2019年高考物理一輪復(fù)習 第九章 磁場 第3講 帶電粒子在復(fù)合場中的運動練習.doc
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第3講帶電粒子在復(fù)合場中的運動板塊三限時規(guī)范特訓時間:45分鐘滿分:100分一、選擇題(本題共9小題,每小題6分,共54分。其中 15為單選,69為多選)12016冀州月考如圖是磁流體發(fā)電機的示意圖,在間距為d的平行金屬板A、C間,存在磁感應(yīng)強度為B、方向垂直紙面向外的勻強磁場,兩金屬板通過導線與變阻器R相連,等離子體以速度v平行于兩金屬板垂直射入磁場。若要減小該發(fā)電機的電動勢,可采取的方法是()A增大d B增大B C增大R D減小v答案D解析發(fā)電機的電動勢EBdv,要想減小電動勢,則可以通過減小B、d或v實現(xiàn),D正確。22016綿陽二診如圖所示,一個不計重力的帶電粒子以v0沿各圖的虛線射入場中。A中I是兩條垂直紙平面的長直導線中等大反向的電流,虛線是兩條導線連線的中垂線;B中Q是兩個位置固定的等量同種點電荷的電荷量,虛線是兩位置連線的中垂線;C中I是圓環(huán)線圈中的電流,虛線過圓心且垂直圓環(huán)平面;D中是正交的勻強電場和勻強磁場,虛線垂直于電場和磁場方向,磁場方向垂直紙面向外。其中,帶電粒子不可能做勻速直線運動的是()答案B解析圖A中兩條垂直紙平面的長直導線中通有等大反向的電流,在中垂線上產(chǎn)生的合磁場方向水平向右,帶電粒子將沿中垂線做勻速直線運動;圖B中等量同種正點電荷在中垂線上的合場強在連線中點左側(cè)水平向左,在連線中點右側(cè)水平向右,帶電粒子受力不為零,不可能做勻速直線運動;圖C中粒子運動方向與所處位置磁感線平行,粒子做勻速直線運動;圖D是速度選擇器的原理圖,只要v0,粒子做勻速直線運動,故選B。3. 2016長春質(zhì)監(jiān)如圖所示,寬度為d、厚度為h的導體放在垂直于它的磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中,當電流通過該導體時,在導體的上、下表面之間會產(chǎn)生電勢差,這種現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng)。實驗表明:當磁場不太強時,電勢差U、電流I和磁感應(yīng)強度B的關(guān)系為:UK,式中的比例系數(shù)K稱為霍爾系數(shù)。設(shè)載流子的電荷量為q,下列說法正確的是()A載流子所受靜電力的大小FqB導體上表面的電勢一定大于下表面的電勢C霍爾系數(shù)為K,其中n為導體單位長度上的電荷數(shù)D載流子所受洛倫茲力的大小F洛,其中n為導體單位體積內(nèi)的電荷數(shù)答案D解析導體中的電場強度E,載流子所受電場力FEqq,A項錯誤;由左手定則可知,載流子受到的洛倫茲力向上,由于載流子的電性不確定,B項錯誤;穩(wěn)定時,電場力與洛倫茲力相等,即qvBqUBhv,又電流的微觀表達式:InqSvnqhdv,解兩式得:U,式中n為單位體積內(nèi)的電荷數(shù),C項錯誤;由F洛Bqv,D項正確。42016浙江模擬電磁泵在目前的生產(chǎn)、科技中得到了廣泛應(yīng)用。如圖所示,泵體是一個長方體,ab邊長為L1,兩側(cè)端面是邊長為L2的正方形;流經(jīng)泵體內(nèi)的液體密度為,在泵頭通入導電劑后液體的電導率為(電阻率的倒數(shù)),泵體所在處有方向垂直向外的磁場B,把泵體的上下兩表面接在電壓為U(內(nèi)阻不計)的電源上,則()A泵體上表面應(yīng)接電源負極B通過泵體的電流IC增大磁感應(yīng)強度可獲得更大的抽液高度D增大液體的電阻率可獲得更大的抽液高度答案C解析當泵體上表面接電源的正極時,電流從上向下流過泵體,這時受到的磁場力水平向左拉動液體,故A錯誤;根據(jù)電阻定律,泵體內(nèi)液體的電阻R,因此流過泵體的電流IUL1,故B錯誤;增大磁感應(yīng)強度B,泵體內(nèi)液體受到的磁場力變大,因此可獲得更大的抽液高度,故C正確;若增大液體的電阻率,可以使電流減小,受到的磁場力減小,使抽液高度減小,故D錯誤。5. 2018日照三校聯(lián)考如圖所示,勻強磁場垂直于紙面向里,勻強電場平行于斜面向下,斜面是粗糙的。一帶正電物塊以某一初速度沿斜面向上滑動,經(jīng)a點后到b點時速度減為零,接著又滑了下來。設(shè)物塊帶電荷量保持不變,則從a到b和從b回到a兩過程相比較()A加速度大小相等B摩擦產(chǎn)生熱量不相同C電勢能變化量的絕對值不相同D動能變化量的絕對值相同答案B解析兩過程中,重力、電場力恒定、支持力方向不變,洛倫茲力、摩擦力方向相反,物塊所受合外力不同,由牛頓第二定律知,加速度必定不同,A項錯誤;上滑過程中,洛倫茲力垂直斜面向上,物塊所受滑動摩擦力Ff(mgcosqvB),下滑過程中,洛倫茲力垂直斜面向下,物塊所受滑動摩擦力Ff(mgcosqvB),摩擦產(chǎn)生熱量QFfx,兩過程位移大小相等,摩擦力大小不同,故產(chǎn)生熱量不同,B項正確;a、b兩點電勢確定,由Epq可知,兩過程中電勢能變化量的絕對值相等,C項錯誤;整個過程中,重力做功為零,電場力做功為零,摩擦力做功不為零,故物塊動能一定變化,所以上滑和下滑兩過程中動能變化量絕對值一定不同,D項錯誤。62017云南邵通二模磁流體發(fā)電機是一種把物體內(nèi)能直接轉(zhuǎn)化為電能的低碳環(huán)保發(fā)電機,下圖為其原理示意圖,水平放置的平行金屬板C、D間有勻強磁場,磁感應(yīng)強度為B,將一束等離子體(高溫下電離的氣體,含有大量帶正電和帶負電的微粒)水平射入磁場,兩金屬板間就產(chǎn)生電壓。定值電阻R0的阻值是滑動變阻器最大阻值的一半,與開關(guān)S串聯(lián)接在C、D兩端,已知兩金屬板間距離為d,射入等離子體的速度為v,磁流體發(fā)電機本身的電阻為r(R0r2R0)。不計粒子的重力,則滑動變阻器的滑片P由a端向b端滑動的過程中()A電阻R0消耗的功率最大值為B滑動變阻器消耗的功率最大值為C金屬板C為電源負極,D為電源正極D發(fā)電機的輸出功率先增大后減小答案ACD解析根據(jù)左手定則可判斷兩極板的極性,離子在運動過程中同時受靜電力和洛倫茲力,到二力平衡時兩極板間的電壓穩(wěn)定,EBdv。由題圖可知,當滑片P位于b端時,電路中電流最大,電阻R0消耗功率最大,其最大值為P1I2R0,故A正確;將定值電阻R0歸為電源內(nèi)阻,因為滑動變阻器的最大阻值2R0rR0,則當滑動變阻器連入電路的阻值最大時消耗功率最大,最大值為P,故B錯誤;等離子體射入后,由左手定則可知正離子向D板偏轉(zhuǎn),負離子向C板偏轉(zhuǎn),所以極板C為電源負極,極板D為電源正板,C正確;等離子體穩(wěn)定流動時,洛倫茲力與靜電力平衡,即Bqvq,所以電源電動勢為EBdv,又R0r2R0,所以滑片P由a端向b端滑動時,外電路總電阻減小,其間某位置有rR0R,由電源輸出功率與外電阻關(guān)系可知,在滑片P由a端向b端滑動的過程中,發(fā)電機的輸出功率先增大后減小,故D正確。7. 2017浙江三校模擬如圖所示,空間中存在正交的勻強電場E和勻強磁場B(勻強電場水平向右),在豎直平面內(nèi)從a點沿ab、ac方向拋出兩帶電小球(不考慮兩帶電球的相互作用,兩球電荷量始終不變),關(guān)于小球的運動,下列說法正確的是()A沿ab、ac方向拋出的帶電小球都可能做直線運動B只有沿ab拋出的帶電小球才可能做直線運動C若有小球能做直線運動,則它一定是勻速運動D兩小球在運動過程中機械能均守恒答案AC解析沿ab方向拋出的帶正電小球,或沿ac方向拋出的帶負電小球,在重力、電場力、洛倫茲力的作用下,都可能做勻速直線運動,A正確,B錯誤。在重力、電場力、洛倫茲力三力都存在時的直線運動一定是勻速直線運動,C正確。兩小球在運動過程中除重力做功外還有電場力做功,故機械能不守恒,D錯誤。8. 2017江西新余二模如圖所示,S為一離子源,MN為長熒光屏,S到MN的距離為L,整個裝置處在范圍足夠大的勻強磁場中,磁場方向垂直紙面向里,磁感應(yīng)強度大小為B。某時刻離子源S一次性沿平行紙面的各個方向均勻地射出大量的正離子,離子的質(zhì)量m、電荷量q、速率v均相同,不計離子的重力及離子間的相互作用力,則()A當v時所有離子都打不到熒光屏上B當v時所有離子都打不到熒光屏上C當v時,打到熒光屏MN的離子數(shù)與發(fā)射的離子總數(shù)比值為D當v時,打到熒光屏MN的離子數(shù)與發(fā)射的離子總數(shù)比值為答案AC解析根據(jù)牛頓第二定律qvB,得R,當v時,R,直徑2RL,所有離子都打不到熒光屏上,故A正確;當v時,對于v的離子,RR的區(qū)域存在沿y方向的勻強電場,電場強度為E1.0105 V/m。在M點有一正粒子以速率v1.0106 m/s沿x方向射入磁場,粒子穿出磁場進入電場,速度減小至0后又返回磁場,最終又從磁場離開。已知粒子的比荷為1.0107 C/kg,粒子重力不計。(1)求圓形磁場區(qū)域磁感應(yīng)強度的大小;(2)求沿x方向射入磁場的粒子,從進入磁場到再次穿出磁場所走過的路程。答案(1)0.2 T(2)(0.51) m解析(1)沿x方向射入磁場的粒子在進入電場后,速度減小到0,粒子一定是從如圖所示的P點豎直向上射出磁場,逆著電場線運動,所以可得粒子在磁場中做圓周運動的半徑rR0.5 m根據(jù)Bqv,得B,代入數(shù)據(jù)得B0.2 T。(2)粒子返回磁場后,經(jīng)磁場偏轉(zhuǎn)后從N點射出磁場,MN為直徑,粒子在磁場中的路程為二分之一圓周長,即s1R設(shè)粒子在電場中運動的路程為s2,根據(jù)動能定理得Eqmv2,s2則總路程sR,代入數(shù)據(jù)得s(0.51) m。12. 2017嘉興市一中期末(16分)如圖所示,寬度為L的區(qū)域被平均分為區(qū)域、,其中、有勻強磁場,它們的磁感應(yīng)強度大小相等,方向垂直紙面且相反。長為L、寬為的矩形abcd緊鄰磁場下方,與磁場邊界對齊,O為dc邊中點,P為dc中垂線上一點,OP3L。矩形內(nèi)有勻強電場,電場強度大小為E,方向由a指向O。電荷量為q、質(zhì)量為m、重力不計的帶電粒子由a點靜止釋放,經(jīng)電場加速后進入磁場,運動軌跡剛好與區(qū)域的右邊界相切。(1)求該粒子經(jīng)過O點時的速度大小v0;(2)求勻強磁場的磁感應(yīng)強度大小B;(3)若在aO之間距O點x處靜止釋放該粒子,粒子在磁場區(qū)域中共偏轉(zhuǎn)n次到達P點,求x滿足的條件及n的可能取值。答案(1) (2) (3)x2L,n2、3、4、5、6、7、8解析(1)由題意中長寬幾何關(guān)系可知aOL,粒子在從a到O加速,由動能定理:qELmv得粒子經(jīng)過O點時速度大小:v0(2)粒子在磁場區(qū)域中的運動軌跡如圖,設(shè)粒子軌跡圓半徑為R0,由幾何關(guān)系可得:R0R0cos60L由洛倫茲力公式和牛頓第二定律得:qv0B聯(lián)立式,得:B(3)若粒子在磁場中一共經(jīng)過n次偏轉(zhuǎn)到達P,設(shè)粒子軌跡圓半徑為R,由幾何關(guān)系有:2n3L依題意有0RR0聯(lián)立得n9,且n取正整數(shù)設(shè)粒子在磁場中的運動速率為v,有:qvB在電場中的加速過程,由動能定理:qExmv2聯(lián)立式,得:x2L,其中n2、3、4、5、6、7、8。- 1.請仔細閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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