2022年带电粒子在电磁场中运动压轴题.docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 优秀学习资料 欢迎下载2022 高考物理 压轴题1（2022 江苏卷）制备纳米薄膜装置的工作电极可简化为真空中间距为 d 的两平行极板,如图甲所示,加在极板 A、B 间的电压 UAB 作周期性变化,其正向电压为 U 0,反向电压为 -kU 0（k1）,电压变化的周期为 2r,如图乙所示；在 t=0 时,极板 B 邻近的一个电子,质量为 m、电荷量为 e,受电场作用由静止开头运动；如整个运动过程中,电子未遇到极板A,且不考虑重力作用；（1）如k5,电子在 02r 时间内不能到达极板A ,求 d 应满意的条件；时4（2）如电子在02r 时间未遇到极

2、板B,求此运动过程中电子速度v 随时间 t 变化的关系；（3）如电子在第N 个周期内的位移为零,求k 的值；答案（ 1）d9 eU02（2）当0- 2n时 v=t-k+1n ekU0,当0- 2n10 mmdv=n+1k+1-kteU0（3）k4N1dm4N33在地面邻近的真空中,存在着竖直向上的匀强电场和垂直电场方向水平向里的匀强磁场,如左图所示磁场的磁感应强度 B 随时间 t 的变化情形如右图所示该区域中有一条水平直线 MN,D 是MN 上的一点在 t0 时刻,有一个质量为 m、电荷量为 q 的小球 可看做质点 ,从 M 点开头沿着水平直线以速度 v0 做匀速直线运动,t0 时刻恰好到达

3、N 点经观测发觉,小球在 t2t0 至 t3t0时间内的某一时刻,又竖直向下经过直线 过 D 点求：1电场强度 E 的大小MN 上的 D 点,并且以后小球多次水平向右或竖直向下经2小球从 M 点开头运动到其次次经过 D 点所用的时间3小球运动的周期,并画出运动轨迹 只画一个周期 答案：（1）Emg q（ 2）2t0 m B0q（3）T8t0或 T12 mqB0 轨迹如图4如图甲所示,一对平行放置的金属板 M 、N 的中心各有一小孔 P、Q、PQ 连线垂直金属板；N 板右侧的圆 A 内分布有方向垂直于纸面对外的匀强磁场,磁感应强度大小为 B,圆半径为 r,且圆心 O在 PQ 的延长线上；现使置于

4、 P 处的粒子源连续不断地沿 PQ 方向放出质量为 m、电量为 +q 的带电粒子（带电粒子的重力和初速度忽视不计,粒子间的相互作用力忽视不计）,从某一时刻开头,在名师归纳总结 板 M 、N 间加上如右图所示的交变电压,周期为T,电压大小为U；假如只有在每一个周期的0第 1 页,共 4 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 优秀学习资料 欢迎下载T/4 时间内放出的带电粒子才能从小孔 Q 中射出,求：（1）在每一个周期内哪段时间放出的带电粒子到达 Q 孔的速度最大？（2）该圆形磁场的哪些地方有带电粒子射出,在图中标出有带电粒子射出的区域答案（ 1）v2 q

5、U（2）斜线部分有带电粒子射出m52022 石家庄质检 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匀称、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 规定垂直纸面对里为磁感应强度的正方向 ；在感应强度 B0、粒子的比荷 t=0；时刻由负极板释放一个初速度为零的带负电的粒子q/m 均已知,且 h 10qB mE0 2,两板间距 0 t 0 不计重力 ；如电场强度 2qB m0；E0、磁1求粒子在 0to 时间内的位移大小与极板间距 h 的比值；2求粒子在极板间做圆周运动的最大半径 用 h 表示 ；如板间电场强度 E 随时间的变化仍如图 1 所示,磁场的变化改为如图

6、 3 所示,试画出粒子在板间运动的轨迹图（不必写运算过程）；答案：（ 1）s 11（ 2）2h（3）如右图 2h55名师归纳总结 62022 湖南十校联考 如图甲所示,在边界MN 左侧存在斜方向的匀强电场E1,在 MN 的右侧有第 2 页,共 4 页竖直向 上、场强大小为E20.4N/C 的匀强电场,仍有垂直纸面对内的匀强磁场B图甲中未画出 和水平向右的匀强电场E3图甲中未画出,B 和 E3随时间变化的情形如图乙所示,P1P2 为距 MN 边界2.295m 的竖直墙壁,现有一带正电微粒质量为410 7kg,电量为 1105C,从左侧电场中距MN 边界1 15m 的 A 处无初速释放后,沿直线以

7、1m/s 速度垂直 MN 边界进入右侧场区,设此时刻t0, 取g 10m/s 2；求：- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 1MN 左侧匀强电场的电场强度优秀学习资料欢迎下载E1sin370.6；2带电微粒在MN 右侧场区中运动了1.5s 时的速度；37 12s 3带电微粒在MN 右侧场区 中运动多长时间与墙壁碰撞？1.2 2 0.19答案：（ 1） 0.5 N/ C,水平向右方向夹53 角斜向上 . （ 2）1.1 m/ s,水平向左（ 3）72022 黄冈质检 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,坐标系的第一象限内有

8、一正交的匀强电场和匀强磁场,电场方向竖直向上,场强为 E,磁场方向垂直纸面,磁感应强度 B 0 3 3 T,方向按图乙所示规律变化（以垂直纸面对外为磁场的正方向）,10其次象限内有一水平的匀强电场,场强 E2=2E1,一个比荷 q/m=10 2C/kg 的带电的粒子 （可视为质点）以 v0=4m/s 的速度在 -x 轴上的 A 点竖直向上抛出, 恰能以 v1=8m/s 速度从 +y 轴上的 C 点水平进入第一象限；取粒子刚进入第一象限时刻为t=0 时刻, g=10m/s2. T 0Tm 为多大？如磁场周期为上（1）求 AC 间电势差 UAC （2）为确保粒子不再越过OC 进入其次象限,就交变磁

9、场周期最大值述最大值,粒子打到+x 轴上的 D 点图中未标出 ,求 OD 长度 L0；3T0/2 2T0t/s y E1B/T v0E2v1B0B0T0/2 C 0 A O x -B0答案：（ 1）U AC0 .32 V（2）Tm33s,L043153m369如图（甲）所示为电视机中显像管的原理示意图,电子枪中的灯丝加热阴极而逸出电子,这些电子再经加速电场加速后,从 O点进入偏转磁场中,经过偏转磁场后打到荧光屏 MN上,使荧光屏发出荧光形成图象,不计逸出电子的初速度和重力；已知电子的质量为 m、电荷量为 e,加速电场的电压为 U,偏转线圈产生的磁场分布在边长为l 的正方形 abcd 区域内,磁

10、场方向垂直纸面,且磁感应强度随时间的变化规律如图乙所示；在每个周期内磁感应强度都是从B0 匀称变化到 B0；磁场区域的左边界的中点与 O点重合, ab 边与 OO平行,右边 界 bc 与荧光屏之间的距离为 s；由于磁场区域较小,且电子运动的速度很大,所以在每个电子通过磁场区域的过程中,可认为磁感应强度不变,即为匀强磁场,不计电子之间的相互作用；（1）求电子射出加速电场时的速度大小（2）为使全部的电子都能从磁场的bc 边射出,求偏转线圈产生磁场的磁感应强度的最大值（3）荧光屏上亮线的最大长度是多少名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 4 页精选学习资料 - - - - - -

11、- - - 优秀学习资料欢迎下载v0 从平行金属板MN 间中线O O答案： 1 2 3 10（2022 西安四校联考） 如图甲所示, 带正电粒子以水平速度连续射入电场中；MN 板间接有如图乙所示的随时间 t 变化的电压 uMN ,两板间电场可看作是匀称的,且两板外无电场；紧邻金属板右侧有垂直纸面对里的匀强磁场 B,分界线为 CD,EF 为屏幕；金属板间距为 d,长度为 l,磁场 B 的宽度为 d；已知： B=5 10-3T,l = d =0.2m ,每个带正电粒子的速度 v0=105m/s,比荷为 q/m=108C/T ,重力忽视不计,在每个粒子通过电场区域的极短时间内,电场可视作是恒定不变的；试求：（1）带电粒子进入磁场做圆周运动的最小半径？（2）带电粒子射出电场时的最大速度？（3）带电粒子打在屏幕EF 上的范畴？d E uMN T 2T 3T 4T t C M l B O200 uMd O v0 N 0 图乙N 名师归纳总结 答案：（ 1） rmin=0.2m 图甲D F ,第 4 页,共 4 页2 vmax=1.414 105m/s 3EF=0.38m- - - - - - -