1、优质文档优质文档能力呈现【考情分析】2011 2012 2013带电粒子在复合场中的运动T15:带电粒子在组合场中的运动T15:带电粒子在复合场中的运动T15:带电粒子在交变电磁场中的运动【备考策略】带电粒子在复合场中的运动是高考的重点和热点,如在复合场中的直线运动以及依次通过电场和磁场的运动,题目与共点力平衡、牛顿运动定律、能量守恒、动能定理、圆周运动等联系在一起,且多与实际问题相结合,主要考查学生分析问题的能力、综合能力和利用数学方法解决问题的能力,题目综合性强、难度大.分析带电粒子在复合场中运动的方法可归纳为:受力分析是根本,运动分析是关键,把握规律是重点,临界挖掘破难点.1. (多选)
2、(2013如东中学)速度相同的一束不计重力的粒子由左端射入质谱仪后的运动轨迹如图所示,则下列说法中正确的是 ( )优质文档优质文档A. 该束带电粒子带负电B. 速度选择器的P 1极板带正电C. 能通过狭缝S 0的带电粒子的速率等于 1EBD. 粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝S 0,粒子的比荷越小2. (多选)(2013连云港一模)如图所示为回旋加速器的示意图.其核心部分是两个D形金属盒,置于磁感应强度大小恒定的匀强磁场中,并与调频交流电源相连.带电粒子在D形盒中心附近由静止释放,忽略带电粒子在电场中的加速时间,不考虑相对论效应.欲使粒子在D形盒内运动的时间增大为原来的2倍,下列措施可行的是 (
3、 )A. 仅将磁感应强度变为原来的2倍B. 仅将交流电源的电压变为原来的一半C. 仅将D形盒的半径变为原来的 2倍优质文档优质文档D. 仅将交流电源的周期变为原来的2倍3. (2013扬州一模)如图所示,有一正方形区域,CB为对角线,A、D分别为对应边的中点.一不计重力的带电粒子以速度v 0沿CB方向射入.当在正方形平面内有垂直于CB方向的匀强电场E时,粒子从A点飞出,速率为v 1,所用时间为t 1;当区域内有垂直于纸面、磁感应强度为B的匀强磁场时,粒子从D点飞出,速率为v 2,所用时间为t 2.则下列说法中正确的是( )A. t1=t2 B. t 1t2 C. v1=v2 D. v1v24.
4、 (2013重庆)如图所示,一段长方体形导电材料左右两端面的边长都为a和b,内有带电荷量为q的某种自由运动电荷.导电材料置于方向垂直于其前表面向里的匀强磁场中,内部磁感应强度大小为B.当通以从左到右的稳恒电流I时,测得导电材料上、下表面之间的电压为U,且上表面的电势比下表面的低.由此可得该导电材料单位体积内自由运动电荷数及自由运动电荷的正负分别为( )A.|IBqaU,负 B. |IBqaU,正优质文档优质文档C. |IBqbU,负 D. |IBqbU,正优质文档优质文档能力巩固1. (2013泰州中学)如图所示,有理想边界的匀强磁场方向垂直纸面向外,磁感应强度大小为B.某带电粒子的比荷(电荷
5、量与质量之比)大小为k,由静止开始经电压为U的电场加速后,从O点垂直射入磁场,又从P点穿出磁场. 下列说法中正确的是(不计粒子所受重力) ( )A. 如果只增加U,粒子可以从dP之间某位置穿出磁场B. 如果只减小B,粒子可以从ab边某位置穿出磁场C. 如果既减小U又增加B,粒子可以从bc边某位置穿出磁场D. 如果只增加k,粒子可以从dP之间某位置穿出磁场2. (多选)(2013镇江一模)如图所示,有一质量为m、电荷量为+q的带电圆环恰能套进倾斜绝缘粗糙的固定杆上,整个装置置于垂直于纸面向里的匀强磁场中.现给圆环沿杆向上的初速度v 0,杆足够长.则在圆环沿杆向上运动的过程中,下列圆环的v t图象
6、可能正确的是( )优质文档优质文档3. (多选)(2013浙江)在半导体离子注入工艺中,初速度可忽略的离子P +和P 3+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、有一定的宽度的匀强磁场区域,如图所示.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P 3+( )A. 在电场中的加速度之比为11优质文档优质文档B. 在磁场中运动的半径之比为 31C. 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134. (2013扬泰南连淮三模)如图所示,在xOy平面内有一范围足够大的匀强电场,电场强度大小为E,电场方向在图中未
7、画出.在yl的区域内有磁感应强度为B的匀强磁场,磁场方向垂直于xOy平面向里.一电荷量为+q、质量为m的粒子从O点由静止释放,运动到磁场边界P点时的速度刚好为零,P点坐标为(l,l),不计粒子所受重力.(1) 求从O到P的过程中电场力对带电粒子做的功,并判断匀强电场的方向.(2) 若该粒子在O点以沿OP方向、大小v 0= 2EB的初速度开始运动,并从P点离开磁场,此过程中运动到离过OP的直线最远位置时的加速度大小a= 2qEm,则此点离OP直线的距离是多少?(3) 若有另一电荷量为-q、质量为m的粒子能从O点匀速穿出磁场,设l= 2EqB,求该粒子离开磁场后到达y轴时的位置坐标.优质文档优质文
8、档专题八 带电粒子在复合场中的运动【能力摸底】1. BC 2. BC 3. B 4. C【能力提升】例1 (1) v=2qEdm,与x轴正方向间夹角=45(2) B0= 2 (3) t=(2+)2q例2 (1) v=2 gL (2) v 3= gL(3) t=()mq例3 (1) v 0=2E(2) B0=(-1)nq(n=1,2,3)(3) 速度为零时,横坐标x=0,纵坐标y=0002k(-)EtB(k=1,2,3)例4 (1) L=02TqUm(2) v n=0q(3) 00918T【能力巩固】优质文档优质文档1. D 2. BD 3. BCD4. (1) 根据动能定理,从O到P的过程中电
9、场力对带电粒子做的功W=E k=0,直线OP是等势线,带电粒子能在复合场中运动到P点,则电场方向应为斜向右下与x轴正方向成45.甲 乙(2) 磁场中运动到离直线OP最远位置时,速度方向平行于OP.洛伦兹力方向垂直于OP,设此位置粒子速度为v、离OP直线的距离为d,如图丙所示,则qvB-qE=ma,qEd=12mv2- m 0v,解得v=3EB,d= 2q.丙 丁(3)设粒子做匀速直线运动速度为v 1,则qv 1B=qE.设粒子离开P点后在电场中做类平抛运动的加速度为a,设从P点运动到y轴的过程中,粒子在OP方向的位移大小为x,如图丁所示,则2l+x=1at2,qE=ma,x=v1t,优质文档优质文档解得x= 24mEqB.粒子通过y轴时的纵坐标y=2l+ 2x= 28q.(或写成 y=4l)
