专题五带电粒子在电磁场中的运动（学生版）制作：冯动清考纲要求知识框架【命题分析】此类题一般与科技实际结合紧密，情景新颖，难度较大，分值较高，一般作为压轴题题型一：带电粒子在电场中的运动问题［例1］一束电子流在经U＝5000V的加速电压加速后，在距两极板等距处垂直进入平行板间的匀强电场，如图所示，若两板间距d=1.0cm，板长l=5.0cm，那么，要使电子能从平行板间飞出，两个极板上最多能加多大电压?［变式训练1］初速度为v0质量为m，电荷量为+q的带电粒子逆着电场线的方向从匀强电场边缘射入匀强电场，已知射入的最大深度为d．求(1)场强的大小；(2)带电粒子在电场区域中运动的时间(不计带电粒子的重力)．［变式训练2］如图所示的装置，U1是加速电压，紧靠其右侧的是两块彼此平行的水平金属板。板长为L，两板间距离为d，一个质量为m、带电量为－q的粒子，经加速电压加速后沿金属板中心线水平射人两板中，若两水平金属板间加一电压U2，当上板为正时，带电粒子恰好能沿两板中心线射出；当下板为正时，带电粒子则射到下板上距板的左端处，求：（1）为多少?（2）为使带电粒子经U1加速后，沿中心线射入两金属板，并能够从两板之间射出，两水平金属板所加电压U2应满足什么条件？［变式训练3］如图所示一质量为m，带电量为q的小球用长为L的细线拴接，另一端固定在O点，整个装置处在水平向右的匀强电场中。现将小球位至与O等高的水平位置A点，将小球由静止释放，小球恰能摆到与竖直方向成θ角的位置，由此可以判定（）A．小球在下摆过程中机械能守恒B．小球向左摆动过程中机械能减少C．小球在经过最低点时速度最大D．匀强电场的电场强度E=mgtanθ/q［变式训练4］如图所示，实线是一簇未标明方向的由点电荷产生的电场线，虚线是某一带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹，a、b是轨迹上的两点。若带电粒子在运动中只受电场力作用，根据此图可作出正确判断的是()A.带电粒子所带电荷的符号B.带电粒子在a、b两点的受力方向C.带电粒子在a、b两点的速度何处较大D.带电粒子在a、b两点的电势能何处较大［变式训练5］一束电子以Ek=100eV的动能在t=0时由中心水平进入电场，而电容器两板间电势差随时间的变化如图所示。试求电容器两板间有电子穿出与无电子穿出的时间之比。（电子质量）题型二：带电粒子在磁场中的运动问题解决这类问题需要注意：分析带电粒子的受力特点，确定运动规律是关键。在处理圆周运动问题时常常涉及到轨迹半径和时间的确定，要善于运用几何关系。［例2］真空室内存在匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向里，磁感应强度的大小B=0.60T。磁场内有一块足够大的平面感光平板ab，板面与磁场方向平行。在距ab的距离为l=10cm处，有一个点状的α放射源S，它仅在纸平面内向各个方向均匀地发射α粒子。设放射源每秒发射个α粒子，每个α粒子的速度都是。已知α粒子的电荷与质量之比C/kg。求每分钟有多少个α粒子打中ab感光平板？内容要求说明带电粒子在匀强电场中的运动II只限于带电粒子进入电场时的速度平行或垂直于电场的情况带电粒子在匀强磁场中的运动II计算限于速度与磁感应强度平行或垂直两种情况ba［变式训练1］（2011安徽）．（16分）如图所示，在以坐标原点O为圆心、半径为R的半圆形区域内，有相互垂直的匀强电场和匀强磁场，磁感应强度为B，磁场方向垂直于xOy平面向里。一带正电的粒子（不计重力）从O点沿y轴正方向以某一速度射入，带电粒子恰好做匀速直线运动，经t0时间从P点射出。（1）求电场强度的大小和方向。（2）若仅撤去磁场，带电粒子仍从O点以相同的速度射入，经时间恰从半圆形区域的边界射出。求粒子运动加速度的大小。（3）若仅撤去电场，带电粒子仍从O点射入，且速度为原来的4倍，求粒子在磁场中运动的时间。［变式训练2］（2011海南）.空间存在方向垂直于纸面向里的匀强磁场，图中的正方形为其边界。一细束由两种粒子组成的粒子流沿垂直于磁场的方向从O点入射。这两种粒子带同种电荷，它们的电荷量、质量均不同，但其比荷相同，且都包含不同速率的粒子。不计重力。下列说法正确的是A.入射速度不同的粒子在磁场中的运动时间一定不同B.入射速度相同的粒子在磁场...
