专题18 带电粒子在复合场运动-2021年高考高三一模物理试题汇编（解析版）

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2021 年高考高三一模物理试题汇编
专题 18 带电粒子在复合场运动
1、（2021·安徽省马鞍山市高三一模）在如图所示的平面直角坐标系中，第二象限内存在磁感应强度为
B1的匀强磁场，方向垂直于 xOy 平面向外；第一象限某矩形区域内存在磁感应强度 B2=0.4T 的匀强磁场，
方向垂直于 xOy 平面向外。一个比荷为 的带正电的粒子从点 P（-10cm，0）发射进入第
二象限，其速度 ，方向垂直于磁场 B1且与 x轴负方向夹角为 30°；后从 Q点以垂直 y轴
方向直接进入第一象限内的矩形磁场区域，再经 M点以垂直 x轴方向进入第四象限；整个第四象限存在大
小、方向均未知的匀强电场，粒子经过该电场偏转后从 N点进入无电场、磁场的第三象限区域，最终回到
P点的速度与发射速度相同，不考虑粒子的重力。求：
(1)第二象限内磁场的磁感应强度 B1的大小；
(2)粒子在矩形匀强磁场中的运动时间 t和该磁场区域的最小面积 S；
(3)第四象限内匀强电场场强 E的大小。
【答案】(1) ；(2) ； ；(3)
【解析】
(1)如图由几何关系，粒子在第二象限圆周运动的半径为 r1
①
洛伦兹力提供向心力
②
联立①②，解得
(2)粒子在第一象限中的运动
③
④
联立③④，解得
(3)粒子在第三象限中做匀速直线运动，如图 NP连线方向与发射速度方向一致，则
设电场强度水平向左分量大小为 Ex、竖直向上分量大小为 Ey。对 M→N过程
两个分场强矢量合成得
2、（2021·安徽省黄山市高三第一次质检）如图所示，在真空中沿竖直方向分布着许多足够大的、水平
放置的金属网（厚度不计），编号为 1，2，3，……，相邻的网间距离都为 。金属网间存在方向
竖直（交替反向）的匀强电场，场强大小为 。一质量 、电量 的带
正电微粒，在 时从 1号金属网处由静止释放开始运动，若微粒经过任意金属网时都能从网孔中无机械
能损失的自由穿过。重力加速度 。
(1)求微粒穿过 3号金属网时的速度大小及从 1号到 3号金属网所用的时间。
(2)若维持电场不变，在 2~3、4~5、6~7、……网间再加上磁感应强度 、方向垂直于纸面向里的匀
强磁场（图中未画出），仍让微粒从 1号金属网处静止释放，求微粒穿过 3号金属网时的速度大小及从 1
号到 3号金属网所用的时间。
(3)保持(2)中条件不变，求该微粒可到达的金属网的编号最大值。
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