2012年高考物理二轮专题训练 14 带电粒子在电、磁场中的运动(三)

2012年高考物理二轮专题训练 14 带电粒子在电、磁场中的运动(三)内容摘要：

1、带电粒子在电、磁场中的运动(三)1(18 分) 如图 1 所示为某种质谱仪的结构示意图其中加速电场的电压为 U，静电分析器中与圆心 距各点的电场强度大小相同，方向沿径向指向圆心 分析器中在以 圆心、圆心角为 90的扇形区域内，布着方向垂直于纸面的匀强磁场，其左边界与静电分析器的右边界平行由离子源发出一质量为 m、电荷量为 q 的正离子( 初速度为零，重力不计) ，经加速电场加速后，从 M 点沿垂直于该点的场强方向进入静电分析器，在静电分析器中，离子沿半径为 R 的四分之一圆弧轨迹做匀速圆周运动，并从 N 点射出静电分析器而后离子由 P 点沿着既垂直于磁分析器的左边界，又垂直于磁场方向射入磁分析 2、器中，最后离子沿垂直于磁分析器下边界的方向从 Q 点射出，并进入收集器测量出 Q 点与圆心 距离为 d图 1(1)试求静电分析器中离子运动轨迹处电场强度 E 的大小；(2)试求磁分析器中磁场的磁感应强度 B 的大小和方向；(3)如果离子的质量为 09 m，电荷量仍为 q，其它条件不变，那么，这个离子射出电场和射出磁场的位置是否变化通过分析和必要的数学推导，请你说明2(18 分) 如图 2 甲所示，水平直线 方有竖直向上的匀强电场，其变化规律如图乙所示，电场强度 V/m，现将一重力不计、比荷 10 6 C/带电粒子从电场22500 点由静止释放，经 105 s 的时间粒子通过 的 D 点进入匀强 3、磁场，磁15场方向垂直纸面向里，磁感应强度 B 按图丙所示规律变化(计算结果均可保留 )(1)求粒子到达 D 点时的速率；(2)求磁感应强度 3 T 时粒子做圆周运动的周期和半径；(3)若在距 D 点左侧 d21 有一垂直于 足够大的挡板 粒子从 C 点运动到挡板时所用的时间；(4)欲使粒子垂直打在挡板 ，求挡板 D 点的距离所满足的条件3如图 3 所示，在坐标系 ，过原点的直线 x 轴正向的夹角 120 ，在侧有一匀强电场，在第二、三象限内有一匀强磁场，其上边界与电场边界重叠，右边界为 y 轴，左边界为图中平行于 y 轴的虚线，磁场的磁感应强度大小为 B，方向垂直于纸面向里一带正电荷 q、质 4、量为 m 的粒子以某一速度自磁场左边界上的 A 点射入磁场区域，并从 O 点射出，粒子射出磁场的速度方向与 x 轴的夹角 30，大小为 v，粒子在磁场内的运动轨迹为纸面内的一段圆弧，且弧的半径为磁场左右边界间距的 2 倍，粒子进入电场后，在电场力的作用下又由 O 点返回磁场区域，经过一段时间后再次离开磁场已知粒子从 A 点射入到第二次离开磁场所用的时间恰好等于粒子在磁场中做圆周运动的周期忽略重力的影响求：(1)粒子经过 A 点时的速度方向和 A 点到 x 轴的距离；(2)匀强电场的大小和方向；(3)粒子从第二次离开磁场到再次进入电场所用的时间4在某一真空空间内建立 标系，从原点 O 处向第一象 5、限发射一比荷 1(重力不计 )，速度大小 0 3 m/s、方向与 x 轴正方向成 30角图 4(1)若在坐标系 y 轴右侧加有匀强磁场区域，在第象限，磁场方向垂直 面向外；在第象限，磁场方向垂直 面向里；磁感应强度均为 B1 T，如图 4(a)所示，求粒子从 O 点射出后，第 2 次经过 x 轴时的坐标 2)若将上述磁场改为如图 4(b)所示的匀强磁场在 t0 到 t 104 s 时间内，磁23场方向垂直于 面向外；在 t 104 s 到 t 104 s 时间内，磁场方向垂直于23 43面向外，此后该空间不存在磁场在 t0 时刻，粒子仍从 O 点以与原来相同的速率入，求粒子从 O 点射出后第 2 次经过 x 轴时的坐标 案1(1) (2) 垂直纸面向外 (3)射出电场位置不变，射出磁场位置变化2d 2(1)1510 4 m/s(2) 105 s5 23(3)05 s(4)(16 k 3)10 2 m(k1,2,3，)3(1) (2) ，与 x 轴正向夹角为 150(3) 32) 121)0.2 m(2)0.6 m。