2019-2020年高考物理 帶電粒子在復(fù)合場中運(yùn)動.doc

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2019-2020年高考物理 帶電粒子在復(fù)合場中運(yùn)動 1．帶電粒子在復(fù)合場中無約束情況下的運(yùn)動 (1)磁場力、重力并存 ①若重力和洛倫茲力平衡，則帶電體做勻速直線運(yùn)動． ②若重力和洛倫茲力不平衡，則帶電體將做復(fù)雜曲線運(yùn)動，因F洛不做功，故機(jī)械能守恒，由此可求解． (2)電場力、磁場力并存(不計(jì)重力的微觀粒子) ①若電場力和洛倫茲力平衡，則帶電體做勻速直線運(yùn)動． ②若電場力和洛倫茲力不平衡，則帶電體做復(fù)雜曲線運(yùn)動，因F洛不做功，可用動能定理求解問題． (3)電場力、磁場力、重力并存 ①若三力平衡，一定做勻速直線運(yùn)動． ②若重力與電場力平衡，一定做勻速圓周運(yùn)動． ③若合力不為零且與速度方向不垂直，做復(fù)雜的曲線運(yùn)動，F(xiàn)洛不做功，可用能量守恒或動能定理求解． 1、如右圖所示，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，有一與磁感線垂直且水平放置的、長為L的擺線，拉一質(zhì)量為m，帶有＋q電荷量的擺球，試求擺球通過最低位置時繩上的拉力F. 2、如右圖所示，空間存在豎直向下的勻強(qiáng)電場和水平方向(垂直紙面向里)的勻強(qiáng)磁場，一粒子在電場力和洛倫茲力共同作用下，從靜止開始自A點(diǎn)沿曲線ACB運(yùn)動，到達(dá)B點(diǎn)時速度為零，C為運(yùn)動的最低點(diǎn)，不計(jì)重力，則以下說法不正確的是(　　) A．該粒子必帶正電 B．A、B兩點(diǎn)位于同一高度 C．粒子到達(dá)C點(diǎn)時的速度最大 D．粒子達(dá)到B點(diǎn)后將沿原路返回A點(diǎn) 3、某空間存在著如右圖所示的水平方向的勻強(qiáng)磁場，A、B兩個物塊疊放在一起，并置于光滑的絕緣水平地面上．物塊A帶正電，物塊B為不帶電的絕緣塊．水平恒力F作用在物塊B上，使A、B一起由靜止開始向左運(yùn)動．在A、B一起向左運(yùn)動的過程中，以下關(guān)于A、B受力情況的說法中正確的是(　　) A．A對B的壓力變小 B．B、A間的摩擦力保持不變 C．A對B的摩擦力變大 D．B對地面的壓力保持不變 4、如右圖所示，在平面直角坐標(biāo)系xOy中，第Ⅰ象限存在沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場，第Ⅳ象限存在垂直于坐標(biāo)平面向外的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B. 一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電的粒子從y軸正半軸上的M點(diǎn)以速度v0垂直于y軸射入電場，經(jīng)x軸上的N點(diǎn)與x軸正方向成θ＝60角射入磁場，最后從y軸負(fù)半軸上的P點(diǎn)垂直于y軸射出磁場，不計(jì)粒子重力，求： (1)M、N兩點(diǎn)間的電勢差UMN； (2)粒子在磁場中運(yùn)動的軌道半徑r； (3)粒子從M點(diǎn)運(yùn)動到P點(diǎn)的總時間t. 5、如右圖所示，水平放置的兩塊長直平行金屬板a、b相距d＝0.10 m，a、b間的電場強(qiáng)度為E＝5.0105 N/C，b板下方整個空間存在著磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B＝6.0 T、方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場．今有一質(zhì)量為m＝4.810－25 kg、電荷量為q＝1.610－18 C的帶正電的粒子(不計(jì)重力)，從貼近a板的左端以v0＝1.0106 m/s的初速度水平射入勻強(qiáng)電場，剛好從狹縫P處穿過b板而垂直進(jìn)入勻強(qiáng)磁場，最后粒子回到b板的Q處(圖中未畫出)．求P、Q之間的距離L. 6、兩塊足夠大的平行金屬極板水平放置，極板間加有空間分布均勻、大小隨時間周期性變化的電場和磁場，變化規(guī)律分別如圖1、圖2所示（規(guī)定垂直紙面向里為磁感應(yīng)強(qiáng)度的正方向）．在t＝0時刻由負(fù)極板釋放一個初速度為零的帶負(fù)電的粒子（不計(jì)重力）．若電場強(qiáng)度E0、磁感應(yīng)強(qiáng)度B0、粒子的比荷均已知，且，兩板間距． ⑴求粒子在0～t0時間內(nèi)的位移大小與極板間距h的比值； ⑵求粒子在板板間做圓周運(yùn)動的最大半徑（用h表示）； t 2t0 t0 3t0 4t0 5t0 E0 E 0 圖1 2t0 t0 3t0 4t0 5t0 t B0 B 0 圖2 6t0 2t0 t0 3t0 4t0 5t0 t B0 B 0 圖3 6t0 －B0 ＋ － ⑶若板間電場強(qiáng)度E隨時間的變化仍如圖1所示，磁場的變化改為如圖3所示，試畫出粒子在板間運(yùn)動的軌跡圖（不必寫計(jì)算過程）． 1、3mg＋Bq　3mg－Bq 2、D 3、B 4、(1)　(2)　 (3) 5、5.8 cm 6、⑴ （2） 解得：又 在2t0～3t0時間內(nèi)， 解得： 由于s1＋s2＜h，所以粒子在3t0～4t0時間內(nèi)繼續(xù)做勻速圓周運(yùn)動， 解得：由于s1＋s2＋R2＜h，粒子恰好又完成一個周期的圓周運(yùn)動．因此粒子運(yùn)動的最大半徑