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1、2020高考物理二輪專題訓(xùn)練12 帶電粒子在電、磁場中的運(yùn)動(一)
1．示波器的示意圖如圖1所示，金屬絲發(fā)射出來的電子被加速后從金屬板的小孔穿出，進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場．電子在穿出偏轉(zhuǎn)電場后沿直線前進(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．
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能為多少？
2．
2、如圖2所示為研究電子槍中電子在電場中運(yùn)動的簡化模型示意圖．在xOy平面的ABCD區(qū)域內(nèi)，存在兩個(gè)場強(qiáng)大小為E的勻強(qiáng)電場Ⅰ和Ⅱ，兩電場的邊界均是邊長為L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ABCD區(qū)域的位置．
(2)在電場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，求所有釋放點(diǎn)的位置．
(3)若將左側(cè)電場Ⅱ整體水平向右移動(n≥1)，仍使電子從ABCD區(qū)域左下角D處離開(D不隨電場移動)，求在電場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，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，場強(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)動軌跡從y軸上的A′(0，－L)沿x軸正方向穿過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)求電場強(qiáng)度E的大?。?
(2)在AC間還有哪些位置的粒子，通過電場后也能沿x軸正方向穿過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．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．(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
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