高考物理压轴题《带电粒子在电场和磁场中运动》含答案

垂直于电场线进入匀强电场(不计重力)垂直于磁感线进入匀强磁场(不计重力)利用类似平抛运动的规律求解：vx=v0，x=v0tt=(v与E共线)(v与E垂直)11运动的y-t图像为正弦曲线的一部分，如图乙所示。不计粒子重力。下列说法正确的是()A.区域I内电场强度大小方向沿y轴正方向C.区域Ⅱ内磁感应强度大小方向垂直Oxy平面上方整个区域存在垂直纸面向里的匀强磁场。M板O点处正上方P点有一粒子源，可沿纸面内任意方向发射比荷、速度大小均相同的同种带电粒子。当发射方向与OP的夹缘效应。下列说法正确的是()A.粒子一定带正电C.粒子打到M板上表面的位置与O点的最大距离为7L22D.粒子打到M板下表面的位置与Q点的最小距离为、3d(2)求磁感应强度B的大小；求粒子相对于电容器右侧的最远水平距离xm。x>x0区域内有垂直纸面向里、大小为B的匀强磁场，控制电场强度E(E值有多种可能)，可让粒子从B.粒子从NP中点射入磁场时的速度v=v0C.粒子在磁场中做圆周运动的圆心到NM的距离为D.粒子在磁场中运动的轨迹半径的最大值是33向从图中O'点射入磁场.已知圆形磁场区域半径为不计粒子重力.(2)求粒子射出磁场时与射入磁场时运动方向间的夹角θ.域的圆心M.中点A进入电场(不计粒子重力).感应强度B的大小.(i)求改变后电场强度E'的大小和粒子的初速度v0；(ii)通过计算判断粒子能否从P点第三次进入电场.44(1)求第一次加速后质子获得的速度大小v1；i.质子被加速的次数n；ii.质子在电场和磁场中运动的总时间t。558.(2025年5月山东潍坊市高考三模)某离子注入工艺原理如图所示。离子源产生的离子经小孔进入加向竖直向下射入水平向左的匀强偏转电场，最终打在水平放置的晶圆(硅片)上。已知加速电场两水平磁场分析器中的磁感应强度大小均为B；偏转电场的上下边界MN和PQ间距为L，水平方向足够宽。(2)离子在电场分析器中运动轨迹的半径R1及运动时间t；66E子竖直位移大小为时的运动时间。77经电场偏转后从点d，0(进入磁场，并垂直于磁场的下边界离开磁场.已知P点到MN的距离PM不计粒子重力。(1)求电场强度大小E；(2)求磁感应强度大小B；的磁感应强度B′所满足的条件。88垂直于电场线进入匀强电场(不计重力)垂直于磁感线进入匀强磁场(不计重力)利用类似平抛运动的规律求解：vx=v0，x=v0tt=(v与E共线)(v与E垂直)11运动的y-t图像为正弦曲线的一部分，如图乙所示。不计粒子重力。下列说法正确的是()A.区域I内电场强度大小方向沿y轴正方向C.区域Ⅱ内磁感应强度大小方向垂直Oxy平面为v0水平方向有x=v0t由牛顿第二定律有Eq=maA正确；粒子在区域Ⅱ中运动的y-t图像为正弦曲线的一部分，可以判断粒子做匀速圆周运动，22粒子做类平抛运动进入匀强磁场时的速度上方整个区域存在垂直纸面向里的匀强磁场。M板O点处正上方P点有一粒子源，可沿纸面内任意方缘效应。下列说法正确的是()33A.粒子一定带正电C.粒子打到M板上表面的位置与O点的最大距离为7LD.粒子打到M板下表面的位置与Q点的最小距离为、3d能到达N极板时满足v2=2ad，a=解得r=2L可得OP=rsin60°=、3L可得粒子打到M板上表面的位置与O点的最大距离为xm=(2r)2-(OP)2=13L打到M板下表面距离Q点的最小距离s=vcosαt44(2)求磁感应强度B的大小；求粒子相对于电容器右侧的最远水平距离xm。(2)B=竖直方向做匀变速直线运动t，vy=at=由闭合回路欧姆定律可得U=E联立可得v0,q=(2)粒子进入磁场与竖直方向的夹角为tanθ==60°,v==v0qvB=m联立可得B=(4分)解得vy1=粒子以vy1速度向上做匀速直线运动，粒子做圆周运动的合速度的竖直方向分速度为vy2=vy1+vy=03v0此时合速度与竖直方向的夹角为tanα=v3v055合速度为v/=(3v0(2+v粒子做圆周运动的半径r=最远距离为xm=r+rcosα=x>x0区域内有垂直纸面向里、大小为B的匀强磁场，控制电场强度E(E值有多种可能)，可让粒子从B.粒子从NP中点射入磁场时的速度v=v0C.粒子在磁场中做圆周运动的圆心到NM的距离为D.粒子在磁场中运动的轨迹半径的最大值是6 ,A对；粒子在电场中运动，由动能定理有mv2-，结提供向心力有qvB=m设粒子从电场中射出时的速度方向与y轴正方向的夹角为θ,根据几何关系定理有Emqy0=粒子在磁场中运动，由洛伦兹力提供向心力有qvmB=m，联立6 (2)求粒子射出磁场时与射入磁场时运动方向间的夹角θ.域的圆心M.粒子在两平行金属板间做类平抛运动t又vy=·qt又vy=·qmv3(2)粒子进入磁场时的速度v=v+v=233已知磁场圆半径R=2mv0，则r=3R几何关系可得tan==77中点A进入电场(不计粒子重力).感应强度B的大小.(i)求改变后电场强度E'的大小和粒子的初速度v0；(ii)通过计算判断粒子能否从P点第三次进入电场.答案E'=36E，v0=9粒子不能从P点第三次进入电场.为r2，粒子从P点第二次进入电场时速度的方向与x轴负方向的夹角为θ,第二次在电场中运动的时间为t，则由动能定理得qE'·2d=mv-mv88(r2-d)2+(2d)2=r即r2=2.5d2d=v2sinθ·t+t2联立解得E'=36E磁场中做圆周运动的半径为r，由运动学公式得vy=v2sinθ+v3=(v2cosθ)2+vqv3B=m99(1)求第一次加速后质子获得的速度大小v1；i.质子被加速的次数n；ii.质子在电场和磁场中运动的总时间t。(3)质子在电场中的加速过程所用时间为t1vm=at11分总时间t=t1+t28.(2025年5月山东潍坊市高考三模)某离子注入工艺原理如图所示。离子源产生的离子经小孔进入加向竖直向下射入水平向左的匀强偏转电场，最终打在水平放置的晶圆(硅片)上。已知加速电场两水平磁场分析器中的磁感应强度大小均为B；偏转电场的上下边界MN和PQ间距为L，水平方向足够宽。(2)离子在电场分析器中运动轨迹的半径R1及运动时间t；解得R1=2子竖直位移大小为时的运动时间。(2)0.23≤sinθ<0.73；由qv0B=m得r=2Lr-rsinθ=L直方向动量定理有∑qvxB⋅Δt=mvy-mv0sinθ即qBx磁=mvy-mv0sinθ其中2L<x磁≤3L联立解得3-1.5≤sinθ<、3-1即0.23≤sinθ<0.73由qv1B=m根据动能定理有-qE1L=又qv2B=m粒子在电磁场中运动一个完整的周期T，沿y轴向下移动的距离Δy=2r1-2r2=设粒子能运动完整的n个周期，则满足nΔy+Δy1=且Δy1<2r1=解得n>7.5故n=8故当粒子竖直位移大小为y=L=8Δy+L时的运动时间可能为t1=8T+或t2=8T+或t3=9T+经电场偏转后从点d，0(进入磁场，并垂直于磁场的下边界离开磁场.已知P点到MN的距离PM不计粒子重力。(1)求电场强度大小E；(2)求磁感应强度大小B；的磁感应强度B′所满足的条件。(2)B=(3)BI≥,方向垂直于平面向内或向外。+x方向有d=at2根据牛顿第二定律有qE=ma联立解得E=(2)粒子经过Q点时+x方向的分速度vx=at=v0则合速度大小vQ=v0设粒子vQ与x轴的夹角为θ,有tanθ=几何关系d=rcosθ半径r=解得B=+x方向Δx=vxt+at2解得Δx=2d①若所加磁场垂直于平面向内，且粒子恰能到达N点，几何关系x0+2(r-rsinθ(+2r1=PM解得r1