2019屆高中物理二輪復習 熱點題型專練 專題8.3 帶電粒子在復合場中運動（含解析）

專題8.3帶電粒子在復合場中運動 1.有一個帶電荷量為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，兩極板間另有勻強磁場，磁感應強度為B，方向如圖所示，則帶電小球通過有電場和磁場的空間時，下列說法正確的是 ()A一定做曲線運動B不可能做曲線運動C有可能做勻加速運動D有可能做勻速運動答案：A解析：由于小球在下落過程中速度變化，洛倫茲力會變化，小球所受合力變化，故小球不可能做勻速或勻加速運動，B、C、D錯，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加速后垂直進入相互垂直的勻強電場和勻強磁場中，發(fā)現(xiàn)電子流向上極板偏轉，不考慮電子本身的重力。設兩極板間電場強度為E，磁感應強度為B。欲使電子沿直線從電場和磁場區(qū)域通過，只采取下列措施，其中可行的是 ()A適當減小電場強度EB適當減小磁感應強度BC適當增大加速電場的寬度D適當減小加速電壓U答案：A3如圖所示，在勻強電場和勻強磁場共存的區(qū)域內，電場的場強為E，方向豎直向下，磁場的磁感應強度為B，方向垂直紙面向里，一質量為m的帶電粒子，在場區(qū)內的一豎直平面做勻速圓周運動，則可判斷該帶電質點 ()A帶有電量為的正電荷B沿圓周逆時針運動C運動的角速度為D運動的速率為答案：C4如圖所示，某種帶電粒子由靜止開始經(jīng)電壓為U1的電場加速后，射入兩水平放置、電勢差為U2的兩導體板間的勻強電場中，帶電粒子沿平行于兩板的方向從兩板正中間射入，穿過兩板后又垂直于磁場方向射入邊界線豎直的勻強磁場中，則粒子射入磁場和射出磁場的M、N兩點間的距離d隨著U1和U2的變化情況為(不計重力，不考慮邊緣效應) ()Ad隨U1變化，d與U2無關Bd與U1無關，d隨U2變化Cd隨U1變化，d隨U2變化Dd與U1無關，d與U2無關答案：A解析：設帶電粒子剛進入磁場時的速度為v，與水平方向夾角為。粒子在磁場中運動過程，qvBm，R，M、N兩點間距離d2Rcos。對粒子在加速電場中運動過程：qUmv，聯(lián)立可看出d隨U1變化，與U2無關。5如圖所示的虛線區(qū)域內，充滿垂直于紙面向里的勻強磁場和豎直向下的勻強電場。一帶電粒子a(不計重力)以一定的初速度由左邊界的O點射入磁場、電場區(qū)域，恰好沿直線由區(qū)域右邊界的O(圖中未標出)穿出，若撤去該區(qū)域內的磁場而保留電場不變，另一個同樣的粒子b(不計重力)仍以相同初速度由O點射入，從區(qū)域右邊界穿出，則粒子b ()A穿出位置一定在O點下方B穿出位置一定在O點上方C運動時，在電場中的電勢能一定減小D在電場中運動時，動能一定減小 答案：C增大，故C項正確，D項錯誤。 14.如圖所示，空間存在互相垂直的勻強電場和勻強磁場，圖中虛線為勻強電場的等勢線，一不計重力的帶電粒子在M點以某一初速度垂直等勢線進入正交電磁場中，運動軌跡如圖所示(粒子在N點的速度比在M點的速度大)則下列說法正確的是()A粒子一定帶正電B粒子的運動軌跡一定是拋物線C電場線方向一定垂直等勢面向左D粒子從M點運動到N點的過程中電勢能增大15如圖所示，空間存在水平向左的勻強電場和垂直紙面向里的勻強磁場，電場和磁場相互垂直在電磁場區(qū)域中，有一個光滑絕緣圓環(huán)，環(huán)上套有一個帶正電的小球O點為圓環(huán)的圓心，a、b、c為圓環(huán)上的三個點，a點為最高點，c點為最低點， bd沿水平方向已知小球所受電場力與重力大小相等現(xiàn)將小球從環(huán)的頂端a點由靜止釋放，下列判斷正確的是()A當小球運動到c點時，洛倫茲力最大B小球恰好運動一周后回到a點C小球從a點運動到b點，重力勢能減小，電勢能減小D小球從b點運動到c點，電勢能增大，動能增大16(多選)如圖所示，空間同時存在豎直向上的勻強磁場和勻強電場，磁感應強度為B，電場強度為E.一質量為m，電量為q的帶正電小球恰好處于靜止狀態(tài)，現(xiàn)在將磁場方向順時針旋轉30°，同時給小球一個垂直磁場方向斜向下的速度v，則關于小球的運動，下列說法正確的是() A小球做勻速圓周運動B小球運動過程中機械能守恒C小球運動到最低點時電勢能增加了 D小球第一次運動到最低點歷時【答案】AD【解析】小球在復合電磁場中處于靜止狀態(tài)，只受兩個力作用，即重力和電場力且兩者平衡當把磁場順時針方向傾斜30°，且給小球一個垂直磁場方向的速度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動，選項A正確由于帶電粒子在垂直于紙面的傾斜平面內做勻速圓周運動，運動過程中受到電場力要做功，所以機械能不守恒，選項B錯誤電場力從開始到最低點克服電場力做功為WEqRsin 30°mg××，所以電勢能的增加量為，選項C錯誤小球第一次運動到低點的時間為T，所以選項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，出現(xiàn)一個光斑在垂直于紙面向里的方向上加一磁感應強度為B的勻強磁場后，粒子束發(fā)生偏轉，沿半徑為r的圓弧運動，打在熒光屏上的P點，然后在磁場區(qū)域再加一豎直向下，場強大小為E的勻強電場，光斑從P點又回到O點，關于該粒子(不計重力)，下列說法正確的是() A粒子帶負電B初速度為vC比荷為D比荷為17據(jù)報道，我國實施的“雙星”計劃發(fā)射的衛(wèi)星中放置了一種“磁強計”，用于測定地磁場的磁感應強度等研究項目磁強計的原理如圖所示：電路中有一段金屬導體，它的橫截面是寬為a、高為b的長方形，放在沿y軸正方向的勻強磁場中，導體中通有沿x正方向、大小為I的電流已知金屬導體單位體積中的自由電子數(shù)為n，電子電量為e.金屬導電過程中，自由電子做定向移動可視為勻速運動若測出金屬導體前后兩個側面間(za為前側面，z0為后側面)的電勢差為U，那么()A前側面電勢高，BB前側面電勢高，BC后側面電勢高，BD后側面電勢高，B【答案】C【解析】電子定向移動形成電流，根據(jù)電流的方向得出電子定向移動的方向，根據(jù)左手定則，判斷出電子的偏轉方向，在前后兩側面間形成電勢差，最終電子在電場力和洛倫茲力的作用下平衡，根據(jù)平衡求出磁感應強度的大小電子定向移動的方向沿x軸負向，所以電子向前側面偏轉，則前側面帶負電，后側面失去電子帶正電，后側面的電勢較高，當金屬導體中自由電子定向移動時受洛倫茲力作用向前側面偏轉，使得前后兩側面間產(chǎn)生電勢差，當電子所受的電場力與洛倫茲力平衡時，前后兩側面間產(chǎn)生恒定的電勢差因而可得Bev，qn(abvt)e，Ineabv，由以上幾式解得磁場的磁感應強度B，故C正確 (1)因為22d所以R2d。第2秒內，僅有磁場：qvB0mm。第3秒內，僅有電場：d··()2。所以v。粒子帶正電，故磁場方向垂直紙面向外。(2)t×··，tt。故第2個粒子擊中C點的時刻為(2t)s。23.如圖所示，一帶電粒子以某一速度在豎直平面內做直線運動，經(jīng)過一段時間后進入一垂直于紙面向里、磁感應強度為B的圓形勻強磁場(圖中未畫出磁場區(qū)域)，粒子飛出磁場后垂直電場方向進入寬為L的勻強電場，電場強度大小為E，方向豎直向上，當粒子穿出電場時速度大小變?yōu)樵瓉淼谋叮阎獛щ娏Ｗ拥馁|量為m，電量為q，重力不計。粒子進入磁場時的速度如圖所示與水平方向60°角，試解答：(1)粒子帶什么性質的電？(2)帶電粒子在磁場中運動時速度多大？(3)圓形磁場區(qū)域的最小面積為多大？答案：(1)負電(2)(3)(3)如圖所示，帶電粒子在磁場中所受到洛倫茲力作為向心力， 設在磁場中做圓周運動的半徑為R，圓形磁場區(qū)域的半徑為r， 8