高考物理带电粒子在磁场中的运动习题知识点及练习题及答案.pdf

高考物理带电粒子在磁场中的运动习题知识点及练习题及答案

一、带电粒子在磁场中的运动压轴题

1.如图所示两条竖直长虚线所夹的区域被线段MN分为上、下两部分上部分的电场方

向竖直向上下部分的电场方向竖直向下两电场均为匀强电场且电场强度大小相同。挡

板PQ垂直MN放置挡板的中点置于N点。在挡板的右侧区域存在垂直纸面向外的匀强

磁场。在左侧虚线上紧靠M的上方取点A,一比荷幺=5xlO5c/kg的带正电粒子从A点

m

以Vo=2xlO3m/s的速度沿平行MN方向射入电场该粒子恰好从P点离开电场经过磁场

的作用后恰好从Q点回到电场。已知MN、PQ的长度均为L=0.5m,不考虑重力对带电粒

子的影响不考虑相对论效应。

⑴求电场强度E的大小；

⑵求磁感应强度B的大小；

⑶在左侧虚线上M点的下方取一点C,且CM=0.5m,带负电的粒子从C点沿平行MN方向

射入电场该带负电粒子与上述带正电粒子除电性相反外其他都相同。若两带电粒子经过

磁场后同时分别运动到Q点和P点求两带电粒子在A、C两点射入电场的时间差。

2

【答案】⑴16N/C(2)1.610-T(3)3.9x10匕

【解析】

【详解】

(1)带正电的粒子在电场中做类平抛运动有：L=vt

o

L_\qE2

2~2~^

解得E=16N/C

a_%

(2)设带正电的粒子从P点射出电场时与虚线的夹角为立则：=西

m

可得。=45。粒子射入磁场时的速度大小为v=V2vo

2

粒子在磁场中做匀速圆周运动：qvB=in—

r

由几何关系可知厂=走心

2

2

解得B=1.610T

H

(3)两带电粒子在电场中都做类平抛运动运动时间相同；两带电粒子在磁场中都做匀速

圆周运动带正电的粒子转过的圆心角为孚带负电的粒子转过的圆心角为石；两带电

粒子在AC两点进入电场的时间差就是两粒子在磁场中的时间差；

~2万「271m

若带电粒子能在匀强磁场中做完整的圆周运动则其运动一周的时间/=—=—T-：

vqB

3

带正电的粒子在磁场中运动的时间为：4=-T=5.910-4S；

带负电的粒子在磁场中运动的时间为：t,=-T=2.0xl0^s

~4