2020-2021學(xué)年江蘇省南京師大附中高一（上）訓(xùn)練物理試卷（第4講 帶電粒子在復(fù)合場、交變電磁場中的運動（2））

一、例題講解

• 1．如圖a所示，水平直線MN下方有豎直向上的勻強電場，現(xiàn)將一重力不計、比荷

  q

  m

  =10⁶C/kg的正電荷置于電場中的O點由靜止釋放，經(jīng)過

  π

  15

  ×10^-5s后，電荷以v₀=1.5×10⁴m/s的速度通過MN進入其上方的勻強磁場，磁場與紙面垂直，磁感應(yīng)強度B按圖b所示規(guī)律周期性變化（圖b中磁場以垂直紙面向外為正，以電荷第一次通過MN時為t=0時刻）．求：
  
  （1）勻強電場的電場強度E的大小；（保留2位有效數(shù)字）
  （2）圖b中t=

  4

  π

  5

  ×10^-5s時刻電荷與O點的水平距離；
  （3）如果在O點右方d=68cm處有一垂直于MN的足夠大的擋板，求電荷從O點出發(fā)運動到擋板所需的時間．（sin37°=0.60，cos37°=0.80）（保留2位有效數(shù)字）
  組卷：118引用：13難度：0.5

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• 2．圖甲所示為一種獲得高能粒子的裝置。環(huán)形區(qū)域內(nèi)存在垂直紙面向外、大小可調(diào)節(jié)的均勻磁場，質(zhì)量為m、電量為q的粒子在環(huán)中做半徑為R的圓周運動。A、B為兩塊中心開有小孔的極板。原來電勢都為零，每當(dāng)粒子飛經(jīng)A板時，A板電勢升高為+U，B板電勢仍保持為零，粒子在兩板間電場中得到加速。每當(dāng)粒子離開B板時，A板電勢又降為零，粒子在電場一次次加速下動能不斷增大，而繞行半徑不變。
  
  （1）設(shè)t=0時粒子靜止在A板小孔處，在電場作用下加速，并繞行第一圈。求粒子繞行n圈回到A板時獲得的總動能E_n；
  （2）為使粒子始終保持在半徑為R的圓軌道上運動，磁場必須周期性遞增。求粒子繞行第n圈時的磁感應(yīng)強度B；
  （3）求粒子繞行n圈所需的總時間t（設(shè)極板間距遠(yuǎn)小于R）；
  （4）在圖乙中畫出A板電勢U與時間t的關(guān)系（從t=0起畫到粒子第4次離開B板時即可）；
  （5）在粒子繞行的整個過程中，A板電勢是否可以始終保持為+U？為什么？
  組卷：15引用：1難度：0.4

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三、課后同步練習(xí)

• 7．如圖甲所示是用來加速帶電粒子的回旋加速器的示意圖，其核心部分是兩個D形金屬盒。在加速帶電粒子時，兩金屬盒置于勻強磁場中，兩盒分別與高頻電源相連。帶電粒子在磁場中運動的動能E_k隨時間t的變化規(guī)律如圖乙所示，忽略帶電粒子在電場中的加速時間，則下列判斷正確的是（　?。?/h2>

  A．在Ek-t圖象中應(yīng)有t4-t3＜t3-t2＜t2-t1

  B．高頻電源的變化周期應(yīng)該等于tn-tn-1

  C．粒子加速次數(shù)越多，粒子最大動能一定越大

  D．要想粒子獲得的最大動能增大，可增加D形盒的半徑
  組卷：72引用：1難度：0.6

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• 8．如圖甲所示，豎直擋板MN左側(cè)空間有方向豎直向上的勻強電場和垂直紙面向里的水平勻強磁場，電場和磁場的范圍足夠大，電場強度E=40N/C，磁感應(yīng)強度B隨時間t變化的關(guān)系圖象如圖乙所示，選定磁場垂直紙面向里為正方向。t=0時刻，一質(zhì)量m=8×10^-4kg、電荷量q=+2×10^-4C的微粒在O點具有豎直向下的速度v=0.12m/s,O′是擋板MN上一點，直線OO′與擋板MN垂直，取g=10m/s²．求：
  
  （1）微粒再次經(jīng)過直線OO′時與O點的距離；
  （2）微粒在運動過程中離開直線OO′的最大高度；
  （3）水平移動擋板，使微粒能垂直到擋板上，擋板與O點間的距離應(yīng)滿足的條件。
  組卷：380引用：14難度：0.5

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