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2018年高考理综物理电磁场压轴专项练习题集(二).pdf

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2018年高考理综物理电磁场压轴专项练习集(二) 1如. 图所示 ,平面直角坐标系xOy中,平行板电容器位于y轴左侧,其中线00与x轴重 合,y轴右侧存在一与y轴相切的圆形磁场区域,圆心。2在x轴上,PQ为与x轴垂直的直 径的两个端点,磁场方向垂直纸面向外,已知电容器两板长为L,两板间距为d,下板接 3 地,上板的电势随时间变化的关系如图所示,磁场区域的半径为己d.从t=0时刻开始,大 4 量的电荷量为q、 量为m的带负电粒子从Qi以速度V。沿x轴方向持续射入电场,粒子 在电场中的运动时间与电场的变化周期相等,发现t=0时刻射入的粒子恰由下板边缘飞 出,通过磁场后由P点离开,求: (1) Uo的值; (2) 磁场的磁感应强度Bo的值; (3) 将磁场的磁感应强度变为冬,请确定在磁场中运动时间最长的粒子进入磁场时位置 2 的横坐标. 2一. 足够长的条状区域内存在匀强电场和匀强磁场 ,其在xoy平面内的截面如图所示:中 间是磁场区域,其边界与y轴垂直,宽度为Z,磁感应强度的大小为B,方向垂直于xoy平 面;磁场的上、下两侧为电场区域,宽度均为 「,电场强度的大小均为E,方向均沿x轴正 方向;M、N为条形区域边界上的两点,它们的连线与y轴平行。一带正电的粒子以某一 速度从M点沿y轴正方向射入电场,经过一段时间后恰好以从M点入射的速度从N点沿y 轴正方向射出。不计重力。 (1) 定性画出该粒子在电磁场中运动的轨迹; (2) 求该粒子从M点射入时速度的大小; (3) 若该粒子进入磁场时的速度方向恰好与x轴正方向的夹角为;,求该粒子的比荷及 6 其从M点运动到N点的时间。 O 3. 谱仪是一种测定带电粒子 量和分析同位素的重要工具 ,原理如图所示是 谱仪的工 作原理示意图。离子从容器A下方的狭缝Si飘入 (初速度视为零)电压为U的加速电场区, 加速后再通过难过狭缝S2后再从S3垂直于磁场边界射入偏转磁场,该偏转磁场是一个以直 线MN为上边界、方向垂直于纸面向里的匀强磁场,磁场的磁感应强度为B。离子经偏转 磁场后,最终到达照相底片D上,不考虑离子间的相互作用。 U : S rlf 0 M—pa— I II I I I I x »x X X X X X * X R \ / /• X ¥:•. X X *・ X .灰 X XXX XXX (1) 若离子的电荷量为q,它最终打在照相底片D上的位置到狭缝S3的距离为d,求离子的 量m ; (2) 若容器A中有大量入 (1)中所述粒子,它们经过电场加速后由狭缝进入磁场时,可认 为速度大小相等,但速度方向并不都严格垂直于边界MN,其中偏离垂直于MN方向的最大 偏角为0 ,则照相底片D上得到的谱线的宽度Ax为多少? (3) 若容器A中有电荷量相同的铜63和铜65两种离子,它们经电场加速后垂直于MN进入 磁场中会发生分离,但实际工作时加速电压的大小会在t ±AC ;范围内微小变化。为使 这两种离子将来打在照相底片上的区域不发生交叠,詈应小于多少?(结果用百分数表 示,保留两位有效数字) 4真. 空管道超高速列车的动力系统是一种将电能直接转换成平动动能的装置 。图1是某种 动力系统的简化模型,图中粗实线表示固定在水平面上间距为/的两条平行光滑金属导 轨,电阻忽略不计,泌和cd是两根与导轨垂直,长度均为Z,电阻均为R的金属棒,通过 绝缘材料固定在列车底部,并与导轨良好接触,其间距也为/,列车的总 量为所。列车启 动前,沥、cd处于磁感应强度为3的匀强磁场中,磁场方向垂直于导轨平面向下,如图1 所示,为使列车启动,需在M、N间连接电动势为E的直流电源,电源内阻及导线电阻忽 略不计,列车启动后电源自动关闭。 M M N M X X X X
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