(通用版)2019版高考物理二轮复习专题检测(十五)巧用“类平抛、圆周”解决电偏转、磁偏转问题(含解析).doc
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1、1巧用“类平抛、圆周”解决电偏转、磁偏转问题1.如图所示,纸面 内 有 宽 为 L, 水 平 向 右 飞 行 的 带 电 粒 子 流 , 粒子质 量 均 为 m、 电 荷 量 均 为 q、 速 率 均 为 v0, 不 考 虑 粒 子 的 重 力 及 相 互 间 的作 用 , 要 使 粒 子 都 会 聚 到 一 点 , 可 以 在 粒 子 流 的 右 侧 虚 线 框 内 设 计 一 匀 强磁 场 区 域 , 则 磁 场 区 域 的 形 状 及 对 应 的 磁 感 应 强 度 可 以 是 选 项 图 中 的( )(其 中 B0mv0qL, A、 C、 D选 项 中 曲 线 均 为 半 径 是 L的
2、 14圆 弧 , B选 项 中 曲 线 为 半 径 是 L2的 圆 )解析:选 A 若带电粒子水平向右射入选项 A 所示的匀强磁场中,根据洛伦兹力提供向心力, qv0B0 ,解得粒子运动的轨迹半径 R L,恰好等于磁场圆形边界的半径,所mv02R以可以使粒子都会聚到一点(梭形磁场区域的最下方点),选项 A 正确;对于选项 B 中的图像,粒子运动的轨迹半径是磁场圆形边界半径的 2 倍,所以带电粒子流无法从磁场区域的同一点离开,选项 B 错误;同理可知,选项 D 的图像也不符合题意,选项 D 错误;对选项C 的图像分析,可知粒子都从磁场区域的下边界离开,但不能会聚到同一点,选项 C 错误。2.如图
3、所示,在 x0、 y0 的空间有恒定的匀强磁场,磁感应强度的方向垂直于 xOy 平面向里,大小为 B,现有四个质量及电荷量均相同的带电粒子,由 x 轴上的 P 点以不同的初速度平行于 y 轴射入此磁场,其出射方向如图所示,粒子重力不计,则( )A初速度最大的粒子是沿方向射出的粒子B初速度最大的粒子是沿方向射出的粒子C在磁场中运动时间最长的是沿方向射出的粒子D在磁场中运动时间最短的是沿方向射出的粒子解析:选 A 由 R 可知,初速度越大半径越大,选项 A 正确,B 错误;由于粒子相mvqB同,由周期公式 T 可知,粒子周期相同,运动时间取决于圆弧对应的圆心角,所以2 mqB运动时间最长的是沿方向
4、出射的粒子,选项 C、D 错误。3.如图所示, OO为圆柱筒的轴线,圆柱筒内部存在磁感应强度大小为 B、方向平行于 OO的匀强磁场,圆筒壁上布满许多小孔,如 aa、 bb、 cc、,其中任意两孔的连线均垂直于 OO,2有许多比荷为 的正粒子,以不同的速度、入射角射入小孔,且均从关于 OO对称的小孔qm中射出,入射角为 30的粒子的速度大小为 km/s、则入射角为 45的粒子速度大小为( )2A0.5 km/s B1 km/sC2 km/s D4 km/s解析:选 B 作出粒子运动轨迹如图所示,粒子从小孔射入磁场,与粒子从小孔射出磁场时速度方向与竖直线的夹角相等,根据几何关系有 r1 、 r2
5、,由牛顿第二定律得 Bqv m ,Rsin 30 Rsin 45 v2r解得v ,所以 v r,则入射角分别为 30、45的粒子速度大小之比为rqBm ,则入射角为 45的粒子速度大小为 v21 km/s,选项 B 正确。v1v2 r1r2 sin 45sin 30 24多选如图所示,质量为 m、电荷量为 q 的带电粒子(重力不计)从平行金属板左端以初速度 v0水平射入,从右端离开。已知上极板带正电,下极板带负电,两极板的长度为 L,间距为 d。带电粒子离开电场时的偏移量为 y,则( )A带电粒子进入电场位置和离开电场位置的电势差为2my2v02qL2B带电粒子从进入电场到离开电场,电场力做的
6、功为2mdyv0LC带电粒子离开电场时竖直方向的分速度为2yv0LD带电粒子离开电场时速度方向与水平方向的夹角的正切值为yL解析:选 AC 带电粒子在电场中做类平抛运动,根据 y at2 2,解得极板间12 qU2md(Lv0)电势差 U ,带电粒子进入电场位置和离开电场位置的电势差为2mdyv02qL2 U y ,A 项正确;带电粒子从进入电场到离开电场,电场力做的功为Ud 2my2v02qL2W q U ,B 项错误;带电粒子离开电场时竖直方向的分速度为2my2v02L2vy at ,C 项正确;带电粒子离开电场时速度方向与水平方向的夹角的正切值为 tan 2yv0L ,D 项错误。vyv
7、0 2yL5(2019 届高三济南调研)带电粒子 P 所带的电荷量是带3电粒子 Q 的 3 倍,它们以相同的速度 v0从同一点出发,沿着与电场强度垂直的方向射入匀强电场,分别打在 M、 N 点,如图所示。若 OM MN,则 P 和 Q 的质量之比为(不计粒子重力)( )A34 B43C32 D23解析:选 A 粒子在匀强电场中做类平抛运动,由平抛运动规律知,粒子在水平方向做匀速直线运动,在竖直方向做初速度为零的匀加速直线运动,两个粒子的初速度大小相等, P 和 Q 的水平位移之比为 12,由 x v0t 知,运动时间之比为 12, P 和 Q 的竖直位移大小相等,根据 y at2,得加速度之比
8、为 41,根据牛顿第二定律得 a ,因为 P12 qEm和 Q 的电荷量之比为 31,则 P 和 Q 的质量之比为 34,故 A 正确,B、C、D 错误。6.(2018甘肃模拟)如图所示,两相邻且范围足够大的匀强磁场区域和的磁感应强度方向平行、大小分别为 B 和2B。一带正电粒子(不计重力)以速度 v 从磁场分界线 MN 上某处射入磁场区域,其速度方向与磁场方向垂直且与分界线 MN成 60角,经过时间 t1后粒子进入到磁场区域,又经过时间 t2后回到区域,设粒子在区域、中的角速度分别为 1、 2,则( )A 1 211 B 1 221C t1 t211 D t1 t221解析:选 D 由 qv
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