1、2016高考最新原创模拟题分类解析I-10专题十、带电粒子在电磁场中的运动1（9分）(2016福建质检)如图，圆形区域半径为R，圆心在O点，区域中有方向垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B。电子在电子枪中经电场加速后沿AO方向垂直进入磁场，偏转后从M点射出并垂直打在荧光屏PQ上的N点，PQ平行于AO，O点到PQ的距离为2R。电子电荷量大小为e，质量为m，忽略电子加速前的初动能及电子间的相互作用。（1）求电子进入磁场时的速度大小v；（2）求电子枪的加速电压U；（3）若保持电子枪与AO平行，将电子枪在纸面内向下平移至距AO为处，问电子打在荧光屏上的点位于N点的左侧还是右侧？求该点距N点的距离
2、。 RMRvUNOAPQ左右）图182(12分) （2016洛阳一模）如图18所示，在无限长的竖直边界AC和DE间，上、下部分分别充满方向垂直于ADEC平面向外的匀强磁场，上部分区域的磁感应强度大小为B0，OF为上、下磁场的水平分界线。质量为m、带电荷量为+q的粒子从AC边界上与O点相距为a的P点垂直于A C边界射入上方区域，经OF上的Q点第一次进入下方区域，Q与O点的距离为3a。不考虑粒子重力(1)求粒子射入时的速度大小；(2)要使粒子不从AC边界飞出，求下方区域的磁感应强度应满足的条件；(3)若下方区域的磁感应强度B=3B0，粒子最终垂直DE边界飞出，求边界DE与AC间距离的可能值。3（1
3、4分）（2016河南开封一模）如图所示，真空中有一以（r，0）为圆心，半径为r的圆柱形匀强磁场区域，磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向里，在yr的范围内，有方向水平向左的匀强电场，电场强度的大小为E；从O点向不同方向发射速率相同的质子，质子的运动轨迹均在纸面内. 已知质子的电量为e，质量为m，质子在磁场中的偏转半径也为r，不计重力及阻力的作用，求：（1）质子射入磁场时的速度大小；（2）速度方向沿x轴正方向射入磁场的质子，到达y轴所需时间及与y轴交点坐标；4.（2016上海黄浦期末）ABO60如图，O、A、B为同一竖直平面内的三个点，OB沿竖直方向，AOB60，OAOB23，将质量为m的
4、小球自O点水平向右抛出，其初动能为Ek0，小球在运动过程中恰好通过A点。现使小球带上电量为q的正电荷，同时加一匀强电场，电场方向与OAB所在平面平行，将小球以Ek0的初动能自O点朝某一方向抛出，该小球再次通过了A点，且到达A点时的动能EkA3Ek0；若将该小球以Ek0的初动能从O点朝另一方向抛出，小球恰好通过B点，且到达B点时的动能EkB7Ek0，设重力加速度大小为g，求：（1）无电场时，小球到达A点时的动能EkA？（2）所加匀强电场的电场强度。5（6分）（2016北京朝阳区期末）如图所示，为一回旋加速器的示意图，其核心部分为处于匀强磁场中的D形盒，两D形盒之间接交流电源，并留有窄缝，离子在窄
5、缝间的运动时间忽略不计。已知D形盒的半径为R，在D1部分的中央A处放有离子源，离子带正电，质量为m、电荷量为q，初速度不计。若磁感应强度的大小为B，每次加速时的电压为U。忽略离子的重力等因素。求： （1）加在D形盒间交流电源的周期T； （2）离子在第3次通过窄缝后的运动半径r3； （3）离子加速后可获得的最大动能Ekm。6. （12分）（2016北京西城区期末）在粒子物理学的研究中，经常用电场和磁场来控制或者改变粒子的运动。一粒子源产生离子束，已知离子质量为m，电荷量为+e 。不计离子重力以及离子间的相互作粒子源+ + + + + + +E 图1v- - - - - - - B用力。（1）如图
6、1所示为一速度选择器，两平行金属板水平放置，电场强度E与磁感应强度B相互垂直。让粒子源射出的离子沿平行于极板方向进入速度选择器。求能沿图中虚线路径通过速度选择器的离子的速度大小v。图2ABt /s0.20.40.6UAB / V200-200图30（2）如图2所示为竖直放置的两平行金属板A、B，两板中间均开有小孔，两板之间的电压UAB随时间的变化规律如图3所示。假设从速度选择器出来的离子动能为Ek=100eV，让这些离子沿垂直极板方向进入两板之间。两极板距离很近，离子通过两板间的时间可以忽略不计。设每秒从速度选择器射出的离子数为N0 = 51015个，已知e =1.610-19C。从B板小孔飞
7、出的离子束可等效为一电流，求从t = 0到t = 0.4s时间内，从B板小孔飞出的离子产生的平均电流I。E 图4+ + + + + +- - - - - - - B（3）接（1），若在图1中速度选择器的上极板中间开一小孔，如图4所示。将粒子源产生的离子束中速度为0的离子，从上极板小孔处释放，离子恰好能到达下极板。求离子到达下极板时的速度大小v，以及两极板间的距离d。7、（12分）（2016陕西省汉中质检）如图12所示，在两个水平平行金属极板间存在着向下的匀强电场和垂直于纸面向里的匀强磁场，电场强度和磁感应强度的大小分别为E=2106N/C和B1=0.1T，极板的长度L=m，间距足够大。在板的右
8、侧还存在着另一圆形区域的匀强磁场，磁场的方向为垂直于纸面向外，圆形区域的圆心O位于平行金属极板的中线上，圆形区域的半径R=m。有一带正电的粒子以某速度沿极板的中线水平向右飞入极板后恰好做匀速直线运动，然后进入圆形磁场区域，飞出圆形磁场区域后速度方向偏转了60，不计粒子的重力，粒子的比荷 。（1）求圆形区域磁场的磁感应强度B2的大小（2）在其它条件都不变的情况下，将极板间的磁场B1撤去，为使粒子飞出极板后不能进入圆形区域的磁场，求圆形区域的圆心O离极板右边缘的水平距离d应满足的条件。图128(16分)（2016苏北四市期末）如图甲所示，在y0的区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，其磁感应强度B随时间
9、t变化的规律如图乙所示；与x轴平行的虚线MN下方有沿+y方向的匀强电场，电场强度E=N/C。在y轴上放置一足够大的挡板。t=0时刻，一个带正电粒子从P点以v=2104m/s的速度沿+x方向射入磁场。已知电场边界MN到x轴的距离为m，P点到坐标原点O的距离为1.1m，粒子的比荷C/kg，不计粒子的重力。求粒子：在磁场中运动时距x轴的最大距离；连续两次通过电场边界MN所需的时间；最终打在挡板上的位置到坐标原点O的距离。甲yPBMNExO挡板v乙0B/T0.1t/(10-5s)361299（17分）(2016四川资阳模拟)如图所示，静止于A处的离子，经电压为U的加速电场加速后沿图中圆弧虚线通过静电分
10、析器，从P点垂直CN进入矩形区域的有界匀强电场，电场方向水平向左。静电分析器通道内有均匀辐向分布的电场，已知圆弧所在处场强为E0，方向沿圆弧半径指向圆心O。离子质量为m、电荷量为q，、，离子重力不计。（1）求圆弧虚线对应的半径R的大小；（2）若离子恰好能打在QN板的中点上，求矩形区域QNCD内匀强电场场强E的值；（3）若撤去矩形区域QNCD内的匀强电场，换为垂直纸面向里的匀强磁场，且离子恰能从QN板下端飞出QNCD区域，求磁场磁感应强度B。10（19分）(2016四川资阳模拟)如图所示，xOy坐标系中，y0的区域有垂直于坐标平面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B；在第四象限有沿x轴正方向的匀强电场；第一、三象限的空间也存在着匀强电场（图中未画出），第一象限内的匀强电场与x轴平行。一个质量为m、电荷量为q的带正电微粒从第一象限的P点由静止释放，恰好能在坐标平面内沿与x轴成=30角的直线斜向下运动，经过x轴上的a点进入y0的区域后开始做匀速直线运动，经过y轴上的b点进入x0的区域后做匀速圆周运动，最后通过x轴上的c点，且Oa=Oc。已知重力加速度为g，空气阻力可忽略不计，求：（1）第一象限内电场的电场强度E1的大小及方向；（2）带电微粒由P点运动到c点的过程中，其电势能的变化量；（3）带电微粒从a点运动到c点所经历的时间t。
