版高考物理二轮复习课时跟踪训练11带电体在组合场复合场中的运动文档格式.docx

1、B只增大初速度v0的大小，则x减小C只减小带电粒子的比荷，则x不变D只减小偏转电场的电压U的大小，则x不变 D粒子进入磁场后做匀速圆周运动，设粒子进入磁场时速度方向与磁场边界的夹角为，速度大小为v，轨道半径R，由几何关系可知x2Rsin ，只减小磁感应强度B、只增大初速度v0或只减小带电粒子的比荷时，都可使x增大，而x与偏转电场的电压U无关，故选项A、B、C错误，D正确3（2018山西阳泉模拟）如图所示，在真空中半径为r0.1 m的圆形区域内有垂直于纸面向外的匀强磁场及水平向左的匀强电场，磁感应强度B0.01 T，ab和cd是两条相互垂直的直径，一束带正电的粒子流连续不断地以速度v1103 m

2、/s从c点沿cd方向射入场区，粒子将沿cd方向做直线运动，如果仅撤去磁场，带电粒子经过a点，如果撤去电场，且将磁感应强度变为原来的，不计粒子重力，下列说法正确的是 （） A电场强度的大小为10 N/C B带电粒子的比荷为1106 C/kg C撤去电场后，带电粒子在磁场中运动的半径为0.1 m D带电粒子在磁场中运动的时间为7.85105 sAC粒子沿直线运动，则BqvEq，解得EBv10 N/C，选项A正确，如果仅撤去磁场，则粒子在水平方向r t2，竖直方向rvt，解得：2106 C/kg，选项B错误；撤去电场后，带电粒子在磁场中运动的半径为R0.1 m，选项C正确；带电粒子在磁场中运动的时间

3、为t1.57104 s，选项D错误4（2018高考物理全真模拟二）如图所示为一种质谱仪的工作原理示意图，此质谱仪由以下几部分构成：离子源、加速电场、静电分析器、磁分析器、收集器，静电分析器通道中心线半径为R，通道内有均匀辐射电场，在中心线处的电场强度大小为E；磁分析器中分布着方向垂直于纸面，磁感应强度为B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个质量为m、电荷量为q的正离子（初速度为零，重力不计），经加速电场加速后进入静电分析器，沿中心线MN做匀速圆周运动，而后由P点进入磁分析器中，最终经过Q点进入收集器，下列说法中正确的是（）A磁分析器中匀强磁场方向垂直于纸面向内B加速电场

4、中的加速电压UERC磁分析器中圆心O2到Q点的距离dD任何离子若能到达P点，则一定能进入收集器BCA.离子在磁分析器中沿顺时针转动，所受洛伦磁力指向圆心，根据左手定则，磁分析器中匀强磁场方向垂直于纸面向外，故A错误；B.离子在静电分析器中做匀速圆周运动，根据牛顿第二定律有： qEm，设离子进入静电分析器时的速度为v，离子在加速电场中加速的过程中，由动能定理有：qUmv20，解得： U， B正确；C.离子在磁分析器中做匀速圆周运动，由牛顿第二定律有：qvBm，解得：r，则：dr，故C正确；D.由B可知： R，R与离子质量、电量无关，离子在磁场中的轨道半径：r，离子在磁场中做圆周运动的轨道半径与电

5、荷的质量和电量有关，能够到达P点的不同离子，半径不一定都等于d，不一定能进入收集器，故D错误二、非选择题5（2018济宁市高三第二次模拟）如图甲所示，粒子源靠近水平极板M、N的M板，N板下方有一对长为L，间距为dL的竖直极板P、Q，在下方区域存在着垂直于纸面的匀强磁场，磁场上边界放有范围足够大的感光胶片水平极板M、N之间的电压为U0，中间开有小孔，两小孔连线的延长线为竖直极板P、Q的中线，与磁场上边界的交点为O.P、Q之间的电压UPQ随时间t变化的图象如图乙所示，磁场的磁感应强度B.粒子源连续释放初速度不计、质量为m、带电量为q的粒子，经加速后进入竖直极板P、Q之间的电场再进入下方磁场的粒子全

6、部打在感光胶片上已知粒子在偏转电场中运动的时间远小于电场变化的周期，粒子所受重力不计求：（1）带电粒子从N板小孔射出时的速度；（2）为使进入磁场的粒子都能打在胶片上，磁场上、下边界的最小距离；（3）以O点为坐标原点，向右为正方向建立坐标轴Ox，粒子在胶片上的落点的坐标范围解析（1）在加速电场，由动能定理得：qU0mv解得：v0（2）设带电粒子以速度v进入磁场，且与磁场边界之间的夹角为时，其运动轨迹如图由几何关系得：向下偏移的距离yRRcos R（1cos ）在磁场中偏转，则有：qvBm又v0vsin 联立解得：y 当90时，y有最大值，即ymaxx（3）粒子运动轨迹如图所示若t0时进入偏转电场

7、，在电场中匀速直线运动进入磁场时RL，打在感光胶片上距离中心线最近为x2L，任意电压时出偏转电场时的速度为vn根据几何关系得：vn，Rn在胶片上落点长度为x2Rncos 打在感光胶片上的位置和射入磁场位置间的间距相等，与偏转电压无关在感光胶片上的落点宽度等于粒子在电场中的偏转距离yat2（）2解得：y答案（1）（2）L（3）6（2018河南省郑州市高中毕业年级第二次质量预测）如图所示，矩形区域abcdef分为两个矩形区域，左侧区域充满匀强电场，方向竖直向上，右侧区域充满匀强磁场，方向垂直纸面向外，be为其分界线afL，ab0.75L，bcL.一质量为m、电荷量为e的电子（重力不计）从a点沿ab

8、方向以初速度v0射入电场，从be边的中点g进入磁场（已知sin 370.6，cos 370.8） （1）求匀强电场的电场强度E的大小；（2）若要求电子从cd边射出，求所加匀强磁场磁感应强度的最大值B；（3）调节磁感应强度的大小，求cd边上有电子射出部分的长度解析（1）电子在电场中做类似平抛运动，由在竖直方向：Lat2水平方向：0.75Lv0t由牛顿第二定律有：eEma联立解得：E（2）粒子进入磁场时，速度方向与be边夹角的正切值tan 0.75，解得：37电子进入磁场时的速度为vv0设电子运动轨迹刚好与cd边相切时，半径最小为r1，轨迹如图所示：则由几何关系知r1r1cos 37Lr1L由洛伦

9、兹力提供向心力：evBm可得对应的最大磁感应强度：Bm（3）设电子运动轨迹刚好与de边相切时，半径为r2，则r2r2sin 37r2又r2cos L，故切点刚好为d点电子从cd边射出的长度为：yr1sin 377（2018湖南省鄂南高中等八校联考）如图所示，在直角坐标系xOy的第一象限中有两个全等的直角三角形区域和，充满了方向均垂直纸面向里的匀强磁场，区域的磁感应强度大小为B0，区域的磁感应强度大小可调， C点坐标为（4L, 3L），M点为OC的中点质量为m带电量为q的粒子从C点以平行于y轴方向射入磁场中，速度大小为，不计粒子所受重力，粒子运动轨迹与磁场区域相切时认为粒子能再次进入磁场 （1）

10、若粒子无法进入区域中，求区域磁感应强度大小范围；（2）若粒子恰好不能从AC边射出，求区域磁感应强度大小；（3）若粒子能到达M点，求区域磁场的磁感应强度大小的所有可能值解析（1）粒子速度越大，半径越大，当运动轨迹恰好与x轴相切时，恰好不能进入区域故粒子运动半径r03L粒子运动半径满足：qBv0m代入v0解得B （2）粒子在区域中的运动半径r若粒子在区域中的运动半径R较小，则粒子会从AC边射出磁场恰好不从AC边射出时满足O2O1Q2sin 22sin cos 又sin 2解得RrL可得：B（3）若粒子由区域达到M点每次前进2（Rr）cos （Rr）由周期性：n（n1,2,3）即Ln（Rr）RrLL

11、，解得n3n1时RL，BB0n2时RL，BB0n3时RL，BB0若粒子由区域达到M点n（n0,1,2,3）即LRn（Rr），解得RLL，解得nn0时RL，BB0答案见解析8如图所示，平面直角坐标系的第二象限内存在水平向左的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场，一质量为m、带电荷量为q的小球从A点以速度v0沿直线AO运动，AO与x轴负方向成37角在y轴与MN之间的区域I内加一电场强度最小的匀强电场后，可使小球继续做直线运动到MN上的C点，MN与PQ之间区域内存在宽度为d的竖直向上的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场，小球在区域内做匀速圆周运动并恰好不能从右边界飞出，已知小球在C点的速度大小为2v0，重

12、力加速度为g，sin 370.8，求： （1）第二象限内电场强度E1的大小和磁感应强度B1的大小，（2）区域内最小电场强度E2的大小和方向；（3）区域内电场强度E3的大小和磁感应强度B2的大小解析（1）带电小球在第二象限内受重力、电场力和洛伦兹力作用做直线运动，三力满足如图甲所示关系且小球只能做匀速直线运动由图甲知tan 37，解得E1，cos 37解得B1（2）区域中小球做加速直线运动，电场强度最小，受力如图乙所示（电场力方向与速度方向垂直），小球做匀加速直线运动，由图乙知cos 37 ，解得E2方向与x轴正方向成53角斜向上（3）小球在区域内做匀速圆周运动，所以mgqE3，得E3因小球恰好

13、不从右边界穿出，小球运动轨迹如图丙所示由几何关系可知rrcos 53d， 解得rd由洛伦兹力提供向心力知B2q2v0m，联立得B29如图所示，平行金属板竖直放置，底端封闭，中心线上开一小孔C，两板相距为d，电压为U.平行板间存在大小为B0的匀强磁场，方向垂直于纸面向里，AC是两板间的中心线金属板下方存在有界匀强磁场区域MPNQ，其中MPQ是直角三角形，PQ边长为a；PM边长为a，A、C、P、Q四点共线，M、P、N三点共线，曲线QN是以2a为半径、以AQ上某点（图中未标出）为圆心的一段圆弧，该区域内磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向里若大量带电离子沿AC方向射入两金属板之间，有部分离子经

14、P点进入下方磁场区域不计离子重力，忽略离子间的相互作用（1）求由P点进入下方磁场的离子速度；（2）若由P点进入下方磁场的正负离子都从MN边界上穿出，求这些正负离子的比荷的最小值之比；（3）若由P点进入下方磁场的另一些正负离子的比荷都处于（2）问中两个最小值之间（比荷的最大值是（2）问中较大的最小值，比荷的最小值是（2）问中较小的最小值）求磁场边界上有正负离子到达的区域范围解析（1）只有离子在平行金属板间匀速运动，带电粒子才有可能从C点进入磁场，故有qvB0qv（2）由洛伦兹力提供向心力，所以有qvB解得R可见比荷越大，半径越小，若出P点进入下方磁场的正负离子都从MN边界上穿出，比荷最小的正负带

15、电粒子刚好与边界相切也就是带正电的粒子做圆周运动的圆周与圆形磁场相切，带负电的粒子做圆周运动与直角三角形的斜边MQ相切如图所示带正电的粒子做圆周运动的圆周与圆形磁场相切，由几何关系可得：Ra2（2aR1）2R1带正电粒子最小比荷是带负电的粒子做圆周运动与直角三角形的斜边MQ相切，由几何关系可得：R2a带负粒子最小比荷是所以，这些正负离子的比荷的最小值之比（3）若由P点进入下方磁场的另一些正负离子的比荷都处于（2）问中两个最小值之间（比荷的最大值是（2）问中较大的最小值，比荷的最小值是（2）问中较小的最小值）带正电粒子运动较迹如图所示，到P点距离x12R2a范围宽度d12（R1R2）a所以带正电粒子从MN边界是穿出，范围是距P点a，宽度是aba带负电粒子运动轨迹如图所示到M点距离x2a范围宽度d2（R1x2）a所以带负电粒子MQ边界是穿出，范围是距M点a，宽度是cda答案（1）v（2）（3）带正电粒子从MN边界是穿出，范围是距P点a，宽度是aba；带负电粒子MQ边界是穿出，范围是距M点a，宽度是cda