2025高考物理考点测试训练 考点54　带电粒子在组合场中的运动.pdfVIP

考点54带电粒子在组合场中的运动

强基固本对点练

知识点1带电粒子在组合场中的运动

1．如图所示，M和N为平行金属板，质量为m，电荷量为q的带电粒子从M由静止

开始被两板间的电场加速后，从N上的小孔穿出，以速度由C点射入圆形匀强磁场区域，

v

经D点穿出磁场，CD为圆形区域的直径．已知磁场的磁感应强度大小为B、方向垂直于纸

面向外，粒子速度方向与磁场方向垂直，重力略不计．

(1)判断粒子的电性，并求M、N间的电压U；

(2)求粒子在磁场中做圆周运动的轨道半径r；

(3)若粒子的轨道半径与磁场区域的直径相等，求粒子在磁场中运动的时间t.

2．如图所示，在无限长的竖直边界AC和DE间，上、下部分分别充满方向垂直于平

面ADEC向外的匀强磁场，上部分区域的磁感应强度大小为B，OF为上、下磁场的水平分

0

界线，质量为m、带电荷量为＋q的粒子从AC边界上与O点相距为a的P点垂直于AC边

界射入上方磁场区域，经OF上的Q点第一次进入下方磁场区域，Q与O点的距离为3a，

不考虑粒子重力．

(1)求粒子射入时的速度大小；

(2)要使粒子不从AC边界飞出，求下方磁场区域的磁感应强度B应满足的条件；

1

(3)若下方区域的磁感应强度B＝3B，粒子最终垂直DE边界飞出，求边界DE与AC间

0

距离的可能值．

3.

如图所示，在xOy坐标系中有圆柱形匀强磁场区域，其圆心在O′(R，0)，半径为R，磁

感应强度大小为B，磁场方向垂直纸面向里．在y≥R范围内，有方向向左的匀强电场，电

场强度为E.有一带正电的微粒以平行于x轴射入磁场，微粒在磁场中的偏转半径刚好也是R.

已知带电微粒的电量为q，质量为m，整个装置处于真空中，不计重力．

(1)求微粒进入磁场的速度大小；

(2)若微粒从坐标原点射入磁场，求微粒从射入磁场到再次经过y轴所用时间；

R

(3)若微粒从y轴上y＝处射向磁场，求微粒以后运动过程中距y轴的最大距离．

2

知识点2组合场的应用实例一——回旋加速器

4.

[2024·福建省厦门一中月考](多选)如图所示为回旋加速器的示意图．两个靠得很近的D

形金属盒处在与盒面垂直的匀强磁场中，一质子从加速器的A处开始加速．已知D型盒的

半径为R，磁场的磁感应强度为B，高频交变电源的电压为U，频率为f，质子质量为m，

电荷量为q，不计粒子在电场中运动时间．下列说法正确的是()

A．质子的最大速度不超过2πRf

（qBR）2

B．质子的最大动能为

2m

C．高频交变电源的频率f＝qB

2πm

D．质子的最大动能与高频交变电源的电压U有关，且随电压U增大而增加

知识点3组合场的应用实例二——质谱仪

5．如图所示，电荷量相等的两种离子氖20和氖22从容器A下方的狭缝S飘入(初速

1

度为零)电场区，经电场加速后通过狭缝S、S垂直于磁场边界MN射入匀强磁场，磁场方

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向垂直纸面向里，离子经磁场偏转后发生分离，最终到达照相底片D上．不考虑离子间的

相互作用，则()

A.电场力对每个氖20和氖22做的功不等

B．氖22进入磁场时的速