《2023年届高三物理一轮复习二模三模试题汇编：专题11带电粒子在电磁场中的运动(含解析).docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2023年届高三物理一轮复习二模三模试题汇编：专题11带电粒子在电磁场中的运动(含解析).docx（9页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、带电粒子在电磁场中运动一计算题1. 2023 全国考试大纲调研卷 3如下图，在两块水平金属极板间加有电 压 U 构成偏转电场，一束比荷为带正电的粒子流重力不计，以速度 v =104m/s 沿 水平方向从金属极板正中间射入o两板。粒子经电 场偏转后进入一具有抱负边界的半圆形变化磁场 区域，O 为圆心，区域直径 AB 长度为L=1m，AB 与水平方向成 45角。区域内有按如下图规 律作周期性变化的磁场，B =0. 5T，磁场方向 以垂0直于纸面对外为正。粒子经偏转电场后，恰好从下极板边缘O 点与水平方向成 45斜向下射入磁场。求：（1） 两金属极板间的电压U 是多大？（2） 假设T =05s，求t
2、=0s 时刻射人磁场的带电粒子在磁场中运动的时间t 和离开磁场的位置。o（3） 要使全部带电粒子通过O 点后的运动过程中 不再从 AB 两点间越过，求出磁场的变化周期B ，T 应满oo足的条件。2，射出点在AB 间离O 点3【名师解析】1粒子在电场中做类平抛运动，从O 点射出访速度【参考答案】1100V2代入数据得U=100V2.2023 江苏高邮市其次学期质检如下图，半径为r 的圆形匀强磁场区域与x 轴相切于坐标系的原点 O，磁感应强度为B ，方向垂直于纸面对外磁场区域右侧有一长方体加速管，加速管底面宽度为2r，0轴线与x 轴平行且过磁场区域的圆心，左侧的电势比右侧高在加速管出口下侧距离2r
3、 处放置一宽度为2r 的荧光屏加速管右侧存在方向垂直于纸面对外磁感应强度也为B0的匀强磁场区域在O 点处有一个粒子在磁场中经过半周从OB 中穿出，粒子在磁场中运动时间射出点在AB 间离O 点粒子源，能沿纸面对y0 的各个方向均匀地放射大量质量为m、带电荷量为q 且速率一样的粒子，其中沿y 轴正方向射入磁场的粒子，恰能沿轴线进入长方形加速管并打在荧光屏的中心位置不计粒子重力及其 相互作用（1） 求粒子刚进入加速管时的速度大小v0；（2） 求加速电压U；（3） 假设保持加速电压U 不变，磁场的磁感应强度B=0.9 B ，求荧光屏上有粒子到达的范围？0（2） 粒子在磁场区域的轨道半径为R = 2r2
4、Bqv = m v2R2又 B= B0v = 2v0 2 分由动能定理得3 分（3） 粒子经磁场区域后，其速度方向均与x 轴平行；经证明可知： OO CO是菱形，所以CO和 y 轴平行，v 和 x 轴平行122磁场的磁感应强度B 减小 10%，即，2 分荧光屏上方没有粒子到达的长度为2 分即荧光屏上有粒子到达的范围是：距上端 处到下端，总长度2 分23.(14 分)2023 广东广州天河区二模如下图，在x 轴上方存在匀强磁场，磁感应强度为B，方向垂直纸面对里。在x 轴下方存在匀强电场，方向垂直x 轴向上。一个质量为m、电荷量为q、重力不计的带正电粒子从 y 轴上的 a(0，h)点沿 y 轴正方
5、向以某初速度开头运动，一段时间后，粒子与x 轴正方向成 45进入电场，经过y 轴的b 点时速度方向恰好与y 轴垂直。求：(1)粒子在磁场中运动的轨道半径r 和速度大小v； (2)匀强电场的电场强度大小E；(3)粒子从开头到第三次经过x 轴的时间t。【名师解析】(1)依据题意,大致画出粒子在复合场中的运动轨迹,如下图由几何关系得rcos 45=h 1 分r2h1 分由牛顿其次定律得qBv=m v2r1 分解得v=2qBh m1 分(3)粒子在磁场中运动的周期T=2p r2p m55p m=1 分 第一次经过x 轴的时间t = T=1 分vBq184Bq在电场中运动的时间t =2t=22(2 +1
6、)mqB1 分从其次次经过x 轴到第三次经过x 轴的时间t =333p mT=1 分42Bq则总时间t=t +t +t =1 分1234 (16 分)2023 江苏泰州期末如下图，半径为 a 的圆内有一固定的边长为 1.5a 的等边三角形框架ABC，框架中心与圆心重合，S 为位于BC 边中点处的狭缝三角形框架内有一水平放置带电的平行金属板，框架与圆之间存在磁感应强度大小为 B，方向垂直纸面对里的匀强磁场一束质量为m、电量为 q，不计重力的带正电的粒子，从 P 点由静止经两板间电场加速后通过狭缝S，垂直 BC 边向下进入磁场并发生偏转无视粒子与框架碰撞时能量与电量损失求：(1) 要使粒子进入磁场
7、后第一次打在SB 的中点，则加速电场的电压为多大？(2) 要使粒子最终仍能回到狭缝S，则加速电场电压满足什么条件？(3) 回到狭缝S 的粒子在磁场中运动的最短时间是多少？1【名师解析】 (1) 粒子在电场中加速，qU mv22(2 分)mv2粒子在磁场中偏转，qvB r3ar(1 分) 16(2 分)qB29qB2a2解得 U 2m r2 512m .(1 分)解得 n3.3，即n4，5，6(1 分)9qB2a232m2得加速电压U(n4，5，6，)(1 分)2n1(3) 粒子在磁场中运动周期为Tmv22rqvB r ，T v2m解得 T qB(2 分)当 n4 时，时间最短，(1 分)T52
8、3即 t 36 3 T T(1 分)min262m解得 t23.(1 分)minqB516 分2023 江苏无锡一模如下图，同轴圆形区域内、外半径分别为R =1m、R = m，半径为R121的圆内分布着B =2.0T 的匀强磁场，方向垂直于纸面对外；外面环形磁场区域分布着B =0.5T 的匀强磁场，12Q、O 在同一水平线上，粒子比荷 =4107C/kg，不计粒子的重力，且不考虑粒子的相对论效应。求：1方向垂直于纸面对内。一对平行极板竖直放置，极板间距 d= 3 cm，右极板与环形磁场外边界相切，一带正电的粒子从平行极板左板P 点由静止释放，经加速后通过右板小孔 Q，垂直进入环形磁场区域。点
9、P、要使粒子不能进入中间的圆形磁场区域，粒子在磁场中的轨道半径满足什么条件？2假设转变加速电压大小，可使粒子进入圆形磁场区域，且能竖直通过圆心O，则加速电压为多大？3从 P 动身开头计时，在满足第2问的条件下，粒子到达O 点的时刻？【名师解析】. ( 1) 粒子刚好不进入中间磁场时轨迹如下图，设此时粒子在磁场中运动的半径为r ，在RtQOO ，中有r2R2(r R )2(2 分)1代入数据解得r 1 m，111211粒子不能进入中间磁场，所以轨道半径r11 m(1 分)(2) 轨迹如图，由于O、O3、Q 共线且水平，粒子在两磁场中的半径分别为r2、r3，洛伦兹力不做功，故粒子在内外磁场的速率不
10、变v2 由 qvBmrmv得 r (1 分) qB易知 r 4 r32且满足(r r )2(R r )2r2(1 分)23223解得 r 3 m，r 3 m(2 分)2431又由动能定理有qU mv2(2 分)2代入数据解得U3107 V(1 分)考虑到周期性运动，t 总t1t2k(2t12t2)6.110812.2108k(s)(k0，1，2，3，)(2 分) 618 分2023 河南南阳一中第 10 次目标考试如下图，在一半径为R，半圆形区域内O 为圆心，PQ 边为直径有垂直纸面对外的匀强磁场图中没画出，PQ 上方是电场强度为E 的匀强电场现有一质量为 m，电量为q 的带正电粒子从静止开头匀强电场中的A 点释放，从O 点垂直于AB 进入磁场，OA 的距离也为R，不计重力与空气阻力的影响（1） 求粒子经电场加速射入磁场时的速度；（2） 假设要进入磁场的粒子不从圆弧边界离开磁场，求磁感应强度B 的最小值；3假设磁感应强度B，求带电粒子从静止开头运动到达圆弧边界的时间3设粒子运动圆周半径为r，粒子的圆周轨迹如以下图所示：在电场中从A 到 O 匀加速，得带电粒子在电场中的运动时间带电粒子在磁场中的运动时间带电粒子从静止开头运动到达圆弧边界的时间