1、2013年高考二轮复习极限突破带电粒子在复合场中的运动1空间存在一个匀强磁场B,其方向垂直纸面向里,还有一点电荷Q的电场,如图所示,一带电粒子q以初速度v0从图示位置垂直于电场、磁场入射,初位置到点电荷Q的距离为r,则粒子在电、磁场中的运动轨迹不可能为 ()A以点电荷Q为圆心,以r为半径,在纸平面内的圆周B初阶段在纸面内向右偏的曲线C初阶段在纸面内向左偏的曲线D沿初速度v0方向的直线2如图所示,质量为m、带电量为+q的带电粒子,以初速度0垂直进入相互正交场强为E的匀强电场和磁感应强度为B匀强磁场中,从P点离开该区域,此时侧向位移为y,粒子重力不计,则( )A粒子在P点所受的电场力一定比磁场力大
2、B粒子在P点的加速度为(qEq0B)/mC粒子在P点的为动能为 D粒子在P点的动能为答案:C解析:由左手定则,带电量为+q的带电粒子所受洛伦兹力向上,从P点离开该3.水平放置的平行金属板M N之间存在竖直向上的匀强电场和垂直于纸面的交变磁场(如图a所示,垂直纸面向里为正),磁感应强度=50T,已知两板间距离d=0.3m,电场强度E=50V/m,M板中心上有一小孔P,在P正上方h=5cm处的O点,一带电油滴自由下落,穿过小孔后进入两板间,若油滴在t=0时刻进入两板间,最后恰好从N板边缘水平飞出。已知油滴的质量 m=10kg,电荷量q=+210C(不计空气阻力。重力加速度取g=10m/s2,取=3
3、)求:(1)油滴在P点的速度;(2)N板的长度;(3)交变磁场的变化周期。解析:(10分)(1)由机械能守恒定律,得 解得,1m/s (2)进入场区时,因为:=10-3N, =10-3N,方向向上。所以,重力与电场力平衡,粒子做匀速圆周运动。所以, 1分 4.如图,水平地面上方有一底部带有小孔的绝缘弹性竖直档板,板高h=9m,与板等高处有一水平放置的篮筐,筐口的中心离挡板s=3m板的左侧以及板上端与筐口的连线上方存在匀强磁场和匀强电场,磁场方向垂直纸面向里,磁感应强度B=1T;质量、电量、直径略小于小孔宽度的带电小球(视为质点),以某一速度水平射入场中做匀速圆周运动,若与档板相碰就以原速率弹回
4、,且碰撞时间不计,碰撞时电量不变,小球最后都能从筐口的中心处落入筐中,求:(1)电场强度的大小与方向; (2)小球运动的最大速率;(3)小球运动的最长时间。(3)因为速度方向与半径方向垂直,圆心必在档板的竖直线上 (3)要求最小速度,需求最小半径,由几何关系得: 或 3分整理得:此方程R有解,则有:得 所以: 或(n为奇数)6如图甲所示,竖直挡板MN的左侧空间有方向竖直向上的匀强电场和垂直纸面的水平匀强磁场,电场和磁场的范围足够大,电场强度的大小,磁感应强度B随时间变化的关系图象如图乙所示,选定磁场垂直纸面向里为正方向,在时刻,一质量,带电荷量的微粒在O点具有竖直向下的速度是挡板MN上一点,直
5、线与挡板MN垂直,取。求:微粒下一次经过直线时到O点的距离。微粒在运动过程中离开直线的最大距离。水平移动挡板,使微粒能垂直射到挡板上,挡板与O点间距离应满足的条件。 距O点的距离为:2R=1.2 (m) (2分)7一个质量为m带电量为+q的小球以水平初速度v0自离地面h高度处做平抛运动。不计空气阻力。重力加速度为g。试回答下列问题:(1)小球自抛出到第一次落地至点P的过程中发生的水平位移x大小是多少?(2)若在空间加一个竖直方向的匀强电场,发现小球水平抛出后做匀速直线运动,则匀强电场强度E是多大?(3)若在空间再加一个垂直纸面向外的匀强磁场,发现小球第一次落地点仍然是P。已知0P间的距离大于h
6、。试问磁感应强度B是多大?8如图所示,坐标系xOy在竖直平面内,空间有沿水平方向垂直于纸面向外的匀强磁场,磁感应强度大小为B,在x0的空间里有沿x轴正方向的匀强电场,场强的大小为E,一个带正电的小球经过图中的x轴上的A点,沿着与水平方向成= 300角的斜向下直线做匀速运动,经过y轴上的B点进入x0的区域,要使小球进入x0区域后能在竖直面内做匀速圆周运动,需在x0区域另加一匀强电场,若带电小球做圆周运动通过x轴上的C点,且,设重力加速度为g,求:(1)小球运动速率的大小;(2)在x0的区域所加电场大小和方向;(3)小球从B点运动到C点所用时间及的长度 9、如图所示,在光滑的水平桌面内有一直角坐标
7、系xOy,在y轴正半轴与边界直线MN间有一垂直于纸面向外磁感应强度为B的匀强磁场,直线MN平行于y轴,N点在x轴上,在磁场中放置一固定在短绝缘板,其上表面所在的直线过原点O,且与x轴正方向成=30角,在y轴上的S点左侧正前方处,有一左端固定的绝缘轻质弹簧,弹簧的右端与一个质量为m,带电量为q的带电小球接触(但不栓接),弹簧处于压缩锁定状态,在某时刻解除锁定,带电小球将垂直于y轴从S点射入磁场,垂直打在绝缘板上,并以原速率反向弹回,然后经过直线MN上的P点并垂直于MN向右离开磁场,在x轴上有一点Q,已知NP=4L,NQ=3L,则: (1)小球带何种电荷?小球从S进入磁场后经多长时间打在绝缘板上?
8、 (2)弹簧解除锁定前的弹性势能是多少? (3)如果在直线MN的右侧加一方向与桌面平行的匀强电场,小球在电场力的作用下最后在Q点垂直击中x轴,那么,该匀强电场的电场强度是多少?方向如何? (1分 )小球进入磁场与离开磁场的速度方向都是与X轴平行向右,在磁场中轨迹如图示, (1分 ) 方向为 (1分 ) 10在竖直平面内建立一平面直角坐标系xoy,x轴沿水平方向,如图甲所示.第二象限内有一水平向右的匀强电场,场强为E1.坐标系的第一、四象限内有一正交的匀强电场和匀强交变磁场,电场方向竖直向上,场强E2=E1/2,匀强磁场方向垂直纸面.一个比荷q/m=102 C/kg的带正电的粒子(可视为质点)以v0=4 m/s的速度从-x轴上的A点垂直于x轴进入第二象限,并以v1=8 m/s速度从+y轴上的C点沿水平方向进入第一象限.从粒子通过C点开始计时,磁感应强度B按图乙所示规律变化(以垂直纸面向外的磁场方向为正方向),g=10 m/s2.试求:(1)带电粒子运动到C点的纵坐标值h及电场强度E1的大小;(2)+x轴上有一点D,OD=OC,若带电粒子在通过C点后不再越过y轴,且要使其恰能沿x轴正方向通过D点,求磁感应强度B0的大小及其磁场的变化周期T0.设粒子运动圆轨道半径为R,周期为T,则