【配套K1】[学习](浙江专用)备战2019高考物理一轮复习 第二部分 计算题部分 精练1 带电粒.doc

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1、精品K12教育教学资料精练1 带电粒子在电场和磁场中的运动1.加试题如图1所示,在水平放置的足够大的荧光屏上方存在着磁感应强度大小为B的匀强磁场,方向平行于水平面且与边MN垂直.某时刻从与该平面相距为h的S点(S在平面上的投影位置为O)向垂直磁场的平面内的各个方向同时发射大量相同的带正电的粒子,粒子质量均为m,电荷量均为q,速度大小均为v=,方向均在同一竖直平面内.观察发现,荧光屏上有一条直线发光,其余位置均不发光,且某些位置只有一次发光,某些位置有两次发光,试求:(粒子重力不计)图1(1)荧光屏发光区域的长度L;(2)荧光屏上一次发光的区域长度L1与两次发光的区域长度

2、L2之比.精品K12教育教学资料精品K12教育教学资料2.加试题(2017·宁波市九校高三上学期期末)正负电子对撞机是使正负电子以相同速率对撞(撞前速度在同一直线上的碰撞)并进行高能物理研究的实验装置,该装置一般由高能加速器、环形储存室和对撞测量区三个部分组成.为了使正负电子在测量区内不同位置进行对撞,在对撞测量区内设置两个方向相反的匀强磁场区域.对撞区域设计的简化原理如图2所示:MN和PQ为足够长的竖直边界,水平边界EF将整个区域分成上下两部分,Ⅰ区域的磁场方向垂直纸面向内,Ⅱ区域的磁场方向垂直纸面向外,磁感应强度大小均为B.现有一对正负电子以相同速率分别从注入口C和

3、注入口D同时水平射入,在对撞测量区发生对撞.已知两注入口到EF的距离均为d,边界MN和PQ的间距为L,正电子的质量为m,电荷量为+e,负电子的质量为m,电荷量为-e.图2(1)试判断从注入口C入射的是正电子还是负电子;(2)若L=4d,要使正负电子经过水平边界EF一次后对撞,求正电子在磁场中运动的时间;精品K12教育教学资料精品K12教育教学资料(3)若只从注入口C射入电子,要使电子从D飞出,求电子射入的最小速率,及此时间距L的大小.3.加试题(2017·余姚中学高三上期中)如图3所示,M、N为两块带等量异种电荷的平行金属板,两板间电压可取从零到最大值Um之间的各种数值

4、.静止的带电粒子电荷量为+q,质量为m(不计重力),从点P经电场加速后,从小孔Q进入N板右侧的匀强磁场区域,磁场方向垂直于纸面向外,CD为磁场边界上的一绝缘板,它与N板的夹角为θ=45°,孔Q到板的下端C的距离为L,当M、N两板间电压取最大值Um时,粒子恰垂直打在CD板上,求:图3(1)当M、N两板间电压取最大值Um时,粒子射入磁场的速度v1的大小;(2)匀强磁场的磁感应强度B的大小;(3)粒子在磁场中运动的最长时间tm;(4)CD板上可能被粒子打中区域的长度s.精品K12教育教学资料精品K12教育教学资料4.加试题利用电场和磁场,可以将比荷不同的离子分开,这种方法在化

5、学分析和原子核技术等领域有重要的应用,如图4所示,碳14和碳12经电离后的原子核带电荷量均为q,从容器A下方小孔S不断飘入电势差为U的加速电场,经过S正下方小孔O后,沿SO方向垂直进入磁感应强度为B,方向垂直纸面向里的匀强磁场中,最后打在照相底片D上并被吸收,D与O在同一水平面上,其中碳12的粒子在OD上的落点距O点为d,已知粒子经过小孔S时的速度可视为零,不考虑粒子重力.图4(1)求粒子碳12的比荷;(2)由于粒子相互作用,所有粒子分布在与OS竖直方向成一定夹角θ的纸面内,要使两种粒子运动到OD直线上时能区分在不同区域,求θ角的最大值θm;(可以用三角函数表示)(3)

6、实际上加速电压的大小会在U±ΔU范围内微小变化,当θ<θm精品K12教育教学资料精品K12教育教学资料时,碳14与碳12经电场加速后进入磁场中发生分离,为使这两种粒子在照相底片上落点区域不发生重叠,应满足什么条件.5.加试题(2018·西湖高级中学月考)如图5所示,直角坐标系xOy位于竖直平面内,在-m≤x≤0的区域内有磁感应强度B=4.0×10-4T、方向垂直于纸面向外的匀强磁场,其左边界与x轴交于P点;在x>0的某一区域内有沿y轴负方向的匀强电场,电场强度为E=4N/C,其宽度d=2m.一质量m=6.4×10-27kg、电荷量q=3.2×10-19C的带正电粒子从P

7、点以速度v=4×104m/s,沿与x轴正方向成60°角射入磁场,经磁场和电场偏转通过x轴上的Q点(图中未标出),不计粒子重力.求:图5(1)带电粒子在磁场中运动时间;(2)Q点与电场右边界的距离.精品K12教育教学资料精品K12教育教学资料6.加试题(2018·嘉兴市期末)在如图6所示的坐标系中,第一象限存在沿y轴负方向的匀强电场E(未知),其余象限存在垂直纸面向外的匀强磁场,其中第四象限内的磁感应强度为B1(未知),第二、三象限内的磁感应强度为B2(未知).在y轴上坐标为(0,2L)的A点有一个粒子源,可将质量为m、带电荷量为q的带正电

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