高中物理知识点大全《粒子在复合场中运动》高频试题预测（2018年最新版） - 高考物理题库

1、计算题（12分）如图所示，在相距为L，长为3L的平行金属板中间区域存在正交的匀强电场和匀强磁场，磁感应强度为B（方向未画），电场方向竖直向下。有一群均匀分布的同种带电粒子，以相同速度从两板间水平射入，经过时间t，粒子沿直线穿过该区域。若在粒子进入板间时，撤去电场保留磁场，粒子恰好全部打在板上。不计粒子的重力，不考虑粒子之间的相互作用，粒子对原来电场和磁场的影响不计。试求：

（1）该区域电场强度E大小；
（2）该粒子的比荷q/m ；
（3）若粒子进入时撤去磁场保留电场，则射出该区域的粒子数为总数的多少？

参考答案：（1）E=3BL/t （2）q/m=3/5Bt （3）只有10%的粒子能射出电场区域

本题解析：（1）由题意可知：
粒子通过速度选择器
结合上面式子可知E=3BL/t
（2）若只有磁场存在时，恰好全部粒子落在极板上，
由勾股定理R2=（3L）2+（R-L）2
得到：R=5L  洛仑兹力提供向心力
代入可得：q/m=3/5Bt
（3）若撤去磁场，保留电场，即粒子做类平抛运动，
Eq=ma   代入可得：y=0.9L
即只有10%的粒子能射出电场区域
考点：带电粒子在复合场中的运动、带电粒子在电场中的运动、带电粒子在匀强磁场中的运动

本题难度：困难

2、计算题如图Ox、Oy、Oz为相互垂直的坐标轴，Oy轴为竖直方向，整个空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B。现有一质量为、电量为q的小球从坐标原点O以速度v0沿Ox轴正方向抛出（不计空气阻力，重力加速度为g）。求：
（1）若在整个空间加一匀强电场E1，使小球在xOz平面内做匀速圆周运动，求场强E1和小球运动的轨道半径；
（2）若在整个空间加一匀强电场E2，使小球沿Ox轴做匀速直线运动，求E2的大小；
（3）若在整个空间加一沿y轴正方向的匀强电场，求该小球从坐标原点O抛出后，经过y轴时的坐标y和动能Ek；

参考答案：解：（1）由于小球在磁场中做匀速圆周运动，设轨道半径为r，则

解得，方向沿y轴正向
，解得
（2）小球做匀速直线运动，受力平衡，则

解得
（3）小球在复合场中做螺旋运动，可以分解成水平面内的匀速圆周运动和沿y轴方向的匀加速运动
做匀加速运动的加速度
从原点O到经过y轴时经历的时间，
解得
由动能定理得
解得

本题解析：

本题难度：困难

3、选择题如图13-2-2所示为理想变压器，三个灯泡L1、L2、L3都标有“5V，5W”，L4标有“5V，10W”，若它们都能正常发光，则变压器原、副线圈匝数比n1∶n2和ab间电压应为（?）

A．2∶1，25V
B．2∶1，20V
C．3∶2，15V
D．1∶2，20V

参考答案：A

本题解析：，

本题难度：简单

4、计算题（19分）如图所示装置中，区域Ⅰ和Ⅲ中分别有竖直向上和水平向右的匀强电场，电场强度分别为E和E/2;Ⅱ区域内有垂直向外的水平匀强磁场，磁感应强度为B。一质量为m、带电量为q的带负电粒子（不计重力）从左边界O点正上方的M点以速度v0水平射入电场，经水平分界线OP上的A点与OP成60°角射入Ⅱ区域的磁场，并垂直竖直边界CD进入Ⅲ区域的匀强电场中。求:

（1）粒子在Ⅱ区域匀强磁场中运动的轨道半径;
（2）O、M间的距离;
（3）粒子从M点出发到第二次通过CD边界所经历的时间。

参考答案：（1）；（2）（3）

本题解析：（1）粒子在匀强电场中做类平抛运动，设粒子过A点时速度为v，由类平抛规律知?
粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，由牛顿第二定律得
所以??

（2）设粒子在电场中运动时间为t1，加速度为a，则有
?即
O、M两点间的距离为
（3）设粒子在Ⅱ区域磁场中运动时间为t2，则由几何关系知
设粒子在Ⅲ区域中运行时间为t3，?则
从M点出发到第二次通过CD边界所用时间为