项是()图2A离子的速度之比为12B离子的电荷量之比为12C离子的质量之比为12D离子的比荷之比为12分析由于两离子能沿直线经过速度选择器，则1，即vE，因此两离子的速度qvBqEB1同样，选项A错误；依据Rmvm1m2R11，则q，选项B、C错误，D正确。qBq12R222答案D二、选择题(在每题给出的四个选项中，起码有一个选项是切合题目要求的)3如图3所示，带等量异种电荷的平行金属板a、b处于

4、匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里。不计重力的带电粒子沿OO方向从左边垂直于电磁场入射，从右边射出a、b板间地区时动能比入射时小；要使粒子射出a、b板间地区时的动能比入射时大，可采纳的措施是()图3A适合减小两金属板的正对面积B适合增大两金属板间的距离C适合减小匀强磁场的磁感觉强度D使带电粒子的电性相反分析在这个复合场中，动能渐渐减小，因洛伦兹力不做功，说明电场力做负功，则电4kQ场力小于洛伦兹力。场强，不变，电场力变大，当电场力大于洛ESQErS伦兹力时，粒子向电场力方向偏转，电场力做正功，射出时动能变大，A项正确；当增大两板间距离时，场强不变，因此B项错误；当减小磁感觉强度时洛伦兹力减小，可

5、能小于电场力，因此C项正确；当改变粒子电性时，其所受电场力、洛伦兹力大小不变，方向均反向，因此射出时动能仍旧减小，故D项错误。答案AC4如图4所示，一束带电粒子以必定的初速度沿直线经过由互相正交的匀强磁场(磁感觉强度为)和匀强电场(电场强度为)构成的速度选择器，而后粒子经过平板S上的狭缝PBE进入另一匀强磁场(磁感觉强度为B)，最后打在A1A2上，以下表述正确的选项是()图4A粒子带负电B全部打在A1A2上的粒子，在磁感觉强度为B的磁场中的运动时间都同样C能经过狭缝P的带电粒子的速率等于EBqD粒子打在A1A2的地点越凑近P，粒子的比荷越大m分析依据粒子在磁感觉强度为B的磁场中的运动轨迹可判断

6、粒子带正电，A错误；带电粒子在速度选择器中做匀速直线运动，则电场力与洛伦兹力等大反向，EqBqv，可得Emvqvv，C正确；由洛伦兹力充任粒子做圆周运动的向心力可得r，则，越凑近BBqmBrP，r越小，粒子的比荷越大，D正确；全部打在A1A2上的粒子在磁感觉强度为B的磁2m场中都只运动半个周期，周期TBq，比荷不一样，打在A1A2上的粒子在磁感觉强度为B的磁场中的运动时间不一样，B错误。答案CD5盘旋加快器在科学研究中获得了宽泛应用，其原理如图5所示。D1和D2是两其中空的半圆形金属盒，置于与盒面垂直的匀强磁场中，它们接在电压为U、周期为T的沟通电源上。位于D1圆心处的质子源A能不停产生质子(

7、初速度能够忽视)，它们在两盒之间被电场加快。当质子被加快到最大动能Ek后，再将它们引出。忽视质子在电场中的运动时间，则以下说法中正确的选项是()图5A若只增大交变电压U，则质子的最大动能Ek会变大B若只增大交变电压U，则质子在盘旋加快器中运转的时间会变短C若只将交变电压的周期变成2T，仍可用此装置加快质子D质子第n次被加快前、后的轨道半径之比为n1nmv分析由rqB可知，质子经加快后的最大速度与盘旋加快器的最大部分径相关，而与交变电压U没关，故A错误；增大交变电压，质子加快的次数减少，因此质子在盘旋加快器中的运转时间变短，B正确；为了使质子能在盘旋加快器中加快，质子的运动周期应12nmv与交变

8、电压的周期同样，C错误；由nqU2mvn以及rnqB可得质子第n次被加快前、后的轨道半径之比为n1n，D正确。答案BD三、非选择题6.如图6所示，在x轴上方存在匀强磁场，磁感觉强度大小为B，方向垂直于纸面向外；在x轴下方存在匀强电场，电场方向与xOy平面平行，且与x轴成45夹角。一质量为m、电荷量为q(q0)的粒子以速度v0从y轴上P点沿y轴正方向射出，一段时间后进入电场，进入电场时的速度方向与电场方向相反；又经过一段时间0T，磁场方向变成垂直纸面向里，大小不变，不计重力。图6求粒子从P点出发至第一次抵达x轴时所需的时间；若要使粒子能够回到P点，求电场强度的最大值。分析(1)带电粒子在磁场中做

9、圆周运动，设运动半径为R，运动周期为T，依据洛伦兹力公式及圆周运动规律，有20v0，2RqvBmRTv0依题意，粒子第一次抵达x轴时，运动转过的角度为55t，所需时间为t，求得T11845m4qB(2)粒子进入电场后，先做匀减速运动，直到速度减小为0，而后沿原路返回做匀加快运动，抵达x轴时速度大小仍为v，设粒子在电场中运动的总时间为t，加快度大小为a，02电场强度大小为01222mv0E，有qEma，v2at，得tqE依据题意，要使粒子能够回到P点，一定知足tT2002mv得电场强度最大值EqT05m20答案(1)(2)mv4qB0qT47如图7甲所示，水平直线MN下方有竖直向上的匀强电场，场

10、强E1010N/C。现将一重力不计、比荷q106C/kg的正电荷从电场中的O点由静止开释，经过t01105sm后，经过MN上的P点进入其上方的匀强磁场。磁场方向垂直于纸面向外，以电荷第一次经过MN时开始计时，磁感觉强度按图乙所示规律周期性变化。图7求电荷进入磁场时的速度大小；求图乙中t2105s时刻电荷与P点的距离。分析(1)电荷在电场中做匀加快直线运动，则：Eqmav0at0代入数据解得v104104m/s3.14m/s0当B120T时，电荷运动的半径mv0r1B1q0.2m周期12m5s410TB1q当B2T时，电荷运动的半径：10mv0r2B2q0.1m22m5s周期TB2q210故电荷

11、从t0时刻开始做周期性运动，其运动轨迹如下图。2105s时刻电荷先沿大圆轨迹运动四分之一个周期再沿小圆轨迹运动半个周期，与P点的水平距离为r0.2m1答案(1)3.14104m/s(2)0.2m8如图8所示，坐标平面第象限内存在大小为E4105N/C、方向水平向左的匀强电场，m10在第象限内存在方向垂直纸面向里的匀强磁场。质荷比q410kg/C的带正电的粒子，以初速度v2107m/s从x轴上的A点垂直x轴射入电场，OA0.2m，不计粒子0的重力。图8求粒子经过y轴时的地点到原点O的距离；若要使粒子不可以进入第三象限，求磁感觉强度B的取值范围(不考虑粒子第二次进入电场后的运动状况)。分析(1)设

12、粒子在电场中运动的时间为t，粒子经过y轴时的地点与原点O的距离为y，12则sOA2atFamFEqyv0t联立解得a1.01015m/s2；t2.0108s；y0.4m粒子经过y轴时在电场方向的分速度为vxat2107m/s粒子经过y轴时的速度大小为：2222107m/svvxv0与y轴正方向的夹角知足tanvx1即45v0要使粒子不进入第三象限，如下图，2此时粒子做匀速圆周运动的轨道半径为R，则：R2Ryv2qvBmR联立解得B(222)102T答案(1)0.4m(2)B(222)102T29用绝缘资料制成的半径为R的3圆桶如图9所示搁置，AC为水平直径，30，其内部有一垂直纸面向外的匀强磁场，磁感觉强度为B，PT是过圆上D点的水平线，其上方存在一竖直向下的匀强电场，一电荷量为q、质量为m的粒子从A点以必定初速度沿AO射入匀强磁场中，粒子与桶壁弹性碰撞一次后恰从D点飞入匀强电场中，并从M点水R平射出，已知MT两点的距离为2，不计粒子的重力，求：图9粒子的初速度v0；电场强度E的大小；粒子从A到M点的时间t。分析(1)粒子运动轨迹如图所示，则A