十年高考物理 大全分类解析 专题14 带电粒子在复合场中的运动汇总.docx

2004-2013 十年高考物理 大全分类解析 专题 14 带电粒子在复合场中的运动 一、2013 年高考题 1（2013 高考四川理综第 11 题） 如图所示，竖直平面（纸面）内有平面直角坐标系 x0y,x 轴沿水平方向。在 x≤0 的区域内存在方向垂直纸面向里，磁感应强度大小为 B 1 的匀强磁场。 在第二象限紧贴y 轴固定放置长为l、表面粗糙的不带电绝缘平板，平板平行x 轴且与x 轴 相距 h。在第一象限内的某区域存在方向互相垂直的匀强磁场（磁感应强度大小为B ，方 2 向垂直于纸面向外）和匀强电场（图中未画 出）。一质量为 m、不带电的小球Q 从平板下侧 A 点沿x 正向抛出；另一质量也为 m、带电量为q 的小球P 从A 点紧贴平板沿x 轴正向运动，变为匀速运动后从 y 轴上的D 点进入电磁 场区域做匀速圆周运动，经 1 圆周离开电磁 4 场区域，沿y 轴负方向运动，然后从x 轴上的K 点进入第四象限。小球P、Q 相遇在第四象限内的某一点，且竖直方向速度相同。设运动过程中小球 P 的电量不变，小球 P 和 Q 始终在纸面内运动且均看作质点，重力加速度为g。求： 匀强电场的场强大小，并判断P 球所带电荷的正负； 小球Q 的抛出速度v 0 取值范围； （3）B 是 B 1 2 的多少倍？ 2.(2013 高考江苏物理第 15 题)（16 分）在科学研究中，可以通过施加适当的电场和磁场来实现对带电粒子运动的控制。 如题 15-1 图所示的xOy 平面处于匀强电场和匀强磁场中，电 场强度E 和磁感应强度B 随时间t 作周期性变化的图象如题 15-2 图所示。 x 轴正方向为E 的正方向，垂直纸面向里为B 的正方向。 在坐标原点O 有一粒子P，其质量和电荷量分别为 m 和+q。 不计重力。 在t ? ? 时刻释放P，它恰能沿一定轨道做往复运动。 2 求P 在磁场中运动时速度的大小v ； 0 求B 0 应满足的关系； 在t (0< t <τ/2)时刻释放P，求P 速度为零时的坐标。 0 0 解析：（ 1 ) r贮 r 做匀加速宜线运动， L t r 做匀i即圆周运动， 电场力： F = q 坛， 加速度： 0 ：,'．i m , 速度： ，心现 ， 且t =r 丘， 联立解得： 卜} ＝ 吐汀 2m ( 2) 只有当t=2r 时， p 在磁场中片勹．三圆周运动约禾并开始沿烽自负方向运动 ， 才熊沿一定轨道做往复运动 ，如肛听示。设 p 在磁场中做匀速圆周运动周期为T, 则： ( n-l '2) T=rJ ( n =1_, 2 , 3 ? ? ?) 2匀速圆周运动： 平忱＝ m —l ' 2  y, T=2. 冗 r/ v, y /解得： B。＝（ 2n-1 ) 竺 。 / /＇ /＇、 ( 3) 在 t0 时刻释放P, p 在电场中加速时间为： r- t炉 X 。在磁场中做匀速圆周运动， v产竺i 仁－ 如．0 ． 。 ym y 圆周运动的半径．r E。  ，＿ mH.L q B ' mH ＼解得： r :-= —B。仁 扇．0 ． ＼ 0又经杠－ t o问．时间p 减速为零后向右加速时间为花．0 0 P 再进入磁场， V qE 』” t 产 — — 妇 “ 1 3. （2013 高考天津理综物理第 11 题）(18 分）一圆筒的横截面如图所示，其圆心为O。筒内有垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为 B。圆筒下面有相 距为 d 的平行金属板M、N，其中M 板带正电荷．N 板带等量负电荷。质量为 m、电荷量为 q 的带正电粒子自M 板边缘的P 处由静止释放，经N 板的小孔S 以速度v 沿半径SO 方向射入磁场中．粒子与圈筒发生两次碰撞后仍从S 孔射出，设粒子与圆筒碰撞过程中没有动能损失，且电荷量保持不变，在不计重力的情况下，求： (1) M、N 间电场强度E 的大小； (2）圆筒的半径R: （3）保持M、N 间电场强度E 不变，仅将M 板向上平移 2/3d，粒子仍从M 板边缘的P 处由静止释放，粒子自进入圆筒至从S 孔射出期间，与圆筒的碰撞次数n。 二 ．2012 年 高 考 题1（2012·海南物理）如图，在两水平极板间存在匀强电场和匀强磁场，电场方向竖直向下， 磁场方向垂直于纸面向里。一带电粒子以某一速度沿水平直线通过两极板。若不计重力，下 列四个物理量中哪一个改变时，粒子运动轨迹不会改变？ 粒子速度的大小B．粒子所带电荷量C．电场强度 D．磁感应强度 2（2012·新课标理综）如图，一半径为R 的圆表示一柱形区域的横截面（纸面）。在柱形区域内加一方向垂直于纸面的匀强磁场，一质量为 m、电