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(chǎng)、交變電磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)（2））
發(fā)布：2025/1/6 2:30:2
一、例題講解
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1．如圖a所示，水平直線MN下方有豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)，現(xiàn)將一重力不計(jì)、比荷
=106C/kg的正電荷置于電場(chǎng)中的O點(diǎn)由靜止釋放，經(jīng)過qm×10-5s后，電荷以v0=1.5×104m/s的速度通過MN進(jìn)入其上方的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)與紙面垂直，磁感應(yīng)強(qiáng)度B按圖b所示規(guī)律周期性變化（圖b中磁場(chǎng)以垂直紙面向外為正，以電荷第一次通過MN時(shí)為t=0時(shí)刻）．求：π15
（1）勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度E的大??；（保留2位有效數(shù)字）
（2）圖b中t=×10-5s時(shí)刻電荷與O點(diǎn)的水平距離；4π5
（3）如果在O點(diǎn)右方d=68cm處有一垂直于MN的足夠大的擋板，求電荷從O點(diǎn)出發(fā)運(yùn)動(dòng)到擋板所需的時(shí)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 -
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(chǎng)，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(yùn)動(dòng)。A、B為兩塊中心開有小孔的極板。原來電勢(shì)都為零，每當(dāng)粒子飛經(jīng)A板時(shí)，A板電勢(shì)升高為+U，B板電勢(shì)仍保持為零，粒子在兩板間電場(chǎng)中得到加速。每當(dāng)粒子離開B板時(shí)，A板電勢(shì)又降為零，粒子在電場(chǎng)一次次加速下動(dòng)能不斷增大，而繞行半徑不變。
（1）設(shè)t=0時(shí)粒子靜止在A板小孔處，在電場(chǎng)作用下加速，并繞行第一圈。求粒子繞行n圈回到A板時(shí)獲得的總動(dòng)能En；
（2）為使粒子始終保持在半徑為R的圓軌道上運(yùn)動(dòng)，磁場(chǎng)必須周期性遞增。求粒子繞行第n圈時(shí)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B；
（3）求粒子繞行n圈所需的總時(shí)間t（設(shè)極板間距遠(yuǎn)小于R）；
（4）在圖乙中畫出A板電勢(shì)U與時(shí)間t的關(guān)系（從t=0起畫到粒子第4次離開B板時(shí)即可）；
（5）在粒子繞行的整個(gè)過程中，A板電勢(shì)是否可以始終保持為+U？為什么？組卷：15引用：1難度：0.4
三、課后同步練習(xí)
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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(gè)D形金屬盒。在加速帶電粒子時(shí)，兩金屬盒置于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，兩盒分別與高頻電源相連。帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能Ek隨時(shí)間t的變化規(guī)律如圖乙所示，忽略帶電粒子在電場(chǎng)中的加速時(shí)間，則下列判斷正確的是（ ?。?/h2>組卷：72引用：1難度：0.6 -
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(qiáng)電場(chǎng)和垂直紙面向里的水平勻強(qiáng)磁場(chǎng)，電場(chǎng)和磁場(chǎng)的范圍足夠大，電場(chǎng)強(qiáng)度E=40N/C，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化的關(guān)系圖象如圖乙所示，選定磁場(chǎng)垂直紙面向里為正方向。t=0時(shí)刻，一質(zhì)量m=8×10-4kg、電荷量q=+2×10-4C的微粒在O點(diǎn)具有豎直向下的速度v=0.12m/s,O′是擋板MN上一點(diǎn)，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(shí)與O點(diǎn)的距離；
（2）微粒在運(yùn)動(dòng)過程中離開直線OO′的最大高度；
（3）水平移動(dòng)擋板，使微粒能垂直到擋板上，擋板與O點(diǎn)間的距離應(yīng)滿足的條件。組卷：380引用：14難度：0.5