素养培优2 带电粒子在复合场中的运动-高考物理二轮复习
试卷更新日期：2026-03-12 类型：二轮复习
一、培优一 带电粒子在组合场中的运动
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1. 如图，真空中两个足够大的平行金属板M、N水平固定，间距为d ， M板接地。M板上方整个区域存在垂直纸面向里的匀强磁场。M板O点处正上方P点有一粒子源，可沿纸面内任意方向发射比荷、速度大小均相同的同种带电粒子。当发射方向与OP的夹角θ＝60°时，粒子恰好垂直M板穿过Q点处的小孔。已知OQ＝3L ， 初始时两板均不带电，粒子碰到金属板后立即被吸收，电荷在金属板上均匀分布，金属板电量可视为连续变化，不计金属板厚度、粒子重力及粒子间的相互作用，忽略边缘效应。下列说法正确的是（ ）
A、粒子一定带正电 B、若间距d增大，则板间所形成的最大电场强度减小 C、粒子打到M板上表面的位置与O点的最大距离为7L D、粒子打到M板下表面的位置与Q点的最小距离为d2. 如图所示，两平行虚线MN、PQ间无磁场。MN左侧区域和PQ右侧区域内均有垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小分别为B和2B。一质量为m、电荷量为q的带正电粒子从MN左侧O点以大小为v0的初速度射出，方向平行于MN向上。已知O点到MN的距离为 ， 粒子能回到O点，并在纸面内做周期性运动。不计重力，求：
(1)、粒子在MN左侧区域中运动轨迹的半径。(2)、粒子在第一次和第二次经过PQ时位置的间距。(3)、粒子的运动周期。二、培优二 带电粒子在叠加场中的运动
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3. 磁屏蔽技术可以降低外界磁场对屏蔽区域的干扰。如图所示，x≥0区域存在垂直Oxy平面向里的匀强磁场，其磁感应强度大小为B1（未知）。第一象限内存在边长为2L的正方形磁屏蔽区ONPQ ， 经磁屏蔽后，该区域内的匀强磁场方向仍垂直Oxy平面向里，其磁感应强度大小为B2（未知），但满足0＜B2＜B1。某质量为m、电荷量为q（q＞0）的带电粒子通过速度选择器后，在Oxy平面内垂直y轴射入x≥0区域，经磁场偏转后刚好从ON中点垂直ON射入磁屏蔽区域。速度选择器两极板间电压U、间距d、内部磁感应强度大小B0已知，不考虑该粒子的重力。(1)、求该粒子通过速度选择器的速率；(2)、求B1以及y轴上可能检测到该粒子的范围；(3)、定义磁屏蔽效率η＝×100％，若在Q处检测到该粒子，则η是多少？4. 如图，直流电源的电动势为E0 ， 内阻为r0 ， 滑动变阻器R的最大阻值为2r0 ， ②平行板电容器两极板水平放置，板间距离为d ， 板长为d ， 平行板电容器的右侧存在方向垂直纸面向里的匀强磁场③。闭合开关S，当滑片处于滑动变阻器中点时，质量为m的带正电粒子以初速度v0水平向右从电容器左侧中点a进入电容器，恰好从电容器下极板右侧边缘b点进入磁场 ， ①随后又从电容器上极板右侧边缘c点进入电容器，忽略粒子重力和空气阻力。
(1)、求粒子所带电荷量q；(2)、求磁感应强度B的大小；(3)、若粒子离开b点时，在平行板电容器的右侧再加一个方向水平向右的匀强电场 ， 场强大小为④ ， 求粒子相对于电容器右侧的最远水平距离xm。