高考物理试卷《电荷在电场中的偏转》试题特训（2019年最新版） - 高考物理题库

高考物理试卷《电荷在电场中的偏转》试题特训（2019年最新版）(二)

2019-06-29 05:34:15 【大中小】

1、计算题（8分）水平放置的两块平行金属板板长l＝5.0 cm，两板间距d＝1.0 cm，两板间电压为91V，且下板为正极板，一个电子，带电量，质量m=9.1×10－31kg，沿水平方向以速度v0＝2.0×107 m/s，从两板中间射入，并从电场的右端射出，如图所示，

求： (1)电子偏离金属板的侧位移是多少？
(2)电子飞出电场时的速度大小是多少？（保留两有效数字）

参考答案：(1)? (2)

本题解析：偏转问题的分析处理方法类似于平抛运动的分析处理，应用运动的合成和分解的方法。
（1）电子在电场中的加速度--------------------（1）?
侧位移即竖直方向位移---------------------（2）
因---------------------------------------------------------(3)?
?
（2）电子飞出电场时，水平分速度-------------------------（4）
竖直分速度---------------------------------------------------------（5）
则飞出电场时的速度为：
-------------------------------------------------------------（6）
联立（1）（2）(5)(6)代入数据可得
点评：中等难度。在分析解决带电粒子在电场中偏转的问题时，在力学中的很多规律、方法同样适用，如牛顿运动定律、动能定理、运动的合成与分解等，带电粒子在电场中偏转做类平抛运动。

本题难度：一般

2、计算题．如图所示，水平地面上方分布着水平向右的匀强电场．一“L”形的绝缘硬质管竖直固定在匀强电场中．管的水平部分长为l1＝0.2m，离水平地面的距离为h＝5.0m，竖直部分长为l2＝0.1m.一带正电的小球从管的上端口A由静止释放，小球与管间摩擦不计且小球通过管的弯曲部分(长度极短可不计)时没有能量损失，小球在电场中受到的静电力大小为重力的一半，求：

(1)小球运动到管口B时的速度大小；
(2)小球着地点与管的下端口B的水平距离．(g＝10m/s2)．

参考答案：(1)2.0m/s　(2)4.5m

本题解析：(1)在小球从A运动到B的过程中，对小球由动能定理有：mv－0＝mgl2＋F电l1，①
解得：vB＝②
代入数据可得：vB＝2.0m/s③
(2)小球离开B点后，设水平方向的加速度为a，位移为s，在空中运动的时间为t，
水平方向有：a＝，④
s＝vBt＋at2，⑤
竖直方向有：h＝gt2，⑥
由③～⑥式，并代入数据可得：s＝4.5m.

本题难度：一般

3、计算题如图所示，在xoy平面内第Ⅱ象限有沿y轴负方向的匀强电场，场强大小为N/C。y轴右侧有一个边界为圆形的匀强磁场区域，圆心O′位于x轴上，半径为r=0.02m，磁场最左边与y轴相切于O点，磁场方向垂直纸面向里。第Ⅰ象限内与x轴相距为m处，有一平行于x轴长为=0.04m的屏PQ，其左端P离y轴的距离为0.04m。一比荷为C/kg带正电的粒子，从电场中的M点以初速度m/s垂直于电场方向向右射出，粒子恰能通过y轴上的N点。已知M点到y轴的距离为s=0.01m，N点到O点的距离为 m，不计粒子的重力。求：

（1）粒子通过N点时的速度大小与方向；
（2）要使粒子打在屏上，则圆形磁场区域内磁感应强度应满足的条件；
（3）若磁场的磁感应强度为T，且圆形磁场区域可上下移动，则粒子在磁场中运动的最长时间。

参考答案：（1） m/s （2）（3）

本题解析：（1）设粒子通过N点时的速度为v，速度与竖直方向的夹角为θ，粒子进入电场后做类平抛运动有：
又由牛顿第二定律有：
代入数据解得 m/s

（2）由分析知粒子通过N点后将沿半径方向进入圆形磁场区域。
粒子垂直进入磁场做匀速圆周运动有：
粒子刚好打在P点时，磁感应强度最强设为，此时粒子的轨迹半径为
由几何关系有：
代入数据解得
粒子刚好打在Q点时，磁感应强度最弱设为，此时粒子的轨迹半径为
由几何关系有：
代入数据解得
综合得粒子要打在屏上磁感应强度满足：
（3）粒子的轨迹半径为 m
设粒子在磁场中做圆周运动的圆心角为α，弦长为，由几何关系有：
要使粒子在磁场中运动的时间最长，则    解得
设粒子在磁场中运动的周期为T有：s
粒子在磁场中运动的最长时间为： s

考点：带电粒子在电场及在磁场中的运动.