2016高考物理二轮复习专题训练11带电粒子在复合场中的运动(二)（含解析）

《2016高考物理二轮复习专题训练11带电粒子在复合场中的运动(二)（含解析）》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、带电粒子在复合场中运动(二)(限时45分钟)计算题(每小题20分，共80分)1．(2015·昆明模拟)如图所示，在xOy竖直平面第一.四象限，有水平向右匀强电场，在第二.三象限中存在磁感应强度为B.方向垂直于纸面向里匀强磁场和场强大小与第一象限场强大小相等.方向竖直向上匀强电场．第一象限中P点坐标是，在P点拴一根绝缘细线，长为R，细线另一端系一个质量为m.带电荷量为q小球，现将细线拉至与水平方向成45°角由静止释放．小球摆至O点位置时，细线恰好脱开，小球跨过y轴，恰好做圆周运动．求：(1)电场强度大小；(2)小球到达O点时速度；(

2、3)小球在y轴左侧做匀速圆周运动旋转半径．答案：(1)　(2)，方向与y轴正方向成60°角斜向上　(3)解析：(1)小球跨过y轴，恰好做圆周运动，可知小球受到电场力大小等于重力Eq＝mg所以场强E＝.(2)小球从初始状态释放，摆动到O点，根据动能定理：mgR－EqR＝mv2得小球速度v＝速度方向与y轴正方向成60°角斜向上．(3)如图，小球在y轴左侧做匀速圆周运动，小球受到电场力大小等于重力洛伦兹力提供向心力F洛＝m即qvB＝m得旋转半径r＝.2．(2015·石家庄质检)如图所示，正三角形ABC内有B＝0.1T匀强磁场，方向垂直于

3、纸面向外，在BC边右侧有平行于BC且足够长挡板EF，已知B点到挡板水平距离BD＝0.5m．某一质量m＝4×10－10kg.电荷量q＝1×10－4C粒子，以速度v0＝1×104m/s自A点沿磁场中AB边射入，恰可从BC边水平射出打到挡板上．不计粒子重力．(1)求粒子从BC边射出时，射出点距C点距离和粒子在磁场中运动时间；(2)如果在BC至EF区域加上竖直向下匀强电场，使粒子仍能打到挡板上，求所加电场电场强度最大值．答案：(1)m　×10－5s　(2)400V/m解析：(1)粒子在磁场中运动轨迹如图甲所示粒子进入磁场后做匀速圆周运动，

4、半径为r＝＝0.4mMC长度lMC＝＝m粒子在磁场中运动时间t＝×＝×10－5s.(2)当粒子恰好打到挡板上Q点时，轨迹与挡板相切，速度方向沿挡板EF，如图乙所示，由类平抛运动规律，Q点处粒子速度反向延长线交于水平位移中点有lMN＝lNP由题意知lMN＝BD＝0.5m当粒子打到Q点时，tan60°＝在竖直方向上分速度vy＝at＝t粒子运动时间t＝联立得E＝400V/m.3.如图所示，在xOy坐标系中，x轴上方有方向沿x轴正向匀强电场，下方有一半径为R圆形有界匀强磁场，圆心在y轴上，且圆与x轴相切，磁场方向垂直于纸面向外．一质量为m

5、.电荷量为q带电粒子在坐标为(L,2L)A点，以初速度v0沿y轴负方向射入电场，且刚好从O点射入磁场，经磁场偏转后刚好平行于x轴从磁场中射出．(1)求电场强度和磁感应强度大小；(2)若该粒子沿y轴负方向射出时初速度大小为v0，要使该粒子也能从O点进入磁场，且经磁场偏转后刚好平行于x轴从磁场中射出，求该粒子开始射出时位置坐标．答案：(1)　　(2)解析：(1)粒子从A点射入后做类平抛运动2L＝v0t1L＝vxt1得vx＝v0粒子在O点速度大小v1＝＝v0与x轴负方向夹角θ满足tanθ＝＝1，θ＝45°从A点到O点，根据动能定理qEL

6、＝mv－mv得E＝粒子在磁场中做匀速圆周运动，由于粒子经磁场偏转后，刚好平行于x轴从磁场中射出，其运动轨迹如图所示，由几何关系可知，粒子做圆周运动半径等于圆形有界磁场半径，即r＝R得B＝.(2)由几何关系可知，粒子从O点进入磁场后速度大小等于v0才能以平行于x轴方向射出磁场．则粒子进磁场时沿x轴负方向速度vx＝＝v0x＝＝＝Ly＝v0t＝v0·＝v0·＝L因此粒子开始射出时位置坐标为.4．(2015·天津理综)现代科学仪器常利用电场.磁场控制带电粒子运动．真空中存在着如图所示多层紧密相邻匀强电场和匀强磁场，电场与磁场宽度均为d.电

7、场强度为E，方向水平向右；磁感应强度为B，方向垂直纸面向里．电场.磁场边界互相平行且与电场方向垂直．一个质量为m.电荷量为q带正电粒子在第1层电场左侧边界某处由静止释放，粒子始终在电场.磁场中运动，不计粒子重力及运动时电磁辐射．(1)求粒子在第2层磁场中运动时速度v2大小与轨迹半径r2；(2)粒子从第n层磁场右侧边界穿出时，速度方向与水平方向夹角为θn，试求sinθn；(3)若粒子恰好不能从第n层磁场右侧边界穿出，试问在其他条件不变情况下，也进入第n层磁场，但比荷较该粒子大粒子能否穿出该层磁场右侧边界，请简要推理说明之．答案：见解

8、析解析：(1)粒子在进入第2层磁场时，经过两次电场加速，中间穿过磁场时洛伦兹力不做功由动能定理，有2qEd＝mv①由①式解得v2＝2②粒子在第2层磁场中受到洛伦兹力充当向心力，有qv2B＝m③由②③式解得r2＝.④(2)设粒子在第n层磁场中运动速度