1、扬州市高三物理一轮复习课后练习 选修 3-1 第 3 章 磁场 负责学校：仪征中学 主备：许强龙 编号：0011第 3 课时 带电粒子在复合场中的运动（一）高三（ ） 姓名 评价 （ ）1) 如图所示，在第二象限中有水平向右的匀强电场，电场强度为 E，在第一象限内存在垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为 B.有一重力不计的带电粒子以垂直于 x 轴的速度 v010 m/s 从 x 轴上的 P 点进入匀强电场，恰好与 y 轴成 45角射出电场，再经过一段时间又恰好垂直于 x 轴进入第四象限已知 O、P 之间的距离为 d0.5 m，则带电粒子 A带正电荷B在电场中运动的时间为 0.1 sC在磁场
2、中做圆周运动的半径为 m22D在磁场中运动的时间为 s340（ ）2在半导体离子注入工艺中，初速度可忽略的磷离子 P 和 P3 ，经电压为 U的电场加速后，垂直进入磁感应强度大小为 B、方向垂直纸面向里、有一定宽度的匀强磁场区域，如图 12 所示。已知离子 P 在磁场中转过30后从磁场右边界射出。在电场和磁场中运动时，离子 P 和 P3A在电场中的加速度之比为 11B在磁场中运动的半径之比为 13C在磁场中转过的角度之比为 12D离开电场区域时的动能之比为 13 （ ）3如图 7 所示，在 x 轴上方存在垂直纸面向里的磁感应强度为 B 的匀强磁场，x 轴下方存在垂直纸面向外的磁感应强度为 的匀
3、强磁场。一带负B2电的粒子从原点 O 以与 x 轴成 30角斜向上射入磁场，且在上方运动半径为 R。不计重力，则A粒子经偏转一定能回到原点 OB粒子在 x 轴上方和下方两磁场中运动的半径之比为 21C粒子完成一次周期性运动的时间为m3qBD粒子第二次射入 x 轴上方磁场时，沿 x 轴前进 3R4如图所示，有界匀强磁场的磁感应强度 B210 3 T；磁场右边是宽度 L0.2 m、场强 E40 V/m、方向向左的匀强电场。一带电粒子电荷量 q3.210 19 C，质量m6.410 27 kg，以 v410 4 m/s 的速度沿 OO垂直射入磁场，在磁场中偏转后进入右侧的电场，最后从电场右边界射出。
4、(不计重力) 求：(1)大致画出带电粒子的运动轨迹；(2)带电粒子在磁场中运动的轨道半径；(3)带电粒子飞出电场时的动能 Ek。扬州市高三物理一轮复习课后练习 选修 3-1 第 3 章 磁场 负责学校：仪征中学 主备：许强龙 编号：00125如图所示，是电视显像管工作原理图。炽热的金属丝发射出电子，在金属丝 K 和金属板 M 之间加一电压 U，使电子在真空中加速后，从金属板的小孔 C 穿出，进入有界 abcd矩形匀强磁场，经匀强磁场射出后，打在荧光屏上，荧光屏被电子束撞击而发光。已知电子的比荷 1011 C/kg，匀强磁场的磁感应强度 B1.010 4 T，磁场的长度em 169l12 cm，
5、磁场的右边界距离荧光屏 L15 cm。加速电压 U20 V 时，电子恰好从有界匀强磁场的右下角 c 点飞出。不计电子间的相互作用及重力影响。求：(1)电子射入磁场时的速度大小；(2)电子在磁场中运动的轨道半径；(3)电子打在荧光屏上的亮点与荧光屏中心 O 点的距离。6如图甲所示，水平直线 MN 下方有竖直向上的匀强电场，现将一重力不计、比荷为1.010 6 C/kg 的正电荷置于电场中的 O 点并由静止释放，经过 105 s 后，电荷以qm 15v01.510 4 m/s 的速度通过 MN 进入上方的匀强磁场中，磁场与纸面垂直，磁感应强度B 按图乙所示规律周期性变化(图乙中磁场以垂直纸面向外为
6、正，以电荷第一次通过 MN时为 t0 时刻)(1)求匀强电场的电场强度 E 的大小；(2)求图乙中 t 105 s 时电荷距 O 点的水平距离；45(3)如果在 O 点右方 d68 cm 处有一垂直于 MN 的足够大的挡板，求电荷从 O 点出发运动到挡板所需的时间(sin 370.60，cos 370.80)扬州市高三物理一轮复习课后练习 选修 3-1 第 3 章 磁场 负责学校：仪征中学 主备：许强龙 编号：0013第 3 课时 带电粒子在复合场中的运动（一）参考答案1、解析：选 ABD 根据带电粒子在电场中的偏转方向可知粒子带正电荷，选项 A 正确；由恰好与 y 轴成 45角射出电场可知，
7、离开电场时 vxv yv 0，则 v v010 m/s，在2 2电场中沿 x 轴方向上做匀加速运动，d t，解得粒子在电场v02中运动的时间为 t 0.1 s，选项 B 正确；沿 y 轴方向上的2dv0位移为 lv 0t2d1 m，在磁场中的偏转圆心角为 135(如图所示)，由几何关系可得圆周运动的半径为 R l2 d 2 2 2m，故选项 C 错误；在磁场中运动的时间为t T s，故选项 D 正确135360 382Rv 3d2v0 3402、解析：选 BCD 本题考查离子在电场、磁场中的运动，意在考查考生的分析和计算能力。离子 P 和 P3 质量之比为 11，电荷量之比等于 13，故在电场
8、中的加速度(aqE/m)之比不等于 11，则 A 项错误；离子在离开电场区域时有：qU mv2，在磁12场中做匀速圆周运动，有：qvBm ，得半径 r ，则半径之比为 1 v2r mvqB 1B2mUq 13 1，则 B 项正确，设磁场宽度为 d，由几何关系 drsin ，可知离子在磁场中转过的3角度正弦值之比等于半径倒数之比，即 1 ，因 30，则 60，故转过的角度3之比为 12，则 C 项正确；离子离开电场时的动能之比等于电荷量之比，即 13，则 D项正确。3、解析：选 D 带电粒子在磁场中一直向 x 轴正方向运动，A 错误。因 R 且mvqBB12B 2，所以轨道半径之比 R1R 21
9、2，B 错误。粒子完成一次周期性运动的时间t T1 T2 ，C 错误。粒子第二次射入 x 轴上方磁场时，沿 x 轴前进距16 16 m3qB 2m3qB mqB离 lR2R 3R，D 正确。4、解析：(1)轨迹如图所示(2)带电粒子在磁场中运动时，由牛顿运动定律得qvBmv2RR m0.4 mmvqB 6.410 2741043.210 19210 3扬州市高三物理一轮复习课后练习 选修 3-1 第 3 章 磁场 负责学校：仪征中学 主备：许强龙 编号：0014(3)Ek EqL mv2403.210 19 0.2 J 6.410 27(4104)2J7.6810 18 J。12 12答案：(
10、1)轨迹见解析图 (2)0.4 m (3)7.6810 18 J5、解析：(1)设电子到达金属板的小孔 C 时的速度为 v，根据动能定理eU mv212v 2.710 6 m/s2eUm电子离开 C 后做匀速直线运动，所以电子射入磁场时的速度大小等于 2.7106 m/s。(2)设电子在磁场中运动的轨道半径为 R，根据牛顿运动定律evBmv2RR 15 cmmvBe(3)如图所示，设电子打在荧光屏上的 A 点，距离中心 O 点距离为 x，磁场一半的宽度为 x1，电子在磁场中的偏转角为 ，由图及几何知识可知，x1R 6 cmR2 l2xx 1Ltan tan lR x1代入数据解得 x26 cm
11、答案：(1)2.710 6 m/s (2)15 cm (3)26 cm6、解析：解析 (1) 电荷在电场中做匀加速直线运动，设其在电场中运动的时间为 t1，有：v0at 1Eqma解得：E 7.210 3 N/C.mv0qt1(2)当磁场垂直纸面向外时，电荷运动的轨迹半径：r1 5 cmmv0B1q周期 T1 105 s2mB1q 23扬州市高三物理一轮复习课后练习 选修 3-1 第 3 章 磁场 负责学校：仪征中学 主备：许强龙 编号：0015丙当磁场垂直纸面向里时，电荷运动的半径：r2 3 cmmv0B2q周期 T2 105 s2mB2q 25故电荷从 t0 时刻开始做周期性运动，其运动轨迹如图丙所示t 105 s 时刻电荷与 O 点的水平距离：45d 2(r1r 2)4 cm.(3)电荷从第一次通过 MN 开始，其运动的周期 T 105 s，根据电荷的运动情况45可知，电荷到达挡板前运动的完整周期数为 15 个，此时电荷沿 MN 运动的距离x15 d60 cm丁则最后 8 cm 的距离电荷的运动轨迹如图丁所示，r1r 1cos 8 cm解得：cos 0.6，则 53故电荷运动的总时间t 总 t 115T T1 T1 3.86104 s12 53360答案 (1)7.210 3 N/C (2)4 cm (3)3.8610 4 s
