2023届高考物理二轮小专题复习学案： 专题61带电粒子在交变电、磁场中的运动

专题61带电粒子在交变电、磁场中的运动 【知识梳理】 解决带电粒子在交变电、磁场中的运动问题的基本思路 1. 先读图，看清并且明白场的变化情况。 2．受力分析，分析粒子在不同的变化场区的受力情况。 3．过程分析，分析粒子在不同时间段内的运动情况。 4．建模，粒子在不同运动阶段，各有怎样的运动模型。 5．找衔接点，找出衔接相邻两过程的速度大小及方向。 6．选规律，联立不同阶段的方程求解。 【专题练习】 1．如图甲所示，真空中水平放置两块长度为2d的平行金属板P、Q，两板间距为d，两板间加上如图乙所示最大值为U0的周期性变化的电压，在两板左侧紧靠P板处有一粒子源A，自t0时刻开始连续释放初速度大小为v0，方向平行于金属板的相同带电粒子，t0时刻释放的粒子恰好从Q板右侧边缘离开电场，已知电场变化周期，粒子质量为m，不计粒子重力及相互间的作用力，则（　　） A．在t=0时刻进入的粒子离开电场时速度大小仍为 B．粒子的电荷量为 C．在时刻进入的粒子刚好从两板中央离开电场 D．在时刻进入的粒子离开电场时在竖直方向的位移大小为 2．空间存在垂直于纸面方向的均匀磁场，其方向随时间做周期性变化，磁感应强度B随时间t变化的图象如图所示．规定B＞0时，磁场的方向穿出纸面．一电荷量q＝5×10﹣7C、质量m＝5×10﹣10kg的带电粒子，位于某点O处，在t＝0时刻以初速度v0＝m/s沿某方向开始运动．不计重力的作用，不计磁场的变化可能产生的一切其他影响．则在磁场变化N个周期（N为整数）的时间内带电粒子的平均速度的大小等于（   ） A．m/s B．m/s C．m/s D．2m/s 3．如图甲所示，两平行金属板A、B放在真空中，间距为d，为板间水平中线，A、B板间的电势差U随时间t的变化情况如图乙所示。0至时间内，陆续有一群完全相同的质量为m，电荷量为q的带负电的粒子，从O点以的速度水平射入电场，运动时间T后离开电场。其中时刻射入的粒子恰好从A板右边缘射出电场，不计粒子的重力。则下列说法正确的是（　　） A．板间电压 B．板间电压 C．时刻射入的粒子，离开电场的位置距离点 D．时刻射入的粒子，离开电场的位置距离点 4．如图甲所示，ABCD是一长方形有界匀强磁场边界，磁感应强度按图乙规律变化，取垂直纸面向外为磁场的正方向，图中，一质量为m、所带电荷量为q的带正电粒子以速度v0在t＝0时从A点沿AB方向垂直磁场射入，粒子重力不计。则下列说法中正确的是（　　） A．若粒子经时间恰好垂直打在CD上，则磁场的磁感应强度 B．若粒子经时间恰好垂直打在CD上，则粒子运动的半径大小 C．若要使粒子恰能沿DC方向通过C点，则磁场的磁感应强度的大小（n＝1，2，3…） D．若要使粒子恰能沿DC方向通过C点，磁场变化的周期（n＝1，2，3…） 5．如图（a）所示，圆心为O的圆形区域，半径R＝10cm，MN为荧光屏，长度L＝100cm，P为屏的中点，圆形区域圆心O距离荧光屏s=20cm, OP垂直于MN，大量的带电粒子经U= 2000V电压加速，形成一连续的粒子束，沿半径方向进入圆形区域．当圆形区域内不加磁场时，带电粒子打在荧光屏中心P点，当圆形区域加一匀强磁场后，粒子束经磁场偏转打到荧光屏另一位置，通过改变磁场的大小、方向来改变粒子束打在荧光屏上的位置，磁感应强度B随时间t变化如图（b）所示，已知带电粒子的电量q＝1×10-3C，质量m＝1×10-8kg，不计粒子重力，忽略粒子在磁场中运动的时间，则下面说法正确的是（     ） A．粒子进入磁场区域的速度v＝2×103m／s B．t＝0时刻进入磁场的粒子，速度偏转角度θ＝30° C．电子束打在荧光屏的范围宽度为40cm D．若B的最大值为2T，则t=0时刻进入磁场的粒子无法打到荧光屏上 6．如图甲所示，真空中水平放置两块长度为2d的平行金属板P、Q，两板间距为d，两板间加上如图乙所示最大值为U0的周期性变化的电压，在两板左侧紧靠P板处有一粒子源A，自t=0时刻开始连续释放初速度大小为v0，方向平行于金属板的相同带电粒子，t=0时刻释放的粒子恰好从Q板右侧边缘离开电场，已知电场变化周期，粒子质量为m，不计粒子所受重力及相互间的作用力，则在t=0时刻进入的粒子离开电场时速度大小为___________，粒子的电荷量为___________；在时刻进入的粒子离开电场时电势能减少了___________。 7．如图甲所示，M、N为竖直放置且彼此平行的两块平板，板间距离为d，两板中央各有一个小孔O、O′且正对，在两板间有垂直于纸面方向的匀强磁场，磁感应强度随时间的变化如图乙所示（垂直于纸面向里的磁场方向为正方向）。有一群正离子在t＝0时垂直于M板从小孔O射入磁场，已知正离子质量为m，电荷量为q，正离子在磁场中做匀速圆周运动的