2012年3月高考物理_模拟联考题精选解析_13带电粒子在电磁场中的运动(学生版).doc

带电粒子在电磁场中的运动1（19分）（2013年3月吉林二模）如图，xoy平面内存在着沿y轴正方向的匀强电场，一个质量为m、带电荷量为+q的粒子从坐标原点o以速度v0沿x轴正方向开始运动。当它经过图中虚线上的m（，a）点时，撤去电场，粒子继续运动一段时间后进入一个矩形匀强磁场区域（图中未画出），又从虚线上的某一位置n处沿y轴负方向运动并再次经过m点。已知磁场方向垂直xoy平面（纸面）向里，磁感应强度大小为b，不计粒子的重力。试求：电场强度的大小； n点的坐标； 矩形磁场的最小面积。2.(19分) （2012年3月四川乐山市二模）如图所示，在平面坐标系xoy内，第ii、iii象限内存在沿y轴正方向的勻强电场，电场强度大小为第i、iv象限内存在垂直于纸面向外的匀强磁场.一带正电的粒子从第iii象限中的q( 2l, l)点以速度v0沿x轴正方向射出,恰好从坐标原点o进入磁场，然后又从y轴上的p(-2l,0)点射出磁场.不计粒子重力，求：(1)粒子在磁场中做圆周运动的半径r(2)粒子的比荷q/m和磁场的磁感应强度大小b;(3)粒子从q点出发运动到p点所用的时间t.2. 解题指导：根据题述带电粒子运动过程，分别应用类平抛运动规律、牛顿运3（20分）（2012年3月兰州诊断）如图所示，第四象限内有互相正交的匀强电场e与匀强磁场b1，e的大小为15l03v/m，b1大小为0.5t；第一象限的某个矩形区域内，有方向垂直纸面的匀强磁场，磁场的下边界与x轴重合。一质量m=l10-14kg电荷量q=210-10c的带正电微粒以某一速度v沿与y轴正方向60角从m点射入，沿直线运动，经p点后即进入处于第一象限内的磁场b2区域。一段时间后，小球经过y轴上的n点并与y轴正方向成60角的方向飞出。m点的坐标为（0，-10），n点的坐标为（0，30），不计微粒重力，g取10m/s2。则求： （1）微粒运动速度v的大小； （2）匀强磁场b2的大小； （3）b2磁场区域的最小面积。3.解析：4（18分）（2012年3月东北四校一模）如图所示的环状轨道处于竖直面内，它由半径分别为r和2r的两个半圆轨道、半径为r的两个四分之一圆轨道和两根长度分别为2r和4r的直轨道平滑连接而成。以水平线mn和pq为界，空间分为三个区域，区域i和区域有磁感应强度为b的水平向里的匀强磁场，区域i和有竖直向上的匀强电场。一质量为m、电荷量为+q的带电小环穿在轨道内，它与两根直轨道间的动摩擦因数为（01），而轨道的圆弧形部分均光滑。在电场中靠近c点的地方将小环无初速释放，设小环电量保持不变（已知区域i和ii的匀强电场强大小为，重力加速度为g）。求： （1）小环在第一次通过轨道最高点a时的速度va的大小； （2）小环在第一次通过轨道最高点a时受到轨道的压力n的大小； （3）若从c点释放小环的同时，在区域ii再另加一垂直于轨道平面向里的水平匀强电场，其场强大小为，则小环在两根直轨道上通过的总路程多大？4解：点评：此题考查带电小环在复合场中的约束运动。涉及的知识点主要有：动能定理、牛顿运动定律等。5. (19分) （2012年3月四川南充市二模）如图所示，一质量为m、电荷量为+q、重力不计的带电粒子，从a板的s点由静止开始释放，经a、b加速电场加速后，穿过中间偏转电场，再进人右侧匀强磁场区域.已知ab间的电压为u，mn极板间的电压为2u，mn两板间的距离和板长均为l，磁场垂直纸面向里、磁感应强度为b、有理想边界.求：(1) 带电粒子离幵b板时速度v0的大小；(2) 带电粒子离开偏转电场时速度v的大小与方向；(3) 要使带电粒子最终垂直磁场右边界射出磁场，磁场的宽度d多大？5（19分）解：6(18分) (2012年3月山东德州一模)如图甲所示，两平行金属板ab间接有如图乙所示的电压，两板间的电场可看作匀强电场，且两板外无电场，板长l=08 m，板间距离d=06 m。在金属板右侧有一磁感应强度b=2010-2 t，方向垂直纸面向外的匀强磁场，磁场宽度为l1=012 m，磁场足够长。mn为一竖直放置的足够大的荧光屏，荧光屏距磁场右边界的距离为l2=008 m，mn及磁场边界均与ab两板中线oo垂直。现有带正电的粒子流由金属板左侧沿中线oo连续射入电场中。已知每个粒子的速度v0=40105 m/s，比荷=10108 c/kg，重力忽略不计，每个粒子通过电场区域的时间极短，电场可视为恒定不变。 (1)求t=0时刻进入电场的粒子打到荧光屏上时偏离o点的距离； (2)试求能离开电场的粒子的最大速度，并通过计算判断该粒子能否打在右侧的荧光屏上。6.解：7(18分) （2012年3月山东烟台一模）如图所示，真空中有一以（r，0）为圆心、半径为r的圆柱形匀强磁场区域，磁场的磁感强度大小为b,方向垂直纸面向里.磁场的上方有两等大的平行金属板mn，两板间距离为2r.从o点向不同方向发射速率相同的质子，质子的运动轨迹均在纸面内.当质子进入两板间时两板间可立即加上如图所示的电压，且电压从t=0开始变化,电压的最大值为,已知质子的电荷量为e，质量为m，质子在磁场中的偏转半径也为r，不计重力,求：（1）质子进入磁场时的速度大小;