高考物理高頻考點(diǎn)2013模擬新題精選訓(xùn)練-專題33-帶電粒子在交變電場和磁場中的運(yùn)動(共11頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上1（18分）（2013江西省景德鎮(zhèn)二模）從陰極K發(fā)射的電子經(jīng)電勢差U0=4500V的陽極加速后，沿平行于板面的方向從中央射入兩塊長L1=10cm，間距d=4cm的平行金屬板AB之后，在離金屬板邊緣L2=75cm處放置一個直徑D=20cm的帶有記錄紙的圓筒（如圖所示），整個裝置放在真空內(nèi)，電子發(fā)射的初速度不計(jì)。已知電子質(zhì)量m=0.9×10-30 kg,電子電量e=1.6×10-19C,不考慮相對論效應(yīng)。（1）若在兩金屬板上加上U1=1000V的直流電壓（A>B），為使電子沿入射方向做勻速直線運(yùn)動，應(yīng)加怎樣的磁場？（2）若在兩金屬板上加上U2=1

2、000cos2t（V）的交流電壓，并使圓筒繞中心軸按圖示方向以=4rad/s的角速度勻速轉(zhuǎn)動，確定電子在記錄紙上的偏轉(zhuǎn)位移隨時(shí)間變化的關(guān)系式并定性畫出1s鐘內(nèi)所記錄的圖形。（電子穿過AB的時(shí)間很短，可認(rèn)為這段時(shí)間內(nèi)板間電壓不變）解析：（1）由eU0=得電子入射速度m/sm/s . 加直流電壓時(shí)，板間場強(qiáng)V/m (2分)電子做直線運(yùn)動時(shí)，由條件eE1= ev0B，得應(yīng)加磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度T， (2分)方向垂直紙面向里。 . (2分)2. （2013年2月廣東省名校質(zhì)檢）如圖a所示，水平直線MN下方有豎直向上的勻強(qiáng)電場，現(xiàn)將一重力不計(jì)、比荷q/m=106C/kg的正電荷置于電場中的O點(diǎn)由靜止釋放，經(jīng)

3、過/15×10-5s后，電荷以v0=1.5×l04m/s的速度通過MN進(jìn)入其上方的勻強(qiáng)磁場，磁場與紙面垂直，磁感應(yīng)強(qiáng)度B按圖b所示規(guī)律周期性變化（圖b中磁場以垂直紙面向外為正，以電荷第一次通過MN時(shí)為t=0時(shí)刻）。求：（1）勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度E；（2）圖b中時(shí)刻電荷與O點(diǎn)的水平距離；（3）如果在O點(diǎn)右方d= 68cm處有一垂直于MN的足夠大的擋板，求電荷從O點(diǎn)出發(fā)運(yùn)動到擋板所需的時(shí)間。（sin37°=0.60，cos37°=0.80）（3）（6分）電荷從第一次通過MN開始，其運(yùn)動的周期為：，根據(jù)電荷的運(yùn)動情況可知，電荷到達(dá)檔板前運(yùn)動的完整周期數(shù)為15個，

4、有：電荷沿ON運(yùn)動的距離：s=15d=60cm，故最后8cm的距離如圖所示，有：3（2013江蘇名校質(zhì)檢）如圖甲所示，偏轉(zhuǎn)電場的兩個平行極板水平放置，極板長L=0.08m，板距足夠大，兩板的右側(cè)有水平寬度d=0.06m、豎直長度足夠大的有界勻強(qiáng)磁場，一個比荷為的帶負(fù)電粒子（其重力不計(jì)）以速度從兩板中間沿與板平行的方向射入偏轉(zhuǎn)電場，進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場時(shí)，偏轉(zhuǎn)電場的場強(qiáng)恰好按圖乙所示的規(guī)律變化，粒子離開偏轉(zhuǎn)電場后進(jìn)入勻強(qiáng)磁場，最終垂直于磁場右邊界射出.求：（1）粒子在磁場中運(yùn)動的速率v； （2）粒子在磁場中運(yùn)動的軌道半徑R；（3）磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B。解析：(1)負(fù)電荷在偏轉(zhuǎn)電場中的運(yùn)動時(shí)間對比乙圖,電荷

5、在一個周期的第一個內(nèi)有偏轉(zhuǎn)電壓,第二個時(shí)間內(nèi)勻速直線運(yùn)動,考點(diǎn)：考查了粒子在電磁場中的運(yùn)動點(diǎn)評：帶電粒子在垂直的電場中做類平拋運(yùn)動，在垂直的磁場中做勻速圓周運(yùn)動類平拋運(yùn)動可用平拋運(yùn)動規(guī)律來處理，圓周運(yùn)動的可建立幾何關(guān)系來列式求解4. （2013安徽省名校聯(lián)考）如圖所示，水平直線MN下方有豎直向上的勻強(qiáng)電場，場強(qiáng)E=0.1×104N/C。現(xiàn)有一個重力不計(jì)、比荷q/m=106C/kg的正電荷從電場中的O點(diǎn)由靜止釋放，經(jīng)過t0=1×10-5s后，通過MN上的P點(diǎn)進(jìn)入其上方的勻強(qiáng)磁場區(qū)域。磁場垂直于紙面向外。以電荷第一次通過MN時(shí)開始計(jì)時(shí)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B按圖乙所示規(guī)律周期性變化。求：

6、（1）電荷進(jìn)入磁場時(shí)的速度v0.（2）圖乙中t=2×10-5s時(shí)刻電荷與P點(diǎn)的距離。（3）如果在P點(diǎn)右方d=105cm處有一垂直于MN的足夠大的擋板，求電荷從O點(diǎn)出發(fā)運(yùn)動到擋板所需的時(shí)間。解析：電荷在電場中做勻加速直線運(yùn)動， （2分） （1分） 5（12分）（2013唐山一中檢測）在如圖甲所示的裝置中，陰極K能夠連續(xù)不斷地發(fā)射初速不計(jì)的電子，這些電子經(jīng)P、K間的電場加速后，都能通過P板上的小孔沿垂直于P板的方向進(jìn)入P板右側(cè)的區(qū)域，打到P板右側(cè)L遠(yuǎn)處且與P平行的熒光屏Q上的O點(diǎn)，由于P、K相距很近，所有電子通過電場所用時(shí)間忽略不計(jì)?，F(xiàn)在P與Q間加垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，且從某一時(shí)刻t=

7、0開始，在P、K間加一周期性變化的電壓，電壓隨時(shí)間的變化關(guān)系如圖乙所示，則從該時(shí)刻起，所有從小孔射出的電子恰好能全部打到熒光屏上。已知電子質(zhì)量為m，帶電量為e，粒子在磁場中做圓周運(yùn)動的周期小于4T0，求：（1）電子打到熒光屏上的范圍；（2）從t=0時(shí)刻開始在電壓變化的一個周期內(nèi)，打到屏上距O點(diǎn)最近的電子與最遠(yuǎn)的電子的時(shí)間差。加速后的電子到達(dá)Q屏上的D點(diǎn)所用時(shí)間為t2，則： （1分） （1分）由以上各式可解得： （2分） 6（2013北京豐臺期末）如圖甲所示，兩平行金屬板A、B的板長l0.20 m，板間距d0.20 m，兩金屬板間加如圖乙所示的交變電壓，并在兩板間形成交變的勻強(qiáng)電場，忽略其邊緣效

8、應(yīng)。在金屬板右側(cè)有一方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場，其左右寬度D=0.40 m，上下范圍足夠大，邊界MN和PQ均與金屬板垂直。勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B1.0×10-2 T?，F(xiàn)從t0開始，從兩極板左端的中點(diǎn)O處以每秒鐘1000個的速率不停地釋放出某種帶正電的粒子，這些粒子均以vo2.0×105 m/s的速度沿兩板間的中線射入電場，已知帶電粒子的比荷1.0×108 C/kg，粒子的重力和粒子間的相互作用都忽略不計(jì)，在粒子通過電場區(qū)域的極短時(shí)間內(nèi)極板間的電壓可以看作不變求：(1) t0時(shí)刻進(jìn)入的粒子，經(jīng)邊界MN射入磁場和射出磁場時(shí)兩點(diǎn)間的距離；(2) 當(dāng)兩金屬板間的電壓至少

9、為多少時(shí)，帶電粒子不能進(jìn)入磁場；(3) 在電壓變化的第一個周期內(nèi)有多少個帶電的粒子能進(jìn)入磁場。解析： （1）t0時(shí)刻電壓為零，粒子勻速通過極板由牛頓第二定律 （2分）得： （1分） 所以出射點(diǎn)到入射點(diǎn)的距離為 （1分）（2）考慮臨界情況：粒子剛好不能射出電場對類平拋過程：， （3分）聯(lián)立解得 （1分）（3）當(dāng)時(shí)，粒子可以射出電場，根據(jù)比例關(guān)系得第一個周期內(nèi)能夠出射的粒子數(shù)為個（2分）7.（2013西安聯(lián)考）如圖甲所示，兩平行金屬板A、B的板長l=m，板間距d=0.10m，在金屬板右側(cè)有一范圍足夠大的方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場，其邊界為MN，與金屬板垂直。在t=0時(shí)刻，兩金屬板間加如圖乙所示的正弦交變電壓，勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1.0×10-2T?，F(xiàn)從t=0開始，從兩極板左側(cè)的中點(diǎn)O以每秒鐘1000個的數(shù)量不間斷地釋放出某種正電荷，這種帶正電的粒子均以v0=×105m/s的速度沿兩板間的中線OO連續(xù)進(jìn)入電場，經(jīng)電場后射入磁場。已知帶電粒子的比荷1.25×107C/kg，粒子的重力忽略不計(jì)，假設(shè)在粒子通過電場區(qū)域的極短時(shí)間內(nèi)極板間的電壓可以看作不變，不計(jì)粒子間的相互作用。求： t0時(shí)刻進(jìn)入的粒子，經(jīng)邊界MN射入磁場和射出磁場時(shí)兩點(diǎn)間的距離（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）；每秒鐘