能力梯级提升·思维高效训练带电粒子在组合场复合场中的运动

1、能力梯级提升思维高效训练带电粒子在组合场、复合场中的运动一、单项选择题1.(秦皇岛模拟)如下图,两平行金属板的间距等于极板的长度,现有重力不计的正离子束以相同的初速度v0平行于两板从两板正中间射入.第一次在两极板间加恒定电压,建立场强为E的匀强电场,那么正离子束刚好从上极板边缘飞出.第二次撤去电场,在两板间建立磁感应强度为B、方向垂直于纸面的匀强磁场,正离子束刚好从下极板边缘飞出,那么E和B的大小之比为( )A.v0 B.v0 C.v002.美国物理学家劳伦斯于1932年创造的盘旋加速器，应用带电粒子在磁场中做圆周运动的特点，能使粒子在较小的空间范围内经过电场的屡次加速获得较大的能量，使人类在

2、获得高能量带电粒子方面前进了一步.如图为一种改良后的盘旋加速器示意图，其中盒缝间的加速电场场强大小恒定，且被限制在A、C板间，如0处以速度v0沿电场线方向射入加速电场，经加速后再进入D形盒中的匀强磁场做匀速圆周运动.对于这种改良后的盘旋加速器，以下说法正确的选项是( )A带电粒子每运动一周被加速两次B带电粒子每运动一周P1P2=P2P33.(模拟)如下图，一个带电小球穿在一根绝缘的粗糙直杆上，杆与水平方向成角，整个空间存在着竖直向上的匀强电场和垂直于杆方向斜向上的匀强磁场小球从a点由静止开始沿杆向下运动，在c点时速度为4 m/s，b是a、c的中点，在这个运动过程中( )过b点时的速度小于2 m

3、/s二、多项选择题4.(西城区模拟)如下图的空间中存在着正交的匀强电场和匀强磁场，从A点沿AB、AC方向绝缘地抛出两带电小球，关于小球的运动情况，以下说法中正确的选项是( )A.从AB、AC抛出的小球都可能做直线运动C.做直线运动的小球带正电，而且一定是做匀速直线运动5.(模拟)如下图，从离子源发射出的正离子，经加速电压U加速后进入相互垂直的电场(E方向竖直向上)和磁场(B方向垂直纸面向外)中，发现离子向上偏转.要使此离子沿直线通过电磁场，需要( )A.增加E，减小B B.增加E，减小U 6.(模拟)如下图，ABC为竖直平面内的光滑绝缘轨道，其中AB为倾斜直轨道，BC为与AB相切的圆形轨道，并

4、且圆形轨道处在匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里质量相同的甲、乙、丙三个小球中，甲球带正电、乙球带负电、丙球不带电现将三个小球在轨道AB上分别从不同高度处由静止释放，都恰好通过圆形轨道的最高点，那么( ) A.经过最高点时，三个小球的速度相等B.经过最高点时，甲球的速度最小三、计算题7.(模拟)如下图，在平面直角坐标系xOy内，第象限的等腰直角三角形MNP区域内存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场，yv3v2,A、B错误，C、D正确.7.【解析】(1)粒子运动轨迹如下图，粒子在电场中运动的过程中，由平抛运动规律及牛顿运动定律得2hv0t, h;qEma,解得E(2)粒子到达O点时，沿y轴正方向的分速

5、度vyat=v0速度方向与x轴正方向的夹角满足tan=1，=45粒子从MP的中点垂直于MP进入磁场，垂直于NP射出磁场，粒子在磁场中的速度vv0轨道半径Rh由qvB得B(3)粒子在磁场中的运动时间t答案：(1) (2) (3)8.【解析】1t=0时刻进入两板间的带电粒子在电场中做匀变速曲线运动，t0时刻刚好从下极板边缘射出，在y轴负方向偏移的距离为，那么有qE=ma联立以上各式解得两板间电压为(2)时刻进入两板间的带电粒子，前时间在电场中偏转，后带电粒子离开电场时沿y轴负方向的分速度大小为带电粒子离开电场时的速度大小为设带电粒子离开电场进入磁场做匀速圆周运动的半径为R，那么有联立各式解得(3)2t0设带电粒子离开电场时速度方向与y