2012高考物理二轮专题训练12带电粒子在电、磁场中的运动(一)
1．示波器的示意图如图1所示，金属丝发射出来的电子被加速后从金属板的小孔穿出，进入偏转电场．电子在穿出偏转电场后沿直线前进，最后打在荧光屏上．设加速电压U1＝1640V，偏转极板长l＝4cm，偏转板间距d＝1cm，当电子加速后从两偏转板的中央沿板平行方向进入偏转电场．
图1
(1)偏转电压为多大时，电子束打在荧光屏上偏转距离最大？
(2)如果偏转板右端到荧光屏的距离L＝20cm，则电子束最大偏转距离为多少？
(3)电子打在荧光屏上的最大动能为多少？
2．如图2所示为研究电子枪中电子在电场中运动的简化模型示意图．在xOy平面的ABCD区域内，存在两个场强大小为E的匀强电场Ⅰ和Ⅱ，两电场的边界均是边长为L的正方形(不计电子所受重力)．
图2
(1)在该区域AB边的中点处由静止释放电子，求电子离开ABCD区域的位置．
(2)在电场Ⅰ区域内适当位置由静止释放电子，电子恰能从ABCD区域左下角D处离开，求所有释放点的位置．(3)若将左侧电场Ⅱ整体水平向右移动(n≥1)，仍使电子从ABCD区域左下角D处离开(D不随电场移动)，求在电场Ⅰ区域内由静止释放电子的所有位置．
3．(18分)如图3所示的直角坐标系中，第Ⅰ、Ⅳ象限内存在着垂直纸面向里的匀强磁场，在x＝－2L与y轴之间第Ⅱ、Ⅲ象限内存在大小相等、方向相反的匀强电场，场强方向如图所示．在A(－2L，L)到C(－2L,0)的连线上连续分布着电荷量为＋q、质量为m的粒子．从t＝0时刻起，这些带电粒子依次以相同的速度v沿x轴正方向射出．从A点射入的粒子刚好沿图3如图所示的运动轨迹从y轴上的A′(0，－L)沿x轴正方向穿过y轴．不计粒子重力及它们间的相互作用，不考虑粒子间的碰撞．
(1)求电场强度E的大小．
(2)在AC间还有哪些位置的粒子，通过电场后也能沿x轴正方向穿过y轴．
(3)若从A点射入的粒子，恰能垂直返回x＝－2L的线上，求匀强磁场的磁感应强度B．
4．(18分)如图4甲所示，xOy坐标系中，两平行极板MN垂直于y轴且N板与x轴重合，左端与坐标原点O重合，紧贴N板下表面有一长荧光屏，其右端与N板右端平齐，粒子打到屏上发出荧光，极板长度l＝0．08m，板间距离d＝0．09m，两板间加上如图乙所示的周期性电压，x轴下方有垂直于xOy平面向外、磁感应强度B＝0．2T的匀强磁场．在y轴的(0，d/2)处有一粒子源，沿两极板中线连续向右发射带正电的粒子，已知粒子比荷为＝5×107C/kg、速度v0＝8×105m/s，t＝0时刻射入板间的粒子恰好经N板右边缘射入磁场．(粒子重力不计)求：
甲乙
图4
(1)电压U0的大小；
(2)粒子射出极板时，出射点偏离入射方向的最小距离；
(3)荧光屏发光区域的坐标范围．
1．(1)205V(2)0055m(3)2788×10－16J
2．(1)位置坐标为(2)所求位置坐标满足xy＝(3)所求位置坐标满足xy＝L2(＋)
3．(1)(2)y＝L(n＝1,2,3，…)(3)(n＝1,2,3，…)
4．(1)216×104V(2)0015m(3)－4×10－2m≤x≤0
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