【人教版】2020届高三物理一轮复习 课时分层集训27　带电粒子在复合场中的运动 含解析.doc

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1、课时分层集训(二十七)　带电粒子在复合场中的运动(限时：40分钟)(对应学生用书第319页)[基础对点练]带电粒子在组合场中的运动1．如图9317所示，某种带电粒子由静止开始经电压为U1的电场加速后，射入水平放置、电势差为U2的两导体板间的匀强电场中，带电粒子沿平行于两板的方向从两板正中间射入，穿过两板后又垂直于磁场方向射入边界线竖直的匀强磁场中，则粒子射入磁场和射出磁场的M、N两点间的距离d随着U1和U2的变化情况为(不计重力，不考虑边缘效应)(　　)图9317A．d随U1变化，d与U2无关

2、B．d与U1无关，d随U2变化C．d随U1变化，d随U2变化D．d与U1无关，d与U2无关A　[带电粒子在电场中做类平抛运动，可将射出电场的粒子速度v分解成初速度方向与加速度方向，设出射速度与水平夹角为θ，则有：＝cosθ而在磁场中做匀速圆周运动，设运动轨迹对应的半径为R，由几何关系得，半径与直线MN夹角正好等于θ，则有：＝cosθ，所以d＝，又因为半径公式R＝，则有d＝＝.故d随U1变化，d与U2无关，故A正确，B、C、D错误．]2．(多选)(2017·烟台模拟)如图9318所示，在x轴上方有

3、沿y轴负方向的匀强电场，电场强度为E，在x轴下方的等腰直角三角形CDM区域内有垂直于xOy平面向外的匀强磁场，磁感应强度为B，其中C、D在x轴上，它们到原点O的距离均为a.现将质量为m、电荷量为＋q的粒子从y轴上的P点由静止释放，设P点到O点的距离为h，不计重力作用与空气阻力的影响．下列说法正确的是(　　)【导学号：84370420】图9318A．若粒子垂直于CM射出磁场，则h＝B．若粒子垂直于CM射出磁场，则h＝C．若粒子平行于x轴射出磁场，则h＝D．若粒子平行于x轴射出磁场，则h＝AD　[粒

4、子在电场中加速，有qEh＝mv.在磁场中做圆周运动，若粒子垂直于CM射出磁场，则轨迹所对的圆心角θ＝45°，半径R＝a，由洛伦兹力提供向心力，有qv0B＝，得R＝，联立以上各式得h＝，A正确；若粒子平行于x轴射出磁场，则轨迹所对的圆心有θ＝90°，半径R＝，同理可得h＝，D正确．]3．(2018·银川模拟)如图9319所示，AB、CD间的区域有竖直向上的匀强电场，在CD的右侧有一与CD相切于M点的圆形有界匀强磁场，磁场方向垂直于纸面．一带正电粒子自O点以水平初速度v0正对P点进入该电场后，从M点

5、飞离CD边界，再经磁场偏转后又从N点垂直于CD边界回到电场区域，并恰能返回O点．已知OP间距离为d，粒子质量为m，电荷量为q，电场强度大小E＝，不计粒子重力．试求：图9319(1)M、N两点间的距离；(2)磁感应强度的大小和圆形匀强磁场的半径；(3)粒子自O点出发到回到O点所用的时间．[解析](1)据题意，作出带电粒子的运动轨迹，如图所示：粒子从O到M的时间：t1＝粒子在电场中加速度：a＝＝故PM间的距离为：PM＝at＝d粒子在M点时竖直方向的速度：vy＝at1＝v0粒子在M点时的速度：v＝＝2

6、v0速度偏转角正切：tanθ＝＝故θ＝60°粒子从N到O点时间：t2＝，粒子从N到O点过程的竖直方向位移：y＝at故P、N两点间的距离为：PN＝y＝d.所以MN＝PN＋PM＝d.(2)由几何关系得：Rcos60°＋R＝MN＝d可得半径：R＝d由qvB＝m　解得：B＝由几何关系确定区域半径为：R′＝2Rcos30°，即R′＝d.(3)O到M的时间：t1＝N到O的时间：t2＝在磁场中运动的时间：t3＝＝无场区运动的时间：t4＝＝t＝t1＋t2＋t3＋t4＝＋.[答案](1)　(2)　d(3)＋带电

7、物体在叠加场中的运动4．如图9320所示，界面MN与水平地面之间有足够大且正交的匀强磁场B和匀强电场E，磁感线和电场线都处在水平方向且互相垂直．在MN上方有一个带正电的小球由静止开始下落，经电场和磁场到达水平地面．若不计空气阻力，小球在通过电场和磁场的过程中，下列说法中正确的是(　　)【导学号：84370421】图9320A．小球做匀变速曲线运动B．小球的电势能保持不变C．洛伦兹力对小球做正功D．小球的动能增量等于其电势能和重力势能减少量的总和D　[带电小球在刚进入复合场时受力如图所示，则带电小

8、球进入复合场后做曲线运动，因为速度会发生变化，洛伦兹力就会跟着变化，所以不可能是匀变速曲线运动，选项A错误；根据电势能公式Ep＝qφ，知只有带电小球竖直向下做直线运动时，电势能保持不变，选项B错误；根据洛伦兹力的方向确定方法知，洛伦兹力方向始终和速度方向垂直，所以洛伦兹力不做功，选项C错误；从能量守恒角度知道选项D正确．](2017·桂林模拟)如图所示，空间存在互相垂直的匀强电场和匀强磁场，图中虚线为匀强电场的等势线，一不计重力的带电粒子在M点以某一初速度垂直等势线进入正交电磁场中，运动轨迹如图