高考物理答题技巧《电荷在电场中的偏转》考点特训（2017年冲刺版） - 高考物理题库

1、选择题一带电粒子垂直于匀强电场方向射入电场，离开电场后的偏转角与下列因素的关系是：（）　　　　　　　　　　　　　　　　　　
A．带电粒子的质量越大，偏转角越大
B．偏转电压越高，偏转角越大
C．带电粒子的初速度越小，偏转角越大
D．带电粒子的电量越少，偏转角越大

参考答案：BC

本题解析：一带电粒子垂直于匀强电场方向射入电场，电场力方向与场强方向垂直，水平方向匀速运动，竖直方向做匀加速直线运动，有偏转角，由此可知带电粒子的质量越大，偏转角越小，A错；由U=Ed可知偏转电压越高，场强越大，偏转角越大，B对；带电粒子的初速度越小，偏转角越大，C对；带电粒子的电量越少，偏转角越小，D错；
考点：考查带电粒子在电场中的偏转
点评：本题难度较小，粒子以垂直电场力方向的初速度进入匀强电场，做的是类平抛运动，要灵活掌握类平抛运动规律并能进行公式的推导

本题难度：一般

2、计算题如图所示，直线MN上方存在着垂直纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场，质量为m、电荷量为-q（q＞0）的粒子1在纸面内以速度v1=v0从O点射入磁场，其方向与MN的夹角α=30°；质量为m、电荷量为+q的粒子2在纸面内以速度v2=v0也从O点射入磁场，其方向与MN的夹角β=60°角。已知粒子1、2同时到达磁场边界的A、B两点（图中未画出），不计粒子的重力及粒子间的相互作用。

（1）求两粒子在磁场边界上的穿出点A、B之间的距离d；
（2）求两粒子进入磁场的时间间隔Δt；
（3）若MN下方有平行于纸面的匀强电场，且两粒子在电场中相遇，其中的粒子1做直线运动。求电场强度E的大小和方向。

参考答案：（1）（2）（3），方向与MN成30°角斜向右上。

本题解析：（1）粒子在匀强磁场中作匀速圆周运动?
故?

（2）粒子1圆周运动的圆心角， ?
粒子2圆周运动的圆心角， ?
粒子圆周运动的周期?
粒子1在匀强磁场中运动的时间?
粒子2在匀强磁场中运动的时间?
所以?
（3）由题意，电场强度的方向应与粒子1穿出磁场的方向平行。
a．若电场强度的方向与MN成30°角斜向右上，则粒子1做匀加速直线运动，粒子2做类平抛运动。

Eq="ma" ?
ABcos30°=v1t+
ABsin30°=v2t?
解得E=?
b．若电场强度的方向与MN成30°角斜向左下，则粒子1做匀减速直线运动，粒子2做类平抛运动。
Eq="ma" ?
ABcos30°=v1t-
ABsin30°=v2t?
解得E=，假设不成立。?
综上所述，电场强度的大小E=，方向与MN成30°角斜向右上。

本题难度：一般

3、选择题如图所示，虚线．．．表示匀强电场中的4个等势面。两个带电粒子M．N（重力忽略不计）以平行于等势面的初速度射入电场，运动轨迹分别如图中MPN和NQM所示。已知M是带正电的带电粒子，则：（）

A．N一定也带正电
B．点的电势高于点的电势
C．带电粒子N的动能减小，电势能增大
D．带电粒子N的动能增大，电势能减小

参考答案：BD

本题解析：MN均做曲线运动，只受电场力作用，所以电场力指向曲线的内侧，又因为M带正电，所以场强方向向右；N粒子的受力方向也指向曲线的内测，所以N带负电；A错，沿电场线方向电势降低，所以点的电势高于点的电势，B对；电场力对N粒子做正功动能增加，电势能减少，C错，D对。

本题难度：一般

4、计算题（8分）如图所示，在区域I和区域Ⅱ内分别存在匀强电场，电场强度大小均为E，但方向不同．在区域I内场强方向沿y轴正方向，区域Ⅱ内场强方向未标明，都处在平面内，一质量为m，电量为q的正粒子从坐标原点O以某一初速度沿x轴正方向射入电场区域I，从P点进入电场区域Ⅱ，到达Ⅱ区域右边界Q处时速度恰好为零．P点的坐标为．不计粒子所受重力，求：

（1）带电粒子射入电场区域I时的初速度；
（2）电场区域Ⅱ的宽度。

参考答案：（1）（2）

本题解析：（1）设带电粒子射入电场区域Ⅰ时的初速度为，
在方向：粒子做匀速直线运动：?
在方向：粒子做初速度为零的匀加速直线运动： ?
且??
解得：?
（2）粒子在区域Ⅱ做匀减速直线运动，设粒子在处的速度为，在方向的分速度为，在方向的分速度为，电场区域Ⅱ的宽度为
?
?即??
故??
∵? ∴?
设粒子从做直线运动到所通过的位移为S
因?即
解得?

解得??
点评：此类题型考察了对带电粒子在磁场中所做的类平抛运动。根据类平抛运动规律比较容易解决第一问。在第二问中，根据题目已知信息，利用运动独立性，以及在某方向上的匀变速直线运动规律，才能找到相应等式。

本题难度：一般

5、计算题（20分）如图，直线MN 上方有平行于纸面且与MN成45。的有界匀强电场，电场强度大小未知；MN下方为方向垂直于纸面向里的有界匀强磁场，磁感应强度大小为B。今从MN_上的O点向磁场中射入一个速度大小为v、方向与MN成45角的带正电粒子，该粒子在磁场中运动时的轨道半径为R。若该粒子从O点出发记为第一次经过直线MN，而第五次经过直线MN时恰好又通过O点。不计粒子的重力。求：

（1）电场强度的大小；
（2）该粒子从O点出发，第五次经过直线MN时又通过O点的时间；
（3）该粒子再次从O点进入磁场后，运动轨道的半径。

参考答案：（1）电场强度的大小是vB；（2）该粒子从O点出发，第五次经过直线MN时又通过O点的时间为；（3）该粒子再次从O点进入磁场后，运动轨道的半径是R。

本题解析：粒子的运动轨迹如图，先是一段半径为R的1/4圆弧到a点，接着恰好逆电场线匀减速运动到b点速度为零再返回a点速度仍为v，再在磁场中运动一段3/4圆弧到c点，之后垂直电场线进入电场作类平抛运动。

（1）由图得
类平抛运动的垂直和平行电场方向的位移都为
      ①
所以类平抛运动时间为
               ②
又            ③
再者                  ④
由①②③④可得
                    ⑤
粒子在磁场中的总时间：
粒子在电场中减速再加速的时间：
故粒子再次回到O点的时间：
（3）由平抛运动得

所以［或］

则第五次过MN进入磁场后的圆弧半径R′==R
考点：带电粒子在匀强磁场中及匀强电场中的运动
点评：考查带电粒子在电场和磁场中的运动问题，要能画出粒子运动轨迹，然后才能分析求解，还要熟悉平抛运动、匀速圆周运动及相关的数学的知识。