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1、2020高考物理二輪專題訓(xùn)練12 帶電粒子在電、磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)(一)
1.示波器的示意圖如圖1所示,金屬絲發(fā)射出來(lái)的電子被加速后從金屬板的小孔穿出,進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng).電子在穿出偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)后沿直線前進(jìn),最后打在熒光屏上.設(shè)加速電壓U1=
1 640 V,偏轉(zhuǎn)極板長(zhǎng)l=4 cm,偏轉(zhuǎn)板間距d=1 cm,當(dāng)電子加速后從兩偏轉(zhuǎn)板的中央沿板平行方向進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng).
圖1
(1)偏轉(zhuǎn)電壓為多大時(shí),電子束打在熒光屏上偏轉(zhuǎn)距離最大?
(2)如果偏轉(zhuǎn)板右端到熒光屏的距離L=20 cm,則電子束最大偏轉(zhuǎn)距離為多少?
(3)電子打在熒光屏上的最大動(dòng)能為多少?
2.
2、如圖2所示為研究電子槍中電子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的簡(jiǎn)化模型示意圖.在xOy平面的ABCD區(qū)域內(nèi),存在兩個(gè)場(chǎng)強(qiáng)大小為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)Ⅰ和Ⅱ,兩電場(chǎng)的邊界均是邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形(不計(jì)電子所受重力).
圖2
(1)在該區(qū)域AB邊的中點(diǎn)處由靜止釋放電子,求電子離開(kāi)ABCD區(qū)域的位置.
(2)在電場(chǎng)Ⅰ區(qū)域內(nèi)適當(dāng)位置由靜止釋放電子,電子恰能從ABCD區(qū)域左下角D處離開(kāi),求所有釋放點(diǎn)的位置.
(3)若將左側(cè)電場(chǎng)Ⅱ整體水平向右移動(dòng)(n≥1),仍使電子從ABCD區(qū)域左下角D處離開(kāi)(D不隨電場(chǎng)移動(dòng)),求在電場(chǎng)Ⅰ區(qū)域內(nèi)由靜止釋放電子的所有位置.
3.(18分)如圖3所示的直角坐標(biāo)系中,第Ⅰ、Ⅳ象限內(nèi)存在著垂直紙面向
3、里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),在x=-2L與y軸之間第Ⅱ、Ⅲ象限內(nèi)存在大小相等、方向相反的勻強(qiáng)電場(chǎng),場(chǎng)強(qiáng)方向如圖所示.在A(-2L,L)到C(-2L,0)的連線上連續(xù)分布著電荷量為+q、質(zhì)量為m的粒子.從t=0時(shí)刻起,這些帶電粒子依次以相同的速度v沿x軸正方向射出.從A點(diǎn)射入的粒子剛好沿 圖3
如圖所示的運(yùn)動(dòng)軌跡從y軸上的A′(0,-L)沿x軸正方向穿過(guò)y軸.不計(jì)粒子重力及它們間的相互作用,不考慮粒子間的碰撞.
(1)求電場(chǎng)強(qiáng)度E的大?。?
(2)在AC間還有哪些位置的粒子,通過(guò)電場(chǎng)后也能沿x軸正方向穿過(guò)y軸.
(3)若從A點(diǎn)射入的粒子,恰能垂直返回x=-2L的線上,求勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)
4、強(qiáng)度B.
4.(18分)如圖4甲所示,xOy坐標(biāo)系中,兩平行極板MN垂直于y軸且N板與x軸重合,左端與坐標(biāo)原點(diǎn)O重合,緊貼N板下表面有一長(zhǎng)熒光屏,其右端與N板右端平齊,粒子打到屏上發(fā)出熒光,極板長(zhǎng)度l=0.08 m,板間距離d=0.09 m,兩板間加上如圖乙所示的周期性電壓,x軸下方有垂直于xOy平面向外、磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.2 T的勻強(qiáng)磁場(chǎng).在y軸的(0,d/2)處有一粒子源,沿兩極板中線連續(xù)向右發(fā)射帶正電的粒子,已知粒子比荷為=5×107 C/kg、速度v0=8×105 m/s,t=0時(shí)刻射入板間的粒子恰好經(jīng)N板右邊緣射入磁場(chǎng).(粒子重力不計(jì))求:
甲 乙
圖4
(1)電壓U0的大??;
(2)粒子射出極板時(shí),出射點(diǎn)偏離入射方向的最小距離;
(3)熒光屏發(fā)光區(qū)域的坐標(biāo)范圍.
答案
1.(1)205 V (2)0.055 m (3)2.788×10-16 J
2.(1)位置坐標(biāo)為 (2)所求位置坐標(biāo)滿足xy= (3)所求位置坐標(biāo)滿足xy=L2(+)
3.(1) (2)y=L(n=1,2,3,…) (3)(n=1,2,3,…)
4.(1)2.16×104 V (2)0.015 m (3)-4×10-2 m≤x≤0