2019屆高中物理二輪復(fù)習(xí) 熱點(diǎn)題型專練 專題8.3 帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)(含解析)

上傳人:Sc****h 文檔編號(hào):100058420 上傳時(shí)間:2022-06-02 格式:DOC 頁(yè)數(shù):8 大?。?.12MB
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2019屆高中物理二輪復(fù)習(xí) 熱點(diǎn)題型專練 專題8.3 帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)(含解析)_第1頁(yè)
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1、專題8.3帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中運(yùn)動(dòng) 1.有一個(gè)帶電荷量為+q、重力為G的小球,從兩豎直的帶電平行板上方h處自由落下,兩極板間另有勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,方向如圖所示,則帶電小球通過(guò)有電場(chǎng)和磁場(chǎng)的空間時(shí),下列說(shuō)法正確的是 (  ) A.一定做曲線運(yùn)動(dòng) B.不可能做曲線運(yùn)動(dòng) C.有可能做勻加速運(yùn)動(dòng) D.有可能做勻速運(yùn)動(dòng) 答案:A 解析:由于小球在下落過(guò)程中速度變化,洛倫茲力會(huì)變化,小球所受合力變化,故小球不可能做勻速或勻加速運(yùn)動(dòng),B、C、D錯(cuò),A正確。 2.如圖所示,從S處發(fā)出的熱電子經(jīng)加速電壓U加速后垂直進(jìn)入相互垂直的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,發(fā)現(xiàn)電子流向上極板偏轉(zhuǎn),不考慮電

2、子本身的重力。設(shè)兩極板間電場(chǎng)強(qiáng)度為E,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。欲使電子沿直線從電場(chǎng)和磁場(chǎng)區(qū)域通過(guò),只采取下列措施,其中可行的是 (  ) A.適當(dāng)減小電場(chǎng)強(qiáng)度E B.適當(dāng)減小磁感應(yīng)強(qiáng)度B C.適當(dāng)增大加速電場(chǎng)的寬度 D.適當(dāng)減小加速電壓U 答案:A 3.如圖所示,在勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)共存的區(qū)域內(nèi),電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)為E,方向豎直向下,磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,方向垂直紙面向里,一質(zhì)量為m的帶電粒子,在場(chǎng)區(qū)內(nèi)的一豎直平面做勻速圓周運(yùn)動(dòng),則可判斷該帶電質(zhì)點(diǎn) (  ) A.帶有電量為的正電荷 B.沿圓周逆時(shí)針運(yùn)動(dòng) C.運(yùn)動(dòng)的角速度為 D.運(yùn)動(dòng)的速率為 答案:C 4.如圖所示,某種帶電

3、粒子由靜止開(kāi)始經(jīng)電壓為U1的電場(chǎng)加速后,射入兩水平放置、電勢(shì)差為U2的兩導(dǎo)體板間的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,帶電粒子沿平行于兩板的方向從兩板正中間射入,穿過(guò)兩板后又垂直于磁場(chǎng)方向射入邊界線豎直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,則粒子射入磁場(chǎng)和射出磁場(chǎng)的M、N兩點(diǎn)間的距離d隨著U1和U2的變化情況為(不計(jì)重力,不考慮邊緣效應(yīng)) (  ) A.d隨U1變化,d與U2無(wú)關(guān) B.d與U1無(wú)關(guān),d隨U2變化 C.d隨U1變化,d隨U2變化 D.d與U1無(wú)關(guān),d與U2無(wú)關(guān) 答案:A 解析:設(shè)帶電粒子剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度為v,與水平方向夾角為θ。粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)過(guò)程,qvB=m,R=,M、N兩點(diǎn)間距離d=2Rcosθ==。對(duì)粒

4、子在加速電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)過(guò)程:qU=mv,聯(lián)立可看出d隨U1變化,與U2無(wú)關(guān)。 5.如圖所示的虛線區(qū)域內(nèi),充滿垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)和豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)。一帶電粒子a(不計(jì)重力)以一定的初速度由左邊界的O點(diǎn)射入磁場(chǎng)、電場(chǎng)區(qū)域,恰好沿直線由區(qū)域右邊界的O′(圖中未標(biāo)出)穿出,若撤去該區(qū)域內(nèi)的磁場(chǎng)而保留電場(chǎng)不變,另一個(gè)同樣的粒子b(不計(jì)重力)仍以相同初速度由O點(diǎn)射入,從區(qū)域右邊界穿出,則粒子b (  ) A.穿出位置一定在O′點(diǎn)下方 B.穿出位置一定在O′點(diǎn)上方 C.運(yùn)動(dòng)時(shí),在電場(chǎng)中的電勢(shì)能一定減小 D.在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí),動(dòng)能一定減小 答案:C 增大,故C項(xiàng)正確,D項(xiàng)錯(cuò)誤。

5、14.如圖所示,空間存在互相垂直的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng),圖中虛線為勻強(qiáng)電場(chǎng)的等勢(shì)線,一不計(jì)重力的帶電粒子在M點(diǎn)以某一初速度垂直等勢(shì)線進(jìn)入正交電磁場(chǎng)中,運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示(粒子在N點(diǎn)的速度比在M點(diǎn)的速度大).則下列說(shuō)法正確的是(  ) A.粒子一定帶正電 B.粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡一定是拋物線 C.電場(chǎng)線方向一定垂直等勢(shì)面向左 D.粒子從M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)的過(guò)程中電勢(shì)能增大 15.如圖所示,空間存在水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng)和垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),電場(chǎng)和磁場(chǎng)相互垂直.在電磁場(chǎng)區(qū)域中,有一個(gè)光滑絕緣圓環(huán),環(huán)上套有一個(gè)帶正電的小球.O點(diǎn)為圓環(huán)的圓心,a、b、c為圓環(huán)上的三個(gè)點(diǎn),a點(diǎn)為最高點(diǎn),c點(diǎn)為最低點(diǎn)

6、, bd沿水平方向.已知小球所受電場(chǎng)力與重力大小相等.現(xiàn)將小球從環(huán)的頂端a點(diǎn)由靜止釋放,下列判斷正確的是(  ) A.當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)到c點(diǎn)時(shí),洛倫茲力最大 B.小球恰好運(yùn)動(dòng)一周后回到a點(diǎn) C.小球從a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn),重力勢(shì)能減小,電勢(shì)能減小 D.小球從b點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到c點(diǎn),電勢(shì)能增大,動(dòng)能增大 16.(多選)如圖所示,空間同時(shí)存在豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)和勻強(qiáng)電場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,電場(chǎng)強(qiáng)度為E.一質(zhì)量為m,電量為q的帶正電小球恰好處于靜止?fàn)顟B(tài),現(xiàn)在將磁場(chǎng)方向順時(shí)針旋轉(zhuǎn)30°,同時(shí)給小球一個(gè)垂直磁場(chǎng)方向斜向下的速度v,則關(guān)于小球的運(yùn)動(dòng),下列說(shuō)法正確的是(  ) A.小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)

7、B.小球運(yùn)動(dòng)過(guò)程中機(jī)械能守恒 C.小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)電勢(shì)能增加了 D.小球第一次運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)歷時(shí) 【答案】AD 【解析】小球在復(fù)合電磁場(chǎng)中處于靜止?fàn)顟B(tài),只受兩個(gè)力作用,即重力和電場(chǎng)力且兩者平衡.當(dāng)把磁場(chǎng)順時(shí)針?lè)较騼A斜30°,且給小球一個(gè)垂直磁場(chǎng)方向的速度v,則小球受到的合力就是洛倫茲力,且與速度方向垂直,所以帶電粒子將做勻速圓周運(yùn)動(dòng),選項(xiàng)A正確.由于帶電粒子在垂直于紙面的傾斜平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受到電場(chǎng)力要做功,所以機(jī)械能不守恒,選項(xiàng)B錯(cuò)誤.電場(chǎng)力從開(kāi)始到最低點(diǎn)克服電場(chǎng)力做功為W=EqRsin 30°=mg××=,所以電勢(shì)能的增加量為,選項(xiàng)C錯(cuò)誤.小球第一次運(yùn)動(dòng)到低點(diǎn)的時(shí)間

8、為T=,所以選項(xiàng)D正確.故選AD. 16.如圖所示為研究某種帶電粒子的裝置示意圖,粒子源射出的粒子束以一定的初速度沿直線射到熒光屏上的O點(diǎn),出現(xiàn)一個(gè)光斑.在垂直于紙面向里的方向上加一磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)后,粒子束發(fā)生偏轉(zhuǎn),沿半徑為r的圓弧運(yùn)動(dòng),打在熒光屏上的P點(diǎn),然后在磁場(chǎng)區(qū)域再加一豎直向下,場(chǎng)強(qiáng)大小為E的勻強(qiáng)電場(chǎng),光斑從P點(diǎn)又回到O點(diǎn),關(guān)于該粒子(不計(jì)重力),下列說(shuō)法正確的是(  ) A.粒子帶負(fù)電 B.初速度為v= C.比荷為= D.比荷為= 17.據(jù)報(bào)道,我國(guó)實(shí)施的“雙星”計(jì)劃發(fā)射的衛(wèi)星中放置了一種“磁強(qiáng)計(jì)”,用于測(cè)定地磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度等研究項(xiàng)目.磁強(qiáng)計(jì)的原理

9、如圖所示:電路中有一段金屬導(dǎo)體,它的橫截面是寬為a、高為b的長(zhǎng)方形,放在沿y軸正方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,導(dǎo)體中通有沿x正方向、大小為I的電流.已知金屬導(dǎo)體單位體積中的自由電子數(shù)為n,電子電量為e.金屬導(dǎo)電過(guò)程中,自由電子做定向移動(dòng)可視為勻速運(yùn)動(dòng).若測(cè)出金屬導(dǎo)體前后兩個(gè)側(cè)面間(z=a為前側(cè)面,z=0為后側(cè)面)的電勢(shì)差為U,那么(  ) A.前側(cè)面電勢(shì)高,B= B.前側(cè)面電勢(shì)高,B= C.后側(cè)面電勢(shì)高,B= D.后側(cè)面電勢(shì)高,B= 【答案】C 【解析】電子定向移動(dòng)形成電流,根據(jù)電流的方向得出電子定向移動(dòng)的方向,根據(jù)左手定則,判斷出電子的偏轉(zhuǎn)方向,在前后兩側(cè)面間形成電勢(shì)差,最終電子在電場(chǎng)力和

10、洛倫茲力的作用下平衡,根據(jù)平衡求出磁感應(yīng)強(qiáng)度的大?。娮佣ㄏ蛞苿?dòng)的方向沿x軸負(fù)向,所以電子向前側(cè)面偏轉(zhuǎn),則前側(cè)面帶負(fù)電,后側(cè)面失去電子帶正電,后側(cè)面的電勢(shì)較高,當(dāng)金屬導(dǎo)體中自由電子定向移動(dòng)時(shí)受洛倫茲力作用向前側(cè)面偏轉(zhuǎn),使得前后兩側(cè)面間產(chǎn)生電勢(shì)差,當(dāng)電子所受的電場(chǎng)力與洛倫茲力平衡時(shí),前后兩側(cè)面間產(chǎn)生恒定的電勢(shì)差.因而可得=Bev,q=n(abvt)e,I==neabv,由以上幾式解得磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=,故C正確. (1)因?yàn)椋?=2d所以R=2d。 第2秒內(nèi),僅有磁場(chǎng): qvB0=m=m。 第3秒內(nèi),僅有電場(chǎng):d=··()2。 所以=v。粒子帶正電,故磁場(chǎng)方向垂直紙面向外。

11、(2)Δt==×=·==·,Δt′==Δt。故第2個(gè)粒子擊中C點(diǎn)的時(shí)刻為(2+Δt)s。 23.如圖所示,一帶電粒子以某一速度在豎直平面內(nèi)做直線運(yùn)動(dòng),經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后進(jìn)入一垂直于紙面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)(圖中未畫出磁場(chǎng)區(qū)域),粒子飛出磁場(chǎng)后垂直電場(chǎng)方向進(jìn)入寬為L(zhǎng)的勻強(qiáng)電場(chǎng),電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E,方向豎直向上,當(dāng)粒子穿出電場(chǎng)時(shí)速度大小變?yōu)樵瓉?lái)的倍,已知帶電粒子的質(zhì)量為m,電量為q,重力不計(jì)。粒子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度如圖所示與水平方向60°角,試解答: (1)粒子帶什么性質(zhì)的電? (2)帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)速度多大? (3)圓形磁場(chǎng)區(qū)域的最小面積為多大? 答案:(1)負(fù)電 (2) (3) (3)如圖所示,帶電粒子在磁場(chǎng)中所受到洛倫茲力作為向心力, 設(shè)在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為R,圓形磁場(chǎng)區(qū)域的半徑為r, 8

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