高考新课标三维物理 通用版 (2)二轮专题复习 带电粒子在复合场中的运动 课下练习

高考新课标三维物理 通用版 (2)二轮专题复习 带电粒子在复合场中的运动 课下练习内容摘要：

1、押题训练(二)1(2012无锡模拟)如图 1 所示，一带电微粒质量为 m0 11 荷量q0 5 C，从静止开始经电压为 00 V 的电场加速后，水平进入两平行金属板间的偏转电场中，微粒射出电场时的偏转角 60 ，并接着沿半径方向进入一个垂直纸面向外的圆形匀强磁场区域，微粒射出磁场时的偏转角也为 60。 已知偏转电场中金属板长 L2 形匀强磁场的半径 R10 力忽略不计。 求：3 3图 1(1)带电微粒经 00 V 的电场加速后的速率；(2)两金属板间偏转电场的电场强度 E；(3)匀强磁场的磁感应强度的大小。 解析：(1)带电微粒经加速电场加速后速度为 据动能定理： 0 4 m/)带电微粒在偏转电场中 2、只受电场力作用，做类平抛运动。 在水平方向微粒做匀速直线运动。 水平方向：v 1速度为 a，出电场时竖直方向速度为 a ，v 2at0 000 V/m(3)设带电粒子进磁场时的速度大小为 v，则 v 0 4 m/由粒子运动的对称性可知，入射速度方向过磁场区域圆心，则出射速度反向延长线过磁场区域圆心，粒子在磁场中的运动轨迹如图所示。 则轨迹半径为 r0m则。 1)0 4 m/s(2)10 000 V/m(3)2水平放置的平行金属板 M、N 之间存在竖直向上的匀强电场和垂直纸面的交变磁场(如图 2 所示，垂直纸面向里为正 )，磁感应强度 00 T。 已知两板间距离 d0.3 m，电场强度 E50 V/m， 3、M 板上有一小孔 P，在 P 正上方 h 5 的 O 点，一带电油滴自由下落，穿过小孔后进入两板间，最后落在 N 板上的 Q 点。 如果油滴的质量 m10 4 电荷量| q|2 105 C。 求：(1)在 P 点油滴的速度 2)若油滴在 t0 时刻进入两板间，最后恰好垂直向下落在 N 板上的 Q 点，油滴的电性及交变磁场的变化周期 T。 (3)Q、O 两点的水平距离。 ( 不计空气阻力，重力加速度 g 取 10 m/析：(1)油滴自由下落，进入两板间电、磁场时的速度为v 2m/s1 m/s 210510 2(2)由受力分析可知油滴带正电，油滴进入电磁场后的情况如图所示电场力 F 电 10 5 50 N 4、10 3 NG0 3 N带电油滴进入两极板间，电场力与重力平衡，在磁场力的作用下，油滴做匀速圆周运动。 设圆周半径为 R，若恰好垂直落在 N 板上的 Q 点，则2 m0 41210 5100T 10 4210 5100又已知 d0.3 m，由几何关系得 d6 T )设 Q、O 两点的水平距离为 x，由几何关系得 x6R0.3 1)1 m/s(2)带正电s (3)0.3 2012苏北四市第三次调研) 如图 3 所示，带电平行金属板相距为 2R，在两板间半径为 R 的圆形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为 B，两板及其左侧边缘连线均与磁场边界刚好相切。 一质子(不计重力)沿两板间中心线 左侧 5、 以某一速度 图 3射入，沿直线通过圆形磁场区域，然后恰好从极板边缘飞出，在极板间运动时间为 仅撤去磁场，质子仍从 以相同速度射入，经 时间打到极板上。 )求两极板间电压 U；(2)求质子从极板间飞出时的速度大小。 解析：(1)设质子从左侧 板长为 q 2Rv 0tR v 0受电场力，有：R ( )212t L 4Rv 0 U )质子从极板间飞出时的沿电场方向分速度大小 t v 0v。 421) (2)822012宁波期末)一足够长的矩形区域 充满磁感应强度为 B、方向垂直纸面向里的匀强磁场，矩形区域的左边界 ，现从 点 O 垂直于磁场射入一速度方向与 夹角为 30、大小为 带正电粒子，如图 4 6、所示。 已知粒子电荷量为 q，质量为 m(重力不计)： 图 4(1)若要求粒子能从 射出磁场，v 0 应满足什么条件。 (2)若要求粒子在磁场中运动的时间最长，粒子应从哪一条边界处射出，出射点位于该边界上何处。 最长时间是多少。 解析：(1)当粒子轨迹恰好与 相切时，是粒子能从 射出磁场区域时轨迹圆半径最大的情况，设此半径为 图甲所示。 则有 0 R 1 1切时是粒子能从 射出磁场区域时轨迹圆半径最小的情况，设此半径为 图乙所示。 则有：R 20R 2 2射出的条件为 R 1，即 Rm ，得 v0v0)因为 t T2 子在磁场中运动时间越长，从图中可以看出，如果粒子从 射出，则圆心角最大为 60，若粒子从 射出，则圆心角最大为 240，粒子从 射出，圆心角最大为 36060 300，由于磁场无右边界，故粒子不可能从右侧射出。 综上所述，为使粒子在磁场中运动的时间最长，粒子应从 射出，如图乙所示，设出射点到 O 的距离为 x，从图中可以看出，P 点是离 O 距离最大的出射点。 R 20x ，即出射点到 O 点的距离不超过3T。 25321) v0)应从 射出出射点在 O 点上方，到 O 点的距离不超过 m3Bq。