帶電粒子在電磁場中運動壓軸題

1、優(yōu)秀學(xué)習(xí)資料歡迎下載2021 高考物理·壓軸題1（ 2021·江蘇卷）制備納米薄膜裝置的工作電極可簡化為真空中間距為d 的兩平行極板，如圖甲 所示，加在極板a 、b 間的電壓 uab 作周期性變化，其正向電壓為u 0，反向電壓為 -ku 0（ k>1 ），電壓變化的周期為2r，如圖乙所示；在t=0 時，極板b 鄰近的一個電子，質(zhì)量為m、電荷量為e，受電場作用由靜止開頭運動；如整個運動過程中，電子未遇到極板a ，且不考慮重力作用；（ 1）如 k5，電子在0 2r 時間內(nèi)不能到達(dá)極板a ，求 d 應(yīng)滿意的條件；4（ 2）如電子在0 2r 時間未遇到極板b ，求此運動過程中

2、電子速度v 隨時間 t 變化的關(guān)系；（ 3）如電子在第n 個周期內(nèi)的位移為零，求k 的值；答案（ 1） d9eu 0210m（ 2）當(dāng)0- 2n<時 v=t-k+1neku 0md，當(dāng)0- 2n<時v=n+1k+1-kteu0dm（ 3） k4 n14 n33在地面鄰近的真空中，存在著豎直向上的勻強電場和垂直電場方向水平向里的勻強磁場，如左圖所示磁場的磁感應(yīng)強度b 隨時間t 的變化情形如右圖所示該區(qū)域中有一條水平直線mn， d 是mn 上的一點在t 0 時刻，有一個質(zhì)量為m、電荷量為q 的小球 可看做質(zhì)點 ，從 m 點開頭沿 著水平直線以速度v0 做勻速直線運動，t0 時刻恰好到達(dá)

3、n 點經(jīng)觀測發(fā)覺，小球在t2t0 至 t 3t0時間內(nèi)的某一時刻，又豎直向下經(jīng)過直線mn 上的 d 點，并且以后小球多次水平向右或豎直向下經(jīng)過 d 點求：1 電場強度 e 的大小2小球從 m 點開頭運動到其次次經(jīng)過d 點所用的時間3 小球運動的周期，并畫出運動軌跡只畫一個周期答案：（ 1） e mg2） 2t m（ 3） t 8t12 m 或 t軌跡如圖q （0b0 q0qb04如圖甲所示，一對平行放置的金屬板m 、n 的中心各有一小孔p、q、pq 連線垂直金屬板；n 板右側(cè)的圓a 內(nèi)分布有方向垂直于紙面對外的勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小為b，圓半徑為r，且圓心 o在 pq 的延長線上；現(xiàn)使置于p

4、 處的粒子源連續(xù)不斷地沿pq 方向放出質(zhì)量為m、電量為 +q 的帶電粒子（帶電粒子的重力和初速度忽視不計，粒子間的相互作用力忽視不計），從某一時刻開頭，在板 m 、n 間加上如右圖所示的交變電壓，周期為t ，電壓大小為u；假如只有在每一個周期的0優(yōu)秀學(xué)習(xí)資料歡迎下載t/4 時間內(nèi)放出的帶電粒子才能從小孔q 中射出，求：（ 1）在每一個周期內(nèi)哪段時間放出的帶電粒子到達(dá)q 孔的速度最大？（ 2）該圓形磁場的哪些地方有帶電粒子射出，在圖中標(biāo)出有帶電粒子射出的區(qū)域答案（ 1） v2qum（ 2）斜線部分有帶電粒子射出5 2021·石家莊質(zhì)檢兩塊足夠大的平行金屬極板水平放置，極板間加有空間分布

5、勻稱、大小隨時t間周期性變化的電場和磁場，變化規(guī)律分別如圖1、圖 2 所示 規(guī)定垂直紙面對里為磁感應(yīng)強度的正 方向 ；在t=0；時刻由負(fù)極板釋放一個初速度為零的帶2 負(fù)電的粒子不計重力 ；如電場強度e0、磁h10me02 m0感應(yīng)強度b0、粒子的比荷q/m 均已知，且qb02 ，兩板間距qb0；1 求粒子在 0to 時間內(nèi)的位移大小與極板間距h 的比值；2 求粒子在極板間做圓周運動的最大半徑用 h 表示 ；如板間電場強度e 隨時間的變化仍如圖1 所示，磁場的變化改為如圖3 所示，試畫出粒子在板間運動的軌跡圖（不必寫運算過程）；s1答案：（ 1）h1 （ 2）255h （ 3）如右圖262021

6、 ·湖南十校聯(lián)考 如圖甲所示，在邊界mn 左側(cè)存在斜方向的勻強電場e1，在 mn 的右側(cè)有豎直向 上、場強大小為e2 0.4n/c 的勻強電場，仍有垂直紙面對內(nèi)的勻強磁場b 圖甲中未畫出和水平向右的勻強電場e3圖甲中未畫出，b 和 e3 隨時間變化的情形如圖乙所示，p1p2 為距 mn 邊界 7 52.295m 的豎直墻壁，現(xiàn)有一帶正電微粒質(zhì)量為4×10kg，電量為 1×10c，從左側(cè)電場中距mn 邊界 1 m 的 a 處無初速釋放后，沿直線以1m/s 速度垂直mn 邊界進(jìn)入右側(cè)場區(qū)，設(shè)此時刻t 0， 取15sg 10m/ 2；求：優(yōu)秀學(xué)習(xí)資料歡迎下載1mn左側(cè)勻

7、強電場的電場強度e1sin37° 0.6；2 帶電微粒在mn 右側(cè)場區(qū)中運動了1.5s 時的速度；1.23 帶電微粒在mn 右側(cè)場區(qū) 中運動多長時間與墻壁碰撞？ 2 0.1937答案：（ 1） 0.5 n/ c，水平向右方向夾53°角斜向上 . （ 2）1.1 m/ s，水平向左（ 3）s127 2021·黃岡質(zhì)檢 在豎直平面內(nèi)建立一平面直角坐標(biāo)系xoy ， x 軸沿水平方向，如圖甲所示，坐標(biāo)系的第一象限內(nèi)有一正交的勻強電場和勻強磁場，電場方向豎直向上，場強為e，磁場方向垂直紙面，磁感應(yīng)強度b033 t10，方向按圖乙所示規(guī)律變化（以垂直紙面對外為磁場的正方向），

8、其次象限內(nèi)有一水平的勻強電場，場強 e2=2e1，一個比荷q/m=10 2c/kg 的帶電的粒子 （可視為質(zhì)點）以 v0=4m/s 的速度在 -x 軸上的 a 點豎直向上拋出，恰能以 v1=8m/s 速度從 +y 軸上的 c 點水平進(jìn)入第一象限；取粒子剛進(jìn)入第一象限時刻為t=0 時刻， g=10m/s2.（ 1）求 ac 間電勢差uac（ 2）為確保粒子不再越過oc 進(jìn)入其次象限，就交變磁場周期最大值tm 為多大？如磁場周期為上述最大值，粒子打到+x 軸上的 d 點圖中未標(biāo)出 ，求 od 長度 l0；ye1e2v1b0v0caoxb00-b0b/tt0/2t 03t0/22t0t/s答案：（

9、1） u ac0.32v（ 2） tm3336s ， l04 3153 m9如圖（甲）所示為電視機中顯像管的原理示意圖，電子槍中的燈絲加熱陰極而逸出電子，這些電子再經(jīng)加速電場加速后，從o點進(jìn)入偏轉(zhuǎn)磁場中，經(jīng)過偏轉(zhuǎn)磁場后打到熒光屏mn上，使熒光屏發(fā)出熒光形成圖象，不計逸出電子的初速度和重力；已知電子的質(zhì)量為m、電荷量為e，加速電場的電壓為 u，偏轉(zhuǎn)線圈產(chǎn)生的磁場分布在邊長為l 的正方形abcd 區(qū)域內(nèi)，磁場方向垂直紙面，且磁感應(yīng) 強度隨時間的變化規(guī)律如圖乙所示；在每個周期內(nèi)磁感應(yīng)強度都是從b0 勻稱變化到b0；磁場區(qū)域的左邊界的中點與o點重合， ab 邊與 oo平行，右邊界 bc 與熒光屏之間的

10、距離為s；由于磁場區(qū)域較小，且電子運動的速度很大，所以在每個電子通過磁場區(qū)域的過程中，可認(rèn)為磁感應(yīng)強度不變，即為勻強磁場，不計電子之間的相互作用；（ 1）求電子射出加速電場時的速度大?。?2）為使全部的電子都能從磁場的bc 邊射出，求偏轉(zhuǎn)線圈產(chǎn)生磁場的磁感應(yīng)強度的最大值（ 3）熒光屏上亮線的最大長度是多少優(yōu)秀學(xué)習(xí)資料歡迎下載答案： 12310（2021 ·西安四校聯(lián)考） 如圖甲所示， 帶正電粒子以水平速度v0 從平行金屬板mn 間中線 oo連續(xù)射入電場中；mn 板間接有如圖乙所示的隨時間t 變化的電壓umn ，兩板間電場可看作是勻稱的，且兩板外無電場；緊鄰金屬板右側(cè)有垂直紙面對里的勻強磁場b ，分界線為cd， ef 為屏幕；金屬板間距為d，長度為 l，磁場 b 的寬度為d；已知： b=5×10-3t ，l = d =0.2m ，每個帶正電粒子的速度 v0=105m/s，比荷為q/m=108c/t ，重力忽視不計，在每個粒子通過電場區(qū)域的極短時間內(nèi)，