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带电粒子在电场中的运动练习题含答案

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警;(2)B=焉带电粒子在电场中的运动练习题含答案一、高考物理精讲专题带电粒子在电场中的运动1.“太空粒子探测器"是由加速、偏转和收集三部分组成,其原理可简化如下:如图 1 所示,辐射状的加速电场区域边界为两个同心平行半圆弧面,圆心为 6 外圆弧面 AB 的电势为 2(申>°),内圆弧面 CD 的电势为©,足够长的收集板 MN 平行边界 ACDB,ACDB 与MN 板的距离为 L.假设太空中漂浮着质量为 m,电量为 q 的带正电粒子,它们能均匀地吸附到 AB 圆弧面上,并被加速电场从静止开始加速,不计粒子间的相互作用和其它星球对粒子的影响,不考虑过边界 ACDB 的粒子再次返回.(1)求粒子到达 0 点时速度的大小;(2)如图 2 所示,在 PQ(与 ACDB 重合且足够长)和收集板 MN 之间区域加一个匀强磁2场,方向垂直纸面向内,则发现均匀吸附到 AB 圆弧面的粒子经 0 点进入磁场后最多有 3能打到 MN 板上,求所加磁感应强度的大小;(3)如图 3 所示,在 PQ(与 ACDB 重合且足够长)和收集板 MN 之间区域加一个垂直MN©的匀强电场,电场强度的方向如图所示,大小 E 二4L,若从 AB 圆弧面收集到的某粒子经O 点进入电场后到达收集板 MN 离 0 点最远,求该粒子到达 0 点的速度的方向和它在 PQ 与MN 间运动的时间.【解析】【分析】【详解】试题分析:解:(1)带电粒子在电场中加速时,电场力做功,得:qU 二 0-2mv2U=2 申一申=申 V=C图【答案】(1)Vq(3):.a=6Oo;2L2由洛伦兹力提供向心力qBv2(2)从 AB 圆弧面收集到的粒子有 3 能打到 MN 板上,则上端刚好能打到 MN 上的粒子与MN 相切,则入射的方向与 OA 之间的夹角是 60°,在磁场中运动的轨迹如图甲,轨迹圆心角 6 二 600.根据几何关系,粒子圆周运动的半径:R 二 2L(3)如图粒子在电场中运动的轨迹与 MN 相切时,切点到 O 点的距离最远,这是一个类平抛运动的逆过程.建立如图坐标.若速度与 x 轴方向的夹角为 a 角嗣联合解得:B=—Lv1cosa=〜cosa=_=60ov22.如图,质量分别为 mA=1kg、mB=2kg 的 A、B 两滑块放在水平面上,处于场强大小E=3X105N/C、方向水平向右的匀强电场中,A 不带电,B 带正电、电荷量 q=2x10—5C.零时刻,A、B 用绷直的细绳连接(细绳形变不计)着,从静止同时开始运动,2s 末细绳断开.已知 A、B 与水平面间的动摩擦因数均为尸 0.1,重力加速度大小 g=10m/s2.求:⑴ 前 2s 内,A 的位...

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