（通用版）2020高考物理三輪沖刺 高考熱點排查練熱點17 帶電粒子在復合場中的運動（含解析）

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1、熱點17帶電粒子在復合場中的運動1(2019貴州貴陽市一模)如圖1所示，在xOy平面(紙面)內(nèi)，存在一個半徑為R0.2m的圓形勻強磁場區(qū)域，磁感應強度大小為B1.0T，方向垂直紙面向里，該磁場區(qū)域的左邊緣與y軸相切于坐標原點O.在y軸左側(cè)0.1mx0的區(qū)域內(nèi)，存在沿y軸負方向的勻強電場(圖中未標出)，電場強度的大小為E1.0104N/C.一個質(zhì)量為m2.0109 kg、電荷量為q5.0105 C的帶正電粒子，以v05.0103 m/s的速度沿y軸正方向從P點射入勻強磁場，P點的坐標為(0.2m，0.2m)，不計粒子重力圖1(1)求該帶電粒子在磁場中做圓周運動的半徑；(2)求該帶電粒子離開電場時

2、的位置坐標；(3)若在緊靠電場左側(cè)加一垂直紙面的勻強磁場，該帶電粒子能回到電場，在粒子回到電場前瞬間，立即將原電場的方向反向，粒子經(jīng)電場偏轉(zhuǎn)后，恰能回到坐標原點O，求所加勻強磁場的磁感應強度大小答案(1)0.2m(2)(0.1m，0.05m)(3)4T解析(1)帶正電粒子在磁場中做勻速圓周運動，由牛頓第二定律有：qv0Bm解得：r0.2m(2)帶電粒子的運動軌跡如圖所示，由幾何關(guān)系可知，帶電粒子恰從O點沿x軸負方向進入電場，帶電粒子在電場中做類平拋運動，設粒子在電場中的加速度為a，到達電場邊緣時，豎直方向的位移為y，有：Lv0t，yat2由牛頓第二定律有：qEma聯(lián)立解得：y0.05m所以粒子

3、射出電場時的位置坐標為(0.1m，0.05m)(3)粒子離開電場時，沿電場方向的速度vyat解得：vy5.0103m/s則粒子射出電場時的速度：vv0設所加勻強磁場的磁感應強度大小為B1，粒子在磁場中做勻速圓周運動的半徑為r1，由幾何關(guān)系可知：r1m由牛頓第二定律有：qvB1m，聯(lián)立解得：B14T.2(2019陜西寶雞市高考模擬檢測(二)靜電噴漆技術(shù)具有效率高、質(zhì)量好等優(yōu)點，其裝置可簡化為如圖2甲所示A、B為水平放置的間距d1.6m的兩塊足夠大的平行金屬板，兩板間有方向由B指向A的E0.1V/m的勻強電場在A板的中央放置一個安全接地的靜電油漆噴槍P，油漆噴槍可向各個方向均勻地噴出初速度大小均為

4、v06.0 m/s的油漆微粒，已知油漆微粒的質(zhì)量均為m1.0105kg，帶負電且電荷量均為q1.0103C，不計油漆微粒間的相互作用以及油漆微粒對板間電場和磁場的影響，忽略空氣阻力，g取10m/s2，已知sin530.8，cos530.6.求：(計算結(jié)果保留一位小數(shù))圖2(1)油漆微粒落在B板上的最大面積；(2)若讓A、B兩板間的電場反向(如圖乙所示)，并在兩板間加垂直于紙面向里的勻強磁場，磁感應強度大小B0.06T，調(diào)節(jié)噴槍使油漆微粒只能在紙面內(nèi)沿各個方向噴出，其他條件不變B板被油漆微粒打中的區(qū)域的長度為多少；打中B板的油漆微粒中，在正交場中運動的最短時間為多少？答案(1)18.1m2(2)

5、1.6m0.31s解析(1)油漆微粒的加速度a根據(jù)運動學公式得dat2落在B板上油漆微粒區(qū)域的半徑xv0t落在B板上所形成的圓形區(qū)域面積Sx2聯(lián)立式并代入數(shù)據(jù)得S18.1m2(2)當電場反向后，由已知數(shù)據(jù)可知Eqmg油漆微粒做勻速圓周運動，運動軌跡如圖甲所示，洛倫茲力充當向心力Bqv0m水平向右射出的油漆微粒打在B板的右端a點，根據(jù)幾何關(guān)系RRcosdaC的長度aCRsin打在B板左端的油漆微粒為和板相切的微粒，同理求得bCaC油漆微粒打在極板上的長度abaCbC聯(lián)立式并代入數(shù)據(jù)得ab1.6m打在B板上的微粒中，最短的弦長PC對應的時間最短，如圖乙所示由幾何關(guān)系得sin運動的最短時間tminT微粒在磁場中運動的周期T由式代入數(shù)據(jù)解得tmin0.31s4