专题05 第2课时 带电粒子在复合场中的运动-【直击双1流·必刷题】2023高考物理二轮复习专题测

专题五　电场与磁场 第 2 课时 　 带电粒子在复合场中的运动 A 组 　 真题专练 考向一　带电粒子在组合场中的运动 1. (2020·课标Ⅱ)CT 扫描是计算机 X 射线断 层扫描技术的简称,CT 扫描机可用于对多 种病情的探测。 图甲是某种CT 机主要部分 的剖面图,其中X 射线产生部分的示意图如 图乙所示。 图乙中 M、N 之间有一电子束的 加速电场,虚线框内有匀强偏转磁场;经调 节后电子束从静止开始沿带箭头的实线所 示的方向前进,打到靶上,产生 X 射线(如 图中带箭头的虚线所示)。 将电子束打到 靶上的点记为 P 点。 则 (　 　 ) 甲 乙 A. M 处的电势高于 N 处的电势 B. 增大M、N之间的加速电压可使 P点左移 C. 偏转磁场的方向垂直于纸面向外 D. 增大偏转磁场磁感应强度的大小可使 P 点左移 2. (2019·课标 Ⅲ) 如图,在坐标系的第一和 第二象限内存在磁感应强度大小分别为 1 2 B 和 B、方向均垂直于纸面向外的匀强磁场。 一质量为 m、所带电荷量为 q(q > 0) 的粒 子垂直于 x 轴射入第二象限,随后垂直于 y 轴进入第一象限,最后经过 x 轴离开第一象 限。 粒子在磁场中运动的时间为 (　 　 ) A. 5πm 6qB B. 7πm 6qB C. 11πm 6qB D. 13πm 6qB 3. (2022·山东卷) 中国“人造太阳” 在核聚变 实验方面取得新突破,该装置中用电磁场约 束和加速高能离子,其部分电磁场简化模型 如图所示,在三维坐标系 Oxyz中,0 < z < d 空间内充满匀强磁场 Ⅰ,磁感应强度大小 为 B,方向沿 x轴正方向; - 3d < z < 0,y > 0 的空间内充满匀强磁场 Ⅱ,磁感应强度大 小为 2 2 B,方向平行于 xOy平面,与 x轴正方 向夹角为 45°;z < 0,y ≤ 0 的空间内充满沿 y 轴负方向的匀强电场。 质量为 m、带电荷 量为 + q 的离子甲,从 yOz 平面第三象限内 距 y 轴为 L 的点 A 以一定速度出射,速度方 向与 z轴正方向夹角为β,在 yOz平面内运动 一段时间后,经坐标原点 O 沿 z 轴正方向进 入磁场 Ⅰ,不计离子重力。 (1) 当离子甲从 A点出射速度为 v0 时,求电 场强度的大小 E; (2) 若使离子甲进入磁场后始终在磁场中 运动,求进入磁场时的最大速度 vm; (3) 离子甲以qBd 2m 的速度从 O点沿 z轴正方 向第一次穿过 xOy面进入磁场Ⅰ,求第 四次穿过 xOy 平面的位置坐标(用 d 表示); (4) 当离子甲以qBd 2m 的速度从O点进入磁场 Ⅰ 时,质量为 4m、带电荷量为 + q 的离 子乙,也从 O 点沿 z 轴正方向以相同的 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 17 直击双 1流　物理 动能同时进入磁场 Ⅰ,求两离子进入 磁场后,到达它们运动轨迹第一个交点 的时间差 Δt(忽略离子间相互作用)。 4. (2021·全国卷甲) 如图,长度均为 l的两块 挡板竖直相对放置,间距也为 l,两挡板上边 缘P和M处于同一水平线上,在该水平线的 上方区域有方向竖直向下的匀强电场,电 场强度大小为 E;两挡板间有垂直纸面向 外、磁感应强度大小可调节的匀强磁场。 一质量为 m、电荷量为 q(q > 0) 的粒子自 电场中某处以大小为 v0 的速度水平向右发 射,恰好从 P 点处射入磁场,从两挡板下边 缘Q和N之间射出磁场,运动过程中粒子未 与挡板碰撞。 已知粒子射入磁场时的速度 方向与 PQ 的夹角为 60°,不计重力。 (1) 求粒子发射位置到 P 点的距离; (2) 求磁感应强度大小的取值范围; (3) 若粒子正好从 QN 的中点射出磁场,求 粒子在磁场中的轨迹与挡板 MN 的最 近距离。 5. (2021·江苏卷) 如图甲所示,回旋加速器 的圆形匀强磁场区域以O点为圆心,磁感应 强度大小为 B,加速电压的大小为 U,质量 为 m、电荷量为 q 的粒子从 O 附近飘入加速 电场,多次加速后粒子经过 P点绕O做圆周 运动,半径为 R,粒子在电场中的加速时间 可以忽略。 为将粒子引出磁场,在 P位置安 装一个“静电偏