2011-2018年高考真题物理试题分类汇编：带电粒子在电磁场中的运动（精编+解析版）

2011-2018年高考真题物理试题分类汇编：带电粒子在电磁场

中的运动

试题部分

1.2017年天津卷11．（18分）平面直角坐标系xOy中，第Ⅰ象限存在垂直于平面向里的匀强磁场，第Ⅲ现象存在沿y轴负方向的匀强电场，如图所示。一带负电的粒子从电场中的Q点以速度v0沿x轴正方向开始运动，Q点到y轴的距离为到x

y 轴距离的2倍。粒子从坐标原点O离开电场进入电场，最终从x

B 轴上的P点射出磁场，P点到y轴距离与Q点到y轴距离相等。不计粒子重力，为： x O （1）粒子到达O点时速度的大小和方向； P （2）电场强度和磁感应强度的大小之比。 Q v0

2. 2014年物理海南卷

14．如图，在x轴上方存在匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向外；在x轴下方存在匀强电场，电场方向与xoy平面平行，且与x轴成450夹角。一质量为m、电荷量为q（q＞0）的粒子以速度v0从y轴上P点沿y轴正方向射

y 出，一段时间后进入电场，进入电场时的速度方向与电场方

向相反；又经过一段时间T0，磁场方向变为垂直纸面向里，B 大小不变，不计重力。

P （1）求粒子从P点出发至第一次到达x轴时所需的时间； （2）若要使粒子能够回到P点，求电场强度的最大值。 x O

E

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2. 2014年理综大纲卷25．(20 分)

如图，在第一象限存在匀强磁场，磁感应强度方向垂直于纸面(xy平面)向外；在第四象限存在匀强电场，方向沿x轴负向。在y轴正半轴上某点以与x轴正

y v0 向平行、大小为v0的速度发射出一带正电荷的粒子，该粒子在(d，0)点沿垂直于x轴的方向进人电场。不计重力。若该粒子离开电

x 场时速度方向与y轴负方向的夹角为θ，求：

O (d, 0) ⑴电场强度大小与磁感应强度大小的比值；

⑵该粒子在电场中运动的时间。

4. 2011年理综全国卷

25．（19分）如图，与水平面成45°角的平面MN将空间分成I和II两个区域。一质量为m、电荷量为q（q>0）的粒子以速度v0从平面MN上的P0点水平向右射入I区。粒子在I区运动时，只受到大小不变、方向竖直向下的电场作用，电场强度大小为E；在II区运动时，只受到匀强磁场的作用，磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向里。求粒子首次从II区离开时到出发点P0的距离。粒子的重力可以忽略。

5.2013年四川卷

11．如图所示，竖直平面（纸面）内有直角坐标系xOy，x轴沿水平方向。在x≤0的区域内存在方向垂直于纸面向里，磁感应强度大小为B1的匀强磁场。在第二象限紧贴y轴固定放置长为l、表面粗糙的不带电绝缘平板，平板平行于x轴且与x轴相距h。在第一象限内的某区域存在方向相互垂直的匀强磁场（磁感应强度大小为B2、方向垂直于纸面向外）和匀强电场（图中未画出）。一质量为m、不带电的小球Q从平板下侧A点沿x轴正向抛出；另一质量也为m、带电量为q的小球P从A点紧贴平板沿x轴正向运动，变为匀速运动后从y轴上的D点进入电磁场区域做匀速圆周运动，经1/4圆周离开电磁场区域，沿y轴负方向运动，然后从x轴上的K点进入第四象限。小球P、Q相遇在第四象限的某一点，且竖直方向速度相同。设运动过程中小球P电量不变，小球P和Q始终在纸面内运动且均看作质点，

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M P0 Ⅱ v0 E

Ⅰ B× N 重力加速度为g。求：

（1）匀强电场的场强大小，并判断P球所带电荷的正负；

（2）小球Q的抛出速度v0的取值范围； （3）B1是B2的多少倍？

A P l Q v0 h O B1 y D K x 6. 2014年理综重庆卷 9．（18分）如题9图所示，在无限长的竖直边界NS和MT间充满匀强电场，同时该区域上、下部分分别充满方向垂直于NSTM平面向外和向内的匀强磁场，磁感应强度大小分别为B和2B，KL为上下磁场的水平分界线，在NS和MT边界

N M

上，距KL高h处分别有P、Q两点，NS和MT间距为1.8h。1.8h 质量为m、带电量为+q的粒子从P点垂直于NS边界射入该区

P Q 域，在两边界之间做圆周运动，重力加速度为g。

B （1）求该电场强度的大小和方向。

h （2）要使粒子不从NS边界飞出，求粒子入射速度的最小值。 （3）若粒子能经过Q点从MT边界飞出，求粒子入射速度的L

K 所有可能值。

2B

S T

题9图

7.2015年理综天津卷12、（20分）现代科学仪器常利用电场、磁场控制带电粒子的运动。真空中存在着如图所示的多层紧密相邻的匀强电场和匀强磁场，电场和磁场的宽度均为d。电场强度为E，方向水平向右；磁感应强度为B，方向垂直纸面向里。电场、磁场的边界互相平行且与电场方向垂直，一个质量为m、电荷量为q的带正电粒子在第1层电场左侧边界某处由静止释放，粒子始终在电场、磁场中运动，不计粒子重力及运动时的电磁辐射

（1）求粒子在第2层磁场中运动时速度v2的大小

第1层 第2层 第n层 与轨迹半径r2；

（2）粒子从第n层磁场右侧边界穿出时，速度的

方向与水平方向的夹角为θn，试求sinθn； （3）若粒子恰好不能从第n层磁场右侧边界穿出，q 试问在其他条件不变的情况下，也进入第n层磁场，

…… ……

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但比荷较该粒子大的粒子能否穿出该层磁场右侧边界，请简要推理说明之。

8.2015年理综重庆卷9．（18分）题9图为某种离子加速器的设计方案。两个半圆形金属盒内存在相同的垂直于纸面向外的匀强磁场。其中MN和M' N'是间距为h的两平行极板，其上分别有正对的两个小孔O和O'，

O' N'= ON=d，P为靶点，O' P=kd（k为大于1的整数）.

kd M′ O′ N′ P 极板间存在方向向上的匀强电场，两极板间电压为U. 质

h M O N 量为m、带电量为q的正离子从O点由静止开始加速，

d 经O' 进入磁场区域。当离子打到极板上O' N'区域（含N' 点）或外壳上时将会被吸收。两虚线之间的区域无电场和磁场存在，离子可匀速穿过。忽略相对论效应和离子

题9图 所受的重力。求：

（1）离子经过电场仅加速一次后能打到P点所需的磁感应强度大小； （2）能使离子打到P点的磁感应强度的所有可能值；

（3）打到P点的能量最大的离子在磁场中运动的时间和在电场中运动的时间。

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9.2016年江苏卷15．（16分）回旋加速器的工作原理如图15-1所示，置于真空中的D形金属盒半径为R，两盒间狭缝的间距为d，磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直，被加速粒子的质量为m，电荷量为+q，加在狭缝间的交变电压如图15-2所示，电压值的大小为U0.

2?m。

周期T?,一束该种粒子

qBT

在t=0～时间内从A处均匀地

2

飘入狭缝，其初速度视为零。现考虑粒子在狭缝中的运动时间，假设能够出射的粒子每次经过狭缝均做加速运动，不考虑粒子间的相互作用。求： (1)出射粒子的动能Em；

(2)粒子从飘入狭缝至动能达到Em所需的总时间t0；

(3)要使飘入狭缝的粒子中有超过99%能射出，d应满足的条件。

10.2016年四川卷11.（19分）如图所示，图面内有竖直线DD＇，过DD＇且垂直于图面的平面将空间分成Ⅰ、Ⅱ两区域。区域Ⅰ有方向竖直向上的匀强电场和方向垂直图面的匀强磁场B（图中未画出）；区域II有固定在水平面上高

D Ⅱ A h H C d R O A M U0 UMN

O N – U0 UMN 32T T 2t 1T T 2图15-1 图15-2 h?2l、倾角??π/4的光滑绝缘斜面，斜面顶端

与直线DD＇距离s?4l，区域Ⅱ可加竖直方向的大小不同的匀强电场（图中未画出）；C点在DD＇上，距地面高H?3l。零时刻，质量为m、带电荷量为q的小球P在K点具有大小v0?Ⅰ K θ P v0 E1 gl、方向与水平面夹角??π/3的速度，在区域Ⅰ内做半径r?3l/π的匀速圆周运动，经C点水平进入区

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