高考物理答题模板《粒子在有界磁场中运动》高频试题强化练习（2018年最新版） - 高考物理题库

高考物理答题模板《粒子在有界磁场中运动》高频试题强化练习（2018年最新版）(八)

2018-10-10 23:58:16 【大中小】

1、选择题如图所示，某种带电粒子由静止开始经电压为U1的电场加速后，射入水平放置、电势差为U2的两块导体板间的匀强电场中，带电粒子沿平行于两板的方向从两板正中间射入，穿过两板后又垂直于磁场方向射入边界线竖直的匀强磁场中，则粒子射入磁场和射出磁场的M、N两点间的距离d随着U1和U2的变化情况为（不计重力，不考虑边缘效应）

A．d随U1变化，d与U2无关
B．d与U1无关， d随U2变化
C．d随U1、U2变化
D．d与U1无关，d与U2无关

参考答案：A

本题解析：根据动能定理，在加速电场中有，得，
带电粒子在偏转电场中水平方向上做匀速直线运动，竖直方向上做匀加速直线运动，设出射速度与水平夹角为θ，则有：，而在磁场中做匀速圆周运动，设运动轨迹对应的半径为R，根据几何关系可得，半径与直线MN夹角正好等于θ，则有：所以，又因为半径公式，则有．故d随变化，d与无关，故A正确。
考点：考查了带电粒子在电场中的加速和偏转

本题难度：困难

2、选择题如图所示，带负电的粒子g（不计重力），水平向左进人匀强磁场，磁场方向垂直纸面向外．该粒子将（　　）
A．向下偏转
B．向上偏转
C．垂直纸面向里偏转
D．垂直纸面向外偏转

参考答案：粒子带负电，向左移动，根据左手定则，洛伦兹力向下，故带电粒子向下偏转且做圆周运动；
故选A．

本题解析：

本题难度：一般

3、计算题如图所示是研究光电效应现象的实验电路，、为两正对的圆形金属板，两板间距为，板的半径为，且。当板正中受一频率为的细束紫外线照射时，照射部位发射沿不同方向运动的光电子，形成光电流，从而引起电流表的指针偏转。已知普朗克常量h、电子电荷量e、电子质量m。

（1）若闭合开关S，调节滑片P逐渐增大极板间电压，可以发现电流逐渐减小。当电压表示数为时，电流恰好为零。求：
①金属板N的极限频率；
②将图示电源的正负极互换，同时逐渐增大极板间电压，发现光电流逐渐增大，当电压达到之后，电流便趋于饱和。求此电压。
（2）开关S断开，在MN间加垂直于纸面的匀强磁场，逐渐增大磁感应强度，也能使电流为零，求磁感应强度B至少为多大时，电流为零。

参考答案：（1）① ② （2）

本题解析：（1）①据题意，由光电效应方程得到：
①
据电场力做负功，刚好等于动能变化，有：
②
极限频率为：
③
④
②当电源正负极互换后，在电场力作用下，电子飞到极板M上，且电压越大，飞到该极板上的光电子数量越多，当所有光电子飞到该极板时，电流达到饱和，此时飞得最远的光电子可以近似看出类平抛运动，则有：
⑤
⑥
⑦
⑧
⑨
（2）当在MN间加有匀强磁场，在磁场力作用下，光电子做匀速圆周运动，当运动半径最大的光电子的半径等于d/2，则光电子到达不了极板M，那么就可以使电流为0，则有：
⑩
⑾
⑿
考点：本题考查光电效应、类平抛运动和匀速圆周运动。