无锡新领航教育特供高考物理 模拟新题精选分类解析第7期专题20 带电粒子在交变电场交变.docx
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无锡新领航教育特供高考物理模拟新题精选分类解析第7期专题20带电粒子在交变电场交变
2013年高考物理模拟新题精选分类解析(第7期)专题20带电粒子在交变电场、交变磁场中的运动
1.(18分)(2013河南省开封市二模)高速电子束如果射入方向交替变化的磁场,可以使电子在磁场中摆动着前进,这就是电子激光器的原理。
平面坐标系xOy中(图甲),分布有方向交替变化的磁场。
磁场随x坐标变化的图线如图乙所示,每个磁场区域的宽度均为L=0.3m,磁场的磁感应强度大小B0=3.75×10-4T,规定磁场方向垂直纸面向里为正方向。
现将初速度为零的电子经电压U=4.5×103V的电场加速后,从坐标原点沿y轴正方向射入磁场。
电子电荷量e为1.6×10-19C,电子质量m取9.0×10-31kg,不计电子的重力,不考虑电子因高速运动而产生的影响。
求:
(1)电子从坐标原点进入磁场时速度的大小v1;
(2)电子通过x1=L、x2=2L时对应的纵坐标y1和y2。
(3)在甲图中选择合适
的
标度,画出x=0至x=4L区域内电子在磁场中运动的轨迹。
2.(15分)(2013黑龙江省牡丹江市联考)在坐标系xOy平面的第一象限内,有一磁场和竖直向下匀强电场。
场强大小E=0.5N/C,磁感应强度大小恒为B=5T,方向垂直于xOy平面,且随时间作周期性变化,如图所示,规定垂直xOy平面向里的磁场方向为正。
一质量为m=400g、带电量为q=8C的带负电小球,以初速度v0=5m/s从y轴上P点沿x
轴
正方向开始运动,已知P点到原点O的距离为h=8cm,不计磁场的变化可能产生的一切其它影响。
(取g=10m/s2)
(1)小球离开第一象限时的位置坐标。
(2)如果在小球下降的高度H=3cm后撤去电场,则小球到达x轴时速率(可以用根号表示)
分)
(2)在小球下降的高度H=3cm后撤去电场,此后小球受到重力和洛伦兹力,洛伦兹力不做功,由动能定理,mg(h-H)=
mv2-
mv02。
解得:
v=5
m/s。
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