【三维设计】2014届高三物理一轮 课时跟踪检测32 带电粒子在复合场中的运动(二).docVIP

课时跟踪检测(三十二)　带电粒子在复合场中的运动(二) 高考常考题型：计算题 1．(2013·济南模拟)如图1所示，一个质量为m、带电量为＋q的小球，以初速度v0自h高度处水平抛出。不计空气阻力，重力加速度为g。图1 (1)若在空间竖直方向加一个匀强电场，发现小球水平抛出后做匀速直线运动，求该匀强电场的场强E的大小； (2)若在空间再加一个垂直纸面向外的匀强磁场，小球水平抛出后恰沿圆弧轨迹运动，落地点P到抛出点的距离为h，求该磁场磁感应强度B的大小。2．(2013·天津模拟)如图2，平行金属板倾斜放置，AB长度为L，金属板与水平方向的夹角为θ，一电荷量为－q、质量为m的带电小球以水平速度v0进入电场，且做直线运动，到达B点。离开电场后，进入如图所示的电磁场(图中电场没有画出)区域做匀速圆周运动，并竖直向下穿出电磁场，磁感应强度为B。试求：图2 (1)带电小球进入电磁场区域时的速度v。 (2)带电小球在电磁场区域做匀速圆周运动的时间。 (3)重力在电磁场区域对小球所做的功。 3．(2012·四川眉山二模)如图3所示，在平面直角坐标系xOy中的第一象限内存在磁感应强度大小为B、方向垂直于坐标平面向内的有界圆形匀强磁场区域(图中未画出)；在第二象限内存在沿x轴负方向的匀强电场。一粒子源固定在x轴上坐标为(－L,0)的A点。粒子源沿y轴正方向释放出速度大小为v的电子，电子恰好能通过y轴上坐标为(0,2L)的C点，电子经过磁场偏转后恰好垂直通过第一象限内与x轴正图3方向成15°角的射线ON(已知电子的质量为m，电荷量为e，不考虑粒子的重力和粒子之间的相互作用)。求： (1)匀强电场的电场强度E的大小； (2)电子离开电场时的速度方向与y轴正方向的夹角θ； (3)圆形磁场的最小半径Rm。 4．(2012·汕头二模)如图4所示，在坐标系xOy中，第一象限除外的其它象限都充满匀强磁场，磁感应强度都为B＝0.12 T、方向垂直纸面向内。P是y轴上的一点，它到坐标原点O的距离l＝0.40 m。一比荷＝5.0×107 C/kg的带正电粒子从P点开始进入匀强磁场中运动，初速度v0＝3.0×106 m/s、方向与y轴正方向成夹角θ＝53°并与磁场方向垂直。不计粒子的重力作用。已知sin 53°＝0.8，cos 53°＝0.6，求： 图4 (1)粒子在磁场中运动的轨道半径R； (2)在第一象限中与x轴平行的虚线上方的区域内充满沿x轴负方向的匀强电场(如图)，粒子在磁场中运动一段时间后进入第一象限，最后恰好从P点沿初速度的方向再次射入磁场。求匀强电场的电场强度E和电场边界(虚线)与x轴之间的距离d。 5．(2012·山东高考)如图5甲所示，相隔一定距离的竖直边界两侧为相同的匀强磁场区，磁场方向垂直纸面向里，在边界上固定两长为L的平行金属极板MN和PQ，两极板中心各有一小孔S1、S2，两极板间电压的变化规律如图乙所示，正反向电压的大小均为U0，周期为T0。在t＝0时刻将一个质量为m、电量为－q(q0)的粒子由S1静止释放，粒子在电场力的作用下向右运动，在t＝时刻通过S2垂直于边界进入右侧磁场区。(不计粒子重力，不考虑极板外的电场) 图5 (1)求粒子到达S2时的速度大小v和极板间距d； (2)为使粒子不与极板相撞，求磁感应强度的大小应满足的条件； (3)若已保证了粒子未与极板相撞，为使粒子在t＝3T0时刻再次到达S2，且速度恰好为零，求该过程中粒子在磁场内运动的时间和磁感应强度的大小。 6．(2012·黄冈中学模拟)如图6所示，在xOy坐标系中分布着三个有界场区：第一象限中有一半径为r＝0.1 m的圆形磁场区域，磁感应强度B1＝1 T，方向垂直纸面向里，该区域同时与x轴、y轴相切，切点分别为A、C；第四象限中，由y轴、抛物线FG(y＝－10x2＋x－0.025，单位：m)和直线DH(y＝x－0.425，单位：m)构成的区域中，存在着方向竖直向下、强度E＝2.5 N/C的匀强电场；以及直线DH右下方存在垂直纸面向里的匀强磁场B2＝0.5 T。现有大量质量为1×10－6 kg(重力不计)，电量大小为2×10－4 C，速率均为20 m/s的带负电的粒子从A处垂直磁场进入第一象限，速度方向与y轴夹角在0至180°之间。 图6 (1)求这些粒子在圆形磁场区域中运动的半径； (2)试证明这些粒子经过x轴时速度方向均与x轴垂直； (3)通过计算说明这些粒子会经过y轴上的同一点，并求出该点坐标。课时跟踪检测(三十二) 带电粒子在复合场中的运动(二)1．解析：(1)小球做匀速直线运动，说明重力和电场力平衡，根据平衡条件，有 mg＝qE解得：E＝。 (2)再加匀强磁场后，小球做圆周运动，洛伦兹力充当向心力，设轨道半径为R，根据几何关系得P点到抛出点的水平距离x＝hR2 ＝(R－