【創(chuàng)新設(shè)計(jì)】2019屆高考物理（人教版）第一輪復(fù)習(xí)課時(shí)作業(yè) x3-1-8-4（小專題）帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng) word版含答案

1、1第4課時(shí)(小專題)帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)1.(2014全國大綱卷，25)如圖1所示，在第一象限存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直于紙面(xOy平面)向外；在第四象限存在勻強(qiáng)電場(chǎng)，方向沿x軸負(fù)向。在y軸正半軸上某點(diǎn)以與x軸正向平行、大小為v0的速度發(fā)射出一帶正電荷的粒子，該粒子在(d0)點(diǎn)沿垂直于x軸的方向進(jìn)入電場(chǎng)。不計(jì)重力。若該粒子離開電場(chǎng)時(shí)速度方向與y軸負(fù)方向的夾角為θ，求：圖1(1)電場(chǎng)強(qiáng)度大小與磁感應(yīng)強(qiáng)度大小的比值；(2)該粒子

2、在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間。解析(1)如圖，粒子進(jìn)入磁場(chǎng)后做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。設(shè)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B，粒子質(zhì)量與所帶電荷量分別為m和q，圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為R0。由洛倫茲力公式及牛頓第二定律得qv0B＝mv20R0①由題給條件和幾何關(guān)系可知R0＝d②設(shè)電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E，粒子進(jìn)入電場(chǎng)后沿x軸負(fù)方向的加速度大小為ax，在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t，離開電場(chǎng)時(shí)沿x軸負(fù)方向的速度大小為vx。由牛頓第二定律及運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得Eq＝max③3知，磁感應(yīng)強(qiáng)度一定時(shí)，粒子進(jìn)入磁

3、場(chǎng)的速度越大，在磁場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)量越小。故當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度取最大值時(shí)，若粒子恰好不飛離屏，則加速電壓有最小值。設(shè)此時(shí)粒子剛好打在屏的最下端B點(diǎn)，根據(jù)帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)可知：粒子偏離方向的夾角正切值為tanθ＝h2r＋L代入數(shù)據(jù)得tanθ＝3即粒子偏離方向的夾角為θ＝60由幾何關(guān)系可知：此時(shí)粒子在磁場(chǎng)中對(duì)應(yīng)的回旋半徑為R＝rtanπ－θ2代入數(shù)據(jù)得R＝0.1m3①帶電粒子在電場(chǎng)中加速時(shí)由動(dòng)能定理得qU＝mv212②帶電粒子在磁場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)時(shí)，洛倫

4、茲力提供向心力，由牛頓第二定律可得qvB＝mv2R③聯(lián)立①②③得U＝R2B2q2m代入數(shù)據(jù)得U＝60V故加速電壓的最小值為60V。答案60V2.(2014貴州省六校聯(lián)盟第一次聯(lián)考)傳送帶和水平面的夾角為37，完全相同的兩輪和傳送帶的切點(diǎn)A、B間的距離為24m，B點(diǎn)右側(cè)(B點(diǎn)在場(chǎng)的邊緣)有一上下無限寬、左右邊界間距為d的正交勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)，電場(chǎng)方向豎直向上，勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于紙面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝103T。傳送帶在電機(jī)帶動(dòng)下，以4ms速