湖南省邵阳市隆回县万和实验学校高考物理 专题二 带电粒子在复合场中的运动练习（无答案）

1、专题二 带电粒子在复合场中的运动 (解读命题角度)例1(2020天津高考)对铀235的进一步研究在核能的开发和利用中具有重要意义。如图所示，质量为m、电荷量为q的铀235离子，从容器A下方的小孔S1不断飘入加速电场，其初速度可视为零，然后经过小孔S2垂直于磁场方向进入磁感应强度为B的匀强磁场中，做半径为R的匀速圆周运动，离子行进半个圆周后离开磁场并被收集，离开磁场时离子束的等效电流为I。不考虑离子重力及离子间的相互作用。(1)求加速电场的电压U。(2)求出在离子被收集的过程中任意时间t内收集到离子的质量M。(3)实际上加速电压的大小会在UU范围内微小变化。若容器A中有电荷量相同的铀235和铀2

2、38两种离子，如前述情况它们经电场加速后进入磁场中会发生分离，为使这两种离子在磁场中运动的轨迹不发生交叠，应小于多少？(结果用百分数表示，保留两位有效数字)(掌握类题通法)一、基础知识要记牢带电粒子的“磁偏转”和“电偏转”的比较匀强磁场中的“磁偏转”匀强电场中的“电偏转”受力特征v垂直于B时FBqvBv不垂直于B时，FBqvB，FB为变力，只改变v的方向无论v是否与E垂直，FEqE，FE为恒力运动规律圆周运动(vB)T，r类平抛运动(vE)vxv0，vyt xv0t，y偏转情况若没有磁场边界限制，粒子所能偏转的角度不受限制arctan 0)的粒子由S1静止释放，粒子在电场力的作用下向右运动，在

3、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)(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t3T0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。10 如图所示，一带电微粒质量为m2.01011 kg、电荷量q1.0105 C，从静止开始经电压为U1100 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

4、。已知偏转电场中金属板长L2 cm，圆形匀强磁场的半径R10 cm，重力忽略不计。求：(1)带电微粒经U1100 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。11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(如图所示，垂直纸面向里为正)，磁感应强度B0100 T。已知两板间距离d0.3 m，电场强度E50 V/m，M板上有一小孔P，在P正上方h5 cm处的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m104 kg，带电荷量|q|2105C。(不计空气阻力，g取10 m/s2)求：(1)在P点油滴的速度v为多少？(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。12一足够长的矩形区域abcd内充满磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场，矩形区域的左边界ad长为L，现从ad中点O垂直于磁场射入一速度方向与ad边夹角为30、大小为v0的带正电粒子，如图所示。已知粒子电荷量为q，质量为m(重力不计)：(1)若要求粒