2013年高考物理 高频考点模拟新题精选训练 专题33 带电粒子在交变电场和磁场中的运动

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1、高考物理高频考点2013模拟新题精选训练专题33带电粒子在交变电场和磁场中的运动1．（18分）（2013江西省景德镇二模）从阴极K发射的电子经电势差U0=4500V的阳极加速后，沿平行于板面的方向从中央射入两块长L1=10cm，间距d=4cm的平行金属板AB之后，在离金属板边缘L2=75cm处放置一个直径D=20cm的带有记录纸的圆筒（如图所示），整个装置放在真空内，电子发射的初速度不计。已知电子质量m=0.9×10-30kg,电子电量e=1.6×10-19C,不考虑相对论效应。（1）若在两金属板上加上U1=1000V的直流电压（A>B），为使电

2、子沿入射方向做匀速直线运动，应加怎样的磁场？（2）若在两金属板上加上U2=1000cos2πt（V）的交流电压，并使圆筒绕中心轴按图示方向以=4πrad/s的角速度匀速转动，确定电子在记录纸上的偏转位移随时间变化的关系式并定性画出1s钟内所记录的图形。（电子穿过AB的时间很短，可认为这段时间内板间电压不变）解析：（1）由eU0=得电子入射速度m/sm/s.加直流电压时，板间场强V/m(2分)电子做直线运动时，由条件eE1=ev0B，得应加磁场的磁感应强度T，(2分)方向垂直纸面向里。………………….(2分)2.（2013年2月广东省名校质检）如图

3、a所示，水平直线MN下方有竖直向上的匀强电场，现将一重力不计、比荷q/m=106C/kg的正电荷置于电场中的O点由静止释放，经过π/15×10-5s后，电荷以v0=1.5×l04m/s的速度通过MN进入其上方的匀强磁场，磁场与纸面垂直，磁感应强度B按图b所示规律周期性变化（图b中磁场以垂直纸面向外为正，以电荷第一次通过MN时为t=0时刻）。求：（1）匀强电场的电场强度E；（2）图b中时刻电荷与O点的水平距离；（3）如果在O点右方d=68cm处有一垂直于MN的足够大的挡板，求电荷从O点出发运动到挡板所需的时间。（sin37°=0.60，cos37°

4、=0.80）（3）（6分）电荷从第一次通过MN开始，其运动的周期为：，根据电荷的运动情况可知，电荷到达档板前运动的完整周期数为15个，有：电荷沿ON运动的距离：s=15Δd=60cm，故最后8cm的距离如图所示，有：3．（2013江苏名校质检）如图甲所示，偏转电场的两个平行极板水平放置，极板长L=0.08m，板距足够大，两板的右侧有水平宽度d=0.06m、竖直长度足够大的有界匀强磁场，一个比荷为的带负电粒子（其重力不计）以速度从两板中间沿与板平行的方向射入偏转电场，进入偏转电场时，偏转电场的场强恰好按图乙所示的规律变化，粒子离开偏转电场后进入匀强

5、磁场，最终垂直于磁场右边界射出.求：（1）粒子在磁场中运动的速率v；（2）粒子在磁场中运动的轨道半径R；（3）磁场的磁感应强度B。解析：(1)负电荷在偏转电场中的运动时间对比乙图,电荷在一个周期的第一个内有偏转电压,第二个时间内匀速直线运动,考点：考查了粒子在电磁场中的运动点评：带电粒子在垂直的电场中做类平抛运动，在垂直的磁场中做匀速圆周运动．类平抛运动可用平抛运动规律来处理，圆周运动的可建立几何关系来列式求解．4.（2013安徽省名校联考）如图所示，水平直线MN下方有竖直向上的匀强电场，场强E=0.1π×104N/C。现有一个重力不计、比荷q/

6、m=106C/kg的正电荷从电场中的O点由静止释放，经过t0=1×10-5s后，通过MN上的P点进入其上方的匀强磁场区域。磁场垂直于纸面向外。以电荷第一次通过MN时开始计时，磁感应强度B按图乙所示规律周期性变化。求：（1）电荷进入磁场时的速度v0.（2）图乙中t=2×10-5s时刻电荷与P点的距离。（3）如果在P点右方d=105cm处有一垂直于MN的足够大的挡板，求电荷从O点出发运动到挡板所需的时间。．解析：⑴电荷在电场中做匀加速直线运动，（2分）（1分）5．（12分）（2013唐山一中检测）在如图甲所示的装置中，阴极K能够连续不断地发射初速不计

7、的电子，这些电子经P、K间的电场加速后，都能通过P板上的小孔沿垂直于P板的方向进入P板右侧的区域，打到P板右侧L远处且与P平行的荧光屏Q上的O点，由于P、K相距很近，所有电子通过电场所用时间忽略不计。现在P与Q间加垂直纸面向里的匀强磁场，且从某一时刻t=0开始，在P、K间加一周期性变化的电压，电压随时间的变化关系如图乙所示，则从该时刻起，所有从小孔射出的电子恰好能全部打到荧光屏上。已知电子质量为m，带电量为e，粒子在磁场中做圆周运动的周期小于4T0，求：（1）电子打到荧光屏上的范围；（2）从t=0时刻开始在电压变化的一个周期内，打到屏上距O点最近

8、的电子与最远的电子的时间差。加速后的电子到达Q屏上的D点所用时间为t2，则：（1分）（1分）由以上各式可解得：（2分）6（2013北京丰