2022年高考物理压轴题电磁场习题 .pdf
学习必备欢迎下载25 如图所示，在第一象限有一均强电场，场强大小为E，方向与y 轴平行；在x 轴下方有一均强磁场，磁场方向与纸面垂直。一质量为m、电荷量为 -q(q0)的粒子以平行于x 轴的速度从y 轴上的 P点处射入电场，在 x 轴上的 Q 点处进入磁场，并从坐标原点O 离开磁场。粒子在磁场中的运动轨迹与y 轴交于 M 点。已知OP=l,lOQ32。不计重力。求（1）M 点与坐标原点O 间的距离；（2）粒子从P 点运动到M 点所用的时间。25 (18 分 ) 如图所示，在0 xa、o y2a2a范围内有垂直手xy 平面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为 B。坐标原点0 处有一个粒子源，在某时刻发射大量质量为m、电荷量为q 的带正电粒子， 它们的速度大小相同，速度方向均在xy 平面内， 与 y 轴正方向的夹角分布在0 090范围内。己知粒子在磁场中做圆周运动的半径介于 a 2到 a 之间， 从发射粒子到粒子全部离开磁场经历的时间恰好为粒子在磁场中做圆周运动周期的四分之一。求最后离开磁场的粒子从粒子源射出时的(1)速度的大小：(2)速度方向与y 轴正方向夹角的正弦。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 5 页学习必备欢迎下载10：带电粒子在组合场中的运动电场中的加速、偏转；磁场中的圆周运动25 （18 分） 飞行时间质谱仪可以对气体分子进行分析。如图所示， 在真空状态下， 脉冲阀 P 喷出微量气体， 经激光照射产生不同价位的正离子，自a 板小孔进入a、b 间的加速电场，从 b 板小孔射出，沿中线方向进入M、N 板间的偏转控制区，到达探测器。 已知元电荷电量为e，a、b 板间距为d，极板 M、N 的长度和间距均为L。 不计离子重力及进入a板时的初速度。当 a、b 间的电压为U1时，在 M、N 间加上适当的电压U2，使离子到达探测器。请导出离子的全部飞行时间与比荷K（Kne/m）的关系式。去掉偏转电压U2，在 M、 N 间区域加上垂直于纸面的匀强磁场，磁感应强度B，若进入a、b 间所有离子质量均为m，要使所有的离子均能通过控制区从右侧飞出，a、 b 间的加速电压U1至少为多少？25.（18 分）两块足够大的平行金属极板水平放置，极板间加有空间分布均匀、大小随时间周期性变化的电场和磁场，变化规律分别如图1、图 2 所示（规定垂直纸面向里为磁感应强度的正方向）。在 t=0 时刻由负极板释放一个初速度为零的带负电的粒子（不计重力）。若电场强度E0、磁感应强度 B0、粒子的比荷qm均已知，且002 mtqB，两板间距202010mEhqB。（1）求粒子在0t0时间内的位移大小与极板间距h 的比值。（2） 求粒子在板板间做圆周运动的最大半径（用 h 表示）。（3）若板间电场强度E 随时间的变化仍如图1 所示，磁场的变化改为如图3 所示，试画出粒子在板间运动的轨迹图（不必写计算过程） 。P S d L L M N a b 探测器激光束精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 5 页学习必备欢迎下载25 （18 分） 如图甲所示，建立Oxy 坐标系，两平行极板P、Q 垂直于 y 轴且关于x 轴对称，极板长度和板间距均为l。第一、四象限有磁感应强度为B 的匀强磁场，方向垂直于Oxy 平面向里。位于极板左侧的粒子源沿x 轴向右连接发射质量为m、电量为 +q、速度相同、重力不计的带电粒子。在03t0时间内两板间加上如图乙所示的电压（不考虑极边缘的影响）。已知 t=0 时刻进入两板间的带电粒子恰好在t0时刻经极板边缘射入磁场。上述m、q、l、t0、B 为已知量。（不考虑粒子间相互影响及返回板间的情况）求电压U0的大小。求 t0/2 时刻进入两板间的带电粒子在磁场中做圆周运动的半径。何时进入两板间的带电粒子在磁场中的运动时间最短？求此最短时间。16、 （天津卷） 如图所示，直角坐标系xOy 位于竖直平面内，在水平的x 轴下方存在匀强磁场和匀强电场，磁场的磁感应为B,方向垂直xOy 平面向里，电场线平行于 y 轴。一质量为m、电荷量为q 的带正电的小球，从y 轴上的 A 点水平向右抛出，经x 轴上的 M 点进入电场和磁场，恰能做匀速圆周运动，从 x 轴上的 N 点第一次离开电场和磁场，MN 之间的距离为L，小球过 M点时的速度方向与x 轴的方向夹角为。不计空气阻力， 重力加速度为g，求(1) 电场强度 E 的大小和方向；(2) 小球从 A 点抛出时初速度v0的大小；(3) A 点到 x 轴的高度h. y x O B P Q v0 ll图甲UPQ tOU0 -U0 t0 2t0 3t0 图乙x y A O M N v0精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 5 页学习必备欢迎下载18、 （2009 年福建卷） 22图为可测定比荷的某装置的简化示意图，在第一象限区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小B=2.0 10-3T,在 y 轴上距坐标原点L=0.50m 的 P 处为离子的入射口， 在 y上安放接收器， 现将一带正电荷的粒子以v=3.5 104m/s 的速率从 P 处射入磁场，若粒子在y 轴上距坐标原点L=0.50m 的 M 处被观测到，且运动轨迹半径恰好最小，设带电粒子的质量为m,电量为 q,不记其重力。（1）求上述粒子的比荷qm；（2）如果在上述粒子运动过程中的某个时刻，在第一象限内再加一个匀强电场， 就可以使其沿y 轴正方向做匀速直线运动，求该匀强电场的场强大小和方向，并求出从粒子射入磁场开始计时经过多长时间加这个匀强电场；（3）为了在 M 处观测到按题设条件运动的上述粒子，在第一象限内的磁场可以局限在一个矩形区域内，求此矩形磁场区域的最小面积，并在图中画出该矩形。（安徽卷） 23.(16分)如图 1 所示，宽度为d的竖直狭长区域内（边界为12LL、） ，存在垂直纸面向里的匀强磁场和竖直方向上的周期性变化的电场（如图2 所示） ，电场强度的大小为0E，0E表示电场方向竖直向上。0t时，一带正电、质量为m的微粒从左边界上的1N点以水平速度v射入该区域，沿直线运动到Q点后，做一次完整的圆周运动，再沿直线运动到右边界上的2N点。Q为线段12N N的中点， 重力加速度为g。上述d、0E、m、v、g为已知量。(1) 求微粒所带电荷量q和磁感应强度B的大小；(2) 求电场变化的周期T；(3) 改变宽度d，使微粒仍能按上述运动过程通过相应宽度的区域，求T的最小值。x y O P M L L 入射口接收器精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 5 页学习必备欢迎下载（全国卷 1）26 （21 分）如下图，在03xa区域内存在与xy 平面垂直的匀强磁场，磁感应强度的大小为B.在 t=0 时刻，一位于坐标原点的粒子源在xy 平面内发射出大量同种带电粒子，所有粒子的初速度大小相同，方向与y 轴正方向的夹角分布在0180 范围内。已知沿y 轴正方向发射的粒子在0tt时刻刚好从磁场边界上(3 , )Pa a点离开磁场。求：粒子在磁场中做圆周运动的半径R 及粒子的比荷qm；此时刻仍在磁场中的粒子的初速度方向与y 轴正方向夹角的取值范围；从粒子发射到全部粒子离开磁场所用的时间。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 5 页
