在物理學(xué)中，帶電粒子就是指帶有電荷的微粒，以下是帶電粒子在組合場(chǎng)提升練習(xí)題，希望對(duì)考生有幫助。
1. (保定期末)如圖所示，平面直角坐標(biāo)系的x軸上方存在豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)Ⅰ，場(chǎng)強(qiáng)為E1，第四象限內(nèi)OC與x軸正方向成60角，OC與x軸間存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，OC與y軸間存在垂直O(jiān)C向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)Ⅱ，場(chǎng)強(qiáng)為E2。一質(zhì)量為m、帶電荷量為-q(q0)的粒子從O點(diǎn)以與x軸正方向成30角的初速度v0射入勻強(qiáng)電場(chǎng)E1中，經(jīng)一段時(shí)間后從x軸上的Q點(diǎn)進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，經(jīng)磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后恰好垂直穿過(guò)OC且剛好能到達(dá)y軸上的D點(diǎn)，已知O、Q間的距離為L(zhǎng)，粒子重力不計(jì)，求：
(1)場(chǎng)強(qiáng)E1、E2的大小及磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小;
(2)粒子從O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)所用的時(shí)間t。
2.(唐山一模)如圖甲所xOy平面內(nèi)存在半徑為R=16 cm的圓形有界磁場(chǎng)區(qū)域，有界磁場(chǎng)邊界和x軸相切于O點(diǎn)，y軸上的P點(diǎn)為圓心，與y軸成60角的MN為圓形有界場(chǎng)的一條直徑，MN將磁場(chǎng)區(qū)域分成Ⅰ、Ⅱ兩部分。x軸下方為隨時(shí)間變化的電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E=810-3 V/m，E-t圖象如圖乙所示，周期T=1.210-2 s。當(dāng)t=時(shí)，第三象限的粒子源S沿y軸正方向發(fā)射比荷為108 C/kg的粒子，粒子經(jīng)坐標(biāo)原點(diǎn)O由y軸左側(cè)進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域Ⅰ，依次經(jīng)P、M兩點(diǎn)MN離開(kāi)磁場(chǎng)。測(cè)得粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間t=10-4 s，重力不計(jì)。求：
(1)有界磁場(chǎng)區(qū)域Ⅰ中磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小;
(2)粒子源S的可能坐標(biāo)。
3. (南昌一模)如圖所示，金屬板PQ、MN平行放置，金屬板長(zhǎng)為4a，間距為4a，二板間連接在輸出電壓為UPQ中央有一小孔O，板間存在垂直紙面向里磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域PQNM，且OP=OQ=a，PM=QN=a。現(xiàn)將一帶電小球從距上板某一高度由靜止釋放，小球從小孔O進(jìn)入磁場(chǎng)，小球離開(kāi)磁場(chǎng)后在平行金屬板間做直線運(yùn)動(dòng)恰好從下板N端射出電場(chǎng)，已知重力加速度為g，求：
(1)帶電小球的電荷量與質(zhì)量之比;
(2)小球從釋放到從下板N端射出所需時(shí)間。
4.(西安八校聯(lián)考)在如圖所示的空間里，存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度在數(shù)值上滿足B=。在豎直方向存在交替變化的勻強(qiáng)電場(chǎng)(豎直向上為正)，電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E0=。一傾角為、長(zhǎng)度足夠長(zhǎng)的光滑絕緣斜面放置在此空間，斜面上有一質(zhì)量為m，帶電荷量為-q的小球，從t=0時(shí)刻由靜止開(kāi)始沿斜面下滑，設(shè)第7秒內(nèi)小球不會(huì)離開(kāi)斜面，重力加速度為g。求：
(1)第8秒內(nèi)小球離開(kāi)斜面的最大距離;
(2)第15秒內(nèi)小球未離開(kāi)斜面，角應(yīng)滿足什么條件?
5.如圖所示，平面直角坐標(biāo)系的第二象限內(nèi)存在水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng)和垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，一質(zhì)量為m、帶電荷量為q的小球從A點(diǎn)以速度v0沿直線AO運(yùn)動(dòng)，AO與x軸負(fù)方向成37角，在第四象限內(nèi)的區(qū)域Ⅰ內(nèi)加一最小電場(chǎng)強(qiáng)度的勻強(qiáng)電場(chǎng)后，可使小球繼續(xù)做直線運(yùn)動(dòng)到MN上的C點(diǎn)，MN右側(cè)區(qū)域Ⅱ內(nèi)存在豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)和垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，小球在區(qū)域Ⅱ內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)并恰好沒(méi)從C點(diǎn)的速度大小為2v0，重力加速度為g，sin 37=0.6，cos 37=0.8，求：
(1)小球的帶電性質(zhì);
(2)第二象限內(nèi)電場(chǎng)強(qiáng)度E1的大小和磁感應(yīng)強(qiáng)度B1的大小;
(3)區(qū)域Ⅰ內(nèi)最小電場(chǎng)強(qiáng)度E2的大小和方向;
(4)區(qū)域Ⅱ內(nèi)電場(chǎng)強(qiáng)度E3的大小和磁感應(yīng)強(qiáng)度B2的大小。
沖刺卷八 帶電粒1.【詳細(xì)分析】(1)粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示，粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)Ⅰ中做斜上拋運(yùn)動(dòng)，由運(yùn)動(dòng)的合成與分解知y軸方向：
v0sin 30=a且a=，
x軸方向：L=v0cos 30t1，聯(lián)立得E1=，
由對(duì)Q點(diǎn)時(shí)的速度大小為v0，方向與x軸正方向成30角斜向下，由幾何關(guān)系知粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑r=OQ=L，由Bqv0=m得B=，
粒子在OC線下方做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，到D點(diǎn)速度剛好為0，
設(shè)粒子在電場(chǎng)Ⅱ中的位移為s，由幾何關(guān)系知tan 60=，
得s=，
而v=2s，聯(lián)立解得E2=。
(2)由(1)知粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)Ⅰ中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t1=2，
粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t2==，
粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)Ⅱ中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t3==，
所以粒子從O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)所用的時(shí)間t=t1+t2+t3=L。
答案 (1) (2)L
2.【詳細(xì)分析】(1)帶電粒子在圓形有界磁場(chǎng)區(qū)域內(nèi)運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示，由幾何關(guān)系可知，在區(qū)域Ⅰ內(nèi)軌跡半徑R1=R，在區(qū)域Ⅱ內(nèi)軌跡半徑2R2=R，
由r=可知B2=2B1，
由周期公式T1=，T2=，
則粒子在圓形有界磁場(chǎng)內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí)間
t=+
解得B12.510-4T。
(2)由qB1v=得v==4103 m/s，
與y軸正向夾角30，將速度沿x軸負(fù)向與y軸正向分解：
vx=vsin 30=2103 m/s，vy=vcos 30=2103 m/s，
帶電粒子從S點(diǎn)發(fā)射運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)的過(guò)程，可y軸正向勻速直線運(yùn)動(dòng)和沿x軸的變加速直線運(yùn)動(dòng)。粒子沿x軸運(yùn)動(dòng)的第一種情況如圖：粒子在反向加速過(guò)程到達(dá)O點(diǎn)。
加速度a==8105 m/s2，
x1=2a()2-=4.7 m，
由于運(yùn)動(dòng)的周期性，粒子到達(dá)O點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)時(shí)間
t1=nT++，
y1=vy(nT+)=2(12n+8.5) m。
粒子沿x軸運(yùn)動(dòng)的第二種情況如圖：粒子在反向減速過(guò)程到達(dá)O點(diǎn)。
x2==2.5 m，
由于運(yùn)動(dòng)的周期性，粒子到達(dá)O點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)時(shí)間
t2=nT+T-，
y2=vy(nT+T-)=2(12n+9.5) m
粒子源S的可能坐標(biāo)(-4.7 m，-2(12n+8.5) m)或(-2.5 m，-2(12n+9.5) m)。
答案 (1)2.510-4T (2)(-4.7 m，-2(12n+8.5) m)或(-2.5 m，-2(12n+9.5) m)
3.【詳細(xì)分析】(1)由于帶電小球離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)速度方向與電場(chǎng)線方向成夾角且做直線運(yùn)動(dòng)，所以小球是做勻速直線運(yùn)動(dòng)，
mg=qE，
E=，
解得=。
(2)設(shè)小球進(jìn)入小孔的速度為v，在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)半徑為r，Oe=x，如圖所示，由物理知識(shí)知，
Ocd=fdN=，
sin =，
在直角三角形ced中：cos =，
在直角三角形dfN中：tan =，
聯(lián)立解得：3sin2 =2sin cos -cos +cos2 ，
4sin2 -1=2sin cos -cos
(2sin -1)(2sin +1)-(2sin -1)cos =0，
解得sin =，=，
由題知：r=2a。
由r=，代入數(shù)據(jù)得v=，
設(shè)小球做自由落體時(shí)間為t1，則
t1==，
設(shè)小球在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t2，則
t2==，
設(shè)小球做直線運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t3，則
t3===
t=t1+t2+t3=+。
答案 (1) (2)+
4.【詳細(xì)分析】(1)設(shè)第1秒內(nèi)小球在斜面上運(yùn)動(dòng)的加速度為a，由牛頓第二定律，得(mg+qE0)sin =ma
第1秒末的速度為v=at
第2秒內(nèi)有qE0=mg
所以小qvB=
圓周運(yùn)動(dòng)的周期為T==1 s
由圖可知，小球在奇數(shù)秒內(nèi)沿斜面做勻加速運(yùn)動(dòng)，在偶數(shù)秒內(nèi)離開(kāi)斜面做完整的圓周運(yùn)動(dòng)。
所以第7秒末的速度為v7=a(t1+t3+t5+t7)=8gsin
小球離開(kāi)斜面的最大距離為d=2R4=。
(2)第15秒內(nèi)仍在斜面上，則有v=at
Bqv(mg+qE0)cos
又t=8 s
解得arctan。
答案 (1) (2)arctan
5.【詳細(xì)分析】(1)帶電小球在第二象限a所示關(guān)系且小球只能做勻速直線運(yùn)動(dòng)，由受力特點(diǎn)及左手定則可判定小球帶正電。
圖a
(2)由圖a知tan 37=，
得E1=
cos 37=，
得B1=。
(3)當(dāng)區(qū)域Ⅰ中的電場(chǎng)強(qiáng)度最小時(shí)，小球做直線運(yùn)動(dòng)，此時(shí)受力如圖b所示(電場(chǎng)力方
圖b
小球做勻加速直線，由圖知cos 37=，得E2=，方向與x軸正方向成53角向上。
(4)小球在區(qū)域Ⅱ內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，所以
mg=qE3，得E3=，因小球恰好不從右邊界穿出，小球運(yùn)動(dòng)軌跡如圖c所示，
由(3)知F=mgsin 37，即a=gsin 37，
由運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律知(2v0)2-v=2aOC，
解得OC=，
由幾何關(guān)系知=tan 37，得r=，
由洛倫茲力提供向心力知B2q2v0=m，
聯(lián)立得B2=。
圖c
答案 (1)正電 (2)(3) 與x軸正方向成53角向上 (4)
帶電粒子在疊加場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的處理方法
(1)弄清疊加場(chǎng)的組成特點(diǎn)。
(2)正確分析帶電粒子的受力及運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)。
3)畫出粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡，靈活選擇不同的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。
①若只有兩個(gè)場(chǎng)且正交，合力為零，則表現(xiàn)為勻速直線運(yùn)動(dòng)或靜止。例如電場(chǎng)與磁場(chǎng)滿足qE=qvB;重力場(chǎng)與磁場(chǎng)中滿足mg=qvB;重力場(chǎng)與電場(chǎng)中滿足mg=qE。
②若三場(chǎng)共存時(shí)，合力為零，粒子做勻速直線運(yùn)動(dòng)，其中洛倫茲力F=qvB的方向與速度v垂直。
③若三場(chǎng)共存時(shí)，粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則有mg=qE，粒子在洛倫茲力作用下做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，即 qvB=。
帶電粒子在組合場(chǎng)提升練習(xí)題及答案的內(nèi)容就是這些，物理網(wǎng)預(yù)祝廣大考生金榜題名。
本文來(lái)自：逍遙右腦記憶 http://portlandfoamroofing.com/gaosan/706703.html
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