2024届高考物理一轮复习基础练习：带电粒子在匀强磁场中的运动

高三第一轮复习物理《带电粒子在匀强磁场中的运动》基础练习题 1、如图所示，PQ、MN两极板间存在匀强电场，两极板间电势差为U、间距为d，MN极板右侧虚线区域内有垂直纸面向内的匀强磁场。现有一初速度为零、带电量为q、质量为m的离子从PQ极板出发，经电场加速后，从MN上的小孔A垂直进入磁场区域，并从C点垂直于虚线边界射出。求： ( P Q M N A q C U d v )（1）离子从小孔A射出时速度v0； （2）离子带正电还是负电？C点离MN板的距离？ 2、 如图所示，坐标平面第I象限内存在大小为E=4×105N/C、方向水平向左的匀强电场，在 第II象限内存在方向垂直纸面向里的匀强磁场。质荷比为4×10-10N/C的带正电粒子从x 轴上的A点以初速度v0=2×107m/s垂直x轴射入电场，OA=0.2m，不计重力。求： （1）粒子经过y轴时的位置到原点O的距离； （2）若要求粒子不能进入第三象限，求磁感应 强度B的取值范围（不考虑粒子第二次进入电场后的运动情况。） 3、 如图，POy区域内有沿y轴正方向的匀强电场，POx区域内有垂直纸面向里的匀强磁场， OP与x轴成θ角．不计重力的负电荷，质量为m、电量为q，从y轴上某点以初速度v0垂直电场方向进入，经电场偏转后垂直OP进入磁场，又垂直x轴离开磁场．求： （1）电荷进入磁场时的速度大小 （2）电场力对电荷做的功 （3）电场强度E与磁感应强度B的比值 4、如图所示，虚线框abcd内为边长均为L的正形匀强电场和匀强磁场区域，电场强度的 大小为E，方向向下，磁感应强度为B，方向垂直纸面向外，PQ为其分界线，现有一群质量为m，电荷量为-e的电子(重力不计)从PQ中点与PQ成300。角以不同的初速射入磁场，求：(1)能从PQ边离开磁场的电子在磁场运动的时间． (2)若要电子在磁场运动时间最长，其初速v应满足的条件? (3)若电子在满足(2)中的条件下且以最大速度进入磁场，最 终从电场aP边界飞出虚线框所具有的动能Ek.． 5、如图，相距为R的两块平行金属板M、N正对放置，s1、s2分别为M、N板上的小孔， s1、s2、O三点共线且水平，且s2O=R。以O为圆心、R为半径的圆形区域内存在大小为B、方向垂直纸面向外的匀强磁场。收集板D上各点到O点的距离以及板两端点的距离都为2R， 板两端点的连线垂直M、N板。质量为m、带电量为+q的粒子，经s1无初速进入M、N间 ( R M N O D s 1 s 2 R 2 R 2 R )的电场后，通过s2进入磁场。粒子重力不计。 （1）若粒子恰好打在收集板D的中点上，求M、N间的电压值U； （2）求粒子从s1到打在D的最右端经历的时间t。 6、 如图所示，一质量为m、电量为+q、重力不计的带电粒子，从A板的S点由静止开始释 ( B B A － － － N + + + M S ● )放，经A、B加速电场加速后，穿过中间偏转电场，再进入右侧匀强磁场区域．已知AB间的电压为U，MN极板间的电压为2U，MN两板间的距离和板长均为L，磁场垂直纸面向里、磁感应强度为B、有理想边界．求： （1）带电粒子离开B板时速度v0的大小； （2）带电粒子离开偏转电场时速度v的大小与方向； （3）要使带电粒子最终垂直磁场右边界射出磁场， 磁场的宽度d多大？ 7、如图所示，完全相同的金属板P、Q带等量异种电荷，用绝缘杆将其连成一平行正对的装置，放在绝缘水平面上，其总质量为M，两板间距为d，板长为2d，在P板中央位置处有一小孔．一质量为m、电量为+q的质点，从某一高度下落通过小孔后进入PQ，恰能匀速运动．外部的电场可忽略，板间电场可视为匀强电场，重力加速度为g，求： (1).PQ间电场强度的大小及电势差； (2).粒子匀速运动过程中，装置对绝缘水平面的压力； (3).现给PQ间再加一垂直纸面向里、磁感应强度B的 匀强磁场，要使粒子进入PQ后不碰板飞出，则粒子应 距P板多高处自由下落？ 8、如图所示，相距为A板间电压为U的平行金属板M、N间有垂直纸面向里、磁感应强度为 B0的匀强磁场；在pOy区域内有垂直纸面向外、磁感应强度为B的匀强磁场；这pOx区域为无场区．一正离子沿平行于金属板、垂直磁场射人两板间并做匀速直线运动，从H（0，a）点垂直y轴进入第I象限，经Op上某点离开磁场，最后垂直x轴离开第I象限．求： （1）离子在金属板M、N间的运动速度； （2）离子的荷质比； （3）离子在第I象限的磁场区域和 无场区域内运动的时间之比． ( O 1 O 1 1 ● · · Ⅱ Ⅰ ● ● ● )9、如图所示在两极板间存在匀强电场和磁感应强度为B的匀强磁场Ⅰ，一带电量为+q，质量为m的粒子恰能以速度υ沿OO1 匀速飞出极板，进入磁感应强度为2B的匀强磁场区域Ⅱ。不