2020屆高考物理二輪復(fù)習(xí)?？碱}型大通關(guān) 帶電粒子的在電場和磁場中的偏轉(zhuǎn)（帶解析）

1、帶電粒子的在電場和磁場中的偏轉(zhuǎn)1、如圖所示，a、b、c為勻強電場中的三點，b為a、c連線的中點一個電荷量為q的負電荷，在a點受到的電場力為F，從a點移動到b點過程中電勢能減小W，下列說法正確的是( )A. 勻強電場的電場強度大小為B. a、b、c三點中，a點的電勢最高C. 該電荷從a點移動到b點過程中電場力做負功D. 該電荷從c點移動到b點過程中電勢能增加W2、如圖所示，豎直放置 的兩平行金屬板間有勻強電場，在兩極板間同一等高線上有兩質(zhì)量相等的帶電小球a、b(可以看作質(zhì)點）. 將小球a、b分別從緊靠左極板和兩極板正中央的位置由靜止釋放，它們沿圖中虛線運動，都能打在右極板上的同一點.則從釋放小球

2、到剛要打到右極板的運動過程中，下列說法正確的是（ ）A.它們的運動時間B.它們的電荷量之比C.它們的電勢能減少量之比D.它們的動能增加量之比3、如圖所示,兩個半徑相同的半圓形軌道分別豎直放在勻強磁場和勻強電場中,軌道兩端在同一高度,軌道光滑而且絕緣,兩個相同的帶正電小球同時從兩軌道左端由靜止釋放,a、b為兩軌道的最低點,則下列說法正確的是( )A.兩小球第一次到達軌道最低點的速度大小滿足B.兩小球第一次到達軌道最低點時軌道對小球的支持力大小滿足C. 兩小球第一次到達最低點的時間滿足D.在磁場中的小球和在電場中的小球都能到達軌道的另-端4、如圖是磁流體發(fā)電機的裝置,a、b組成一對平行電極,兩板間

3、距為d,板平面的面積為S,內(nèi)有磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場.現(xiàn)持續(xù)將一束等離子體(即高溫下電離的氣體,含有大量帶正電和負電的微粒,而整體呈中性),垂直噴入磁場,每個離子的速度為v,負載電阻阻值為R,當(dāng)發(fā)電機穩(wěn)定發(fā)電時,負載中電流為I,則()A.a板電勢比b板電勢低B.磁流體發(fā)電機的電動勢C.負載電阻兩端的電壓大小為D.兩板間等離子體的電阻率5、如圖,一平行板電容器連接在直流電源上,電容器的極板水平,兩微粒a、b所帶電荷量大小相等、符號相反,使它們分別靜止于電容器的上、下極板附近,與極板距離相等?，F(xiàn)同時釋放a、b,它們由靜止開始運動,在隨后的某時刻t,a、b經(jīng)過電容器兩極板間上半?yún)^(qū)域的同一水平面,a

4、、b間的相互作用和重力可忽略。下列說法正確的是( )A.在t時刻,a和b的電勢能相等B.在t時刻,a的動能比b的大C.a的質(zhì)量比b的大D.在t時刻,a和b的加速度大小相等6、如圖所示,半徑為R的圓形區(qū)域內(nèi)存在垂直于紙向向里的勻強磁場,現(xiàn)有比荷大小相等的甲、乙兩粒子,甲以速度從A點沿直徑方向射入磁場,經(jīng)過時間射出磁場,射出磁場時的速度方向與初速度方向間的夾角為60;乙以速度從距離直徑為的C點平行于直徑方向射入磁場,經(jīng)過時間射出磁場,其軌跡恰好通過磁場的圓心。不計粒子受到的重力,則( )A.兩個粒子帶異種電荷B.C.D.兩粒子在磁場中軌跡長度之比7、在半導(dǎo)體離子注入工藝中，初速度可忽略的離子和，經(jīng)

5、電壓為U的電場加速后，垂直進入磁感應(yīng)強度大小為B、方向垂直紙面向里，有一定的寬度的勻強磁場區(qū)域，如圖所示，已知離子在磁場中轉(zhuǎn)過后從磁場右邊界射出。在電場和磁場中運動時，離子和（ ）A.在電場中的加速度之比為1:1B.在磁場中運動的半徑之比C.在磁場中轉(zhuǎn)過的角度之比為1:2D.離開電場區(qū)域時的動能之比為1:38、如圖所示,正方形abcd區(qū)域內(nèi)存在垂直紙面向里的勻強磁場,甲、乙兩帶電粒子從a點沿與ab成30角的方向垂直射入磁場。甲粒子垂直于bc邊離開磁場,乙粒子從ad邊的中點離開磁場。已知甲、乙兩a帶電粒子的電荷量之比為1:2,質(zhì)量之比為1:2,不計粒子重力。以下判斷正確的是( )A.甲粒子帶負電

6、,乙粒子帶正電B.甲粒子的動能是乙粒子動能的16倍C.甲粒子所受洛倫茲力是乙粒子所受洛倫茲力的倍D.甲粒子在磁場中的運動時間是乙粒子在磁場中運動時間的倍9、如圖所示，對MN為兩個方向相同且垂直于紙面的勻強磁場的分界面，兩磁場的磁感應(yīng)強度大小關(guān)系為.比荷值為k的帶電粒子（不計重力），以一定速率從O點垂直于MN進 入磁感應(yīng)強度為的磁場，則粒子下一次到達O點經(jīng)歷的時間為（ ）A.B.C.D.10、如圖所示,空間存在垂直紙面向里、磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場和水平向左、場強為E的勻強電場。有一質(zhì)量為m,電荷量大小為q的微粒垂直于磁場且以與水平方向成45角的速度v做直線運動,重力加速度為g。則下列說法正確的

7、是( )A.微?？赡茏鰟蚣铀僦本€運動B.微?？赡苤皇軆蓚€力作用C.勻強磁場的磁感應(yīng)強度D.勻強電場的電場強度11、如圖所示為某種質(zhì)譜儀的工作原理示意圖。此質(zhì)譜儀由以下幾部分構(gòu)成：粒子源N；P、Q間的加速電場；靜電分析器，即中心線半徑為R的四分之一圓形通道，通道內(nèi)有均勻輻向電場，方向沿徑向指向圓心O，且與圓心O等距的各點電場強度大小相等；磁感應(yīng)強度為B的有界勻強磁場，方向垂直紙面向外；膠片M由粒子源發(fā)出的不同帶電粒子，經(jīng)加速電場加速后進入靜電分析器，某些粒子能沿中心線通過靜電分析器并經(jīng)過小孔S垂直磁場邊界進入磁場，最終打到膠片上的某點。粒子從粒子源發(fā)出時的初速度不同，不計粒子所受重力。下列說法中

8、正確的是（）A從小孔S進入磁場的粒子速度大小一定相等B從小孔S進入磁場的粒子動能一定相等C打到膠片上同一點的粒子速度大小一定相等D打到膠片上位置距離O點越遠的粒子，比荷越小12、在真空中有水平放置的兩個平行、正對金屬平板,板長為l,兩板間距離為d,在兩極板間加一交變電壓如圖乙,質(zhì)量為m,電荷量為e的電子以速度v0 (v0接近光速的1/20)從兩極板左端中點沿水平方向連續(xù)不斷地射入兩平行板之間。若電子經(jīng)過兩極板間的時間相比交變電流的周期可忽略不計,不考慮電子間的相互作用和相對論效應(yīng),則()A.當(dāng)時,所有電子都能從極板的右端射出B.當(dāng)時,將沒有電子能從極板的右端射出C.當(dāng)時,有電子從極板右端射出的

9、時間與無電子從極板右端射出的時間之比為1:2D.當(dāng)時,有電子從極板右端射出的時間與無電子從極板右端射出的時間之比為1: 答案以及解析1答案及解析：答案：AD解析：A. 負電荷在a點受到的電場力為F，由場強的公式得：，故A正確；B. 負電荷從a點移動到b點過程中電勢能減小，根據(jù)負電荷在電勢越高的地方電勢能越小，所以從a到b到c的過程電勢越來越高，即c點電勢最高，故B錯誤；C. 從a點移動到b點過程中電勢能減小，所以電場力做正功，故C錯誤；D. 勻強電場，b為a、c連線的中點，從a點移動到b點和從b點移動到c點，電勢能都減小W，則從c點移動到b點過程中電勢能就增加W，故D正確。故選：AD。 2答案

10、及解析：答案：AC解析：小球運動過程只受重力和電場力作用，故小球在豎直方向做加速度的勻加速運動，水平方向做加速度的勻加速運動.由兩小球豎直位移相同可得運動時間相同，即，所以，故A正確，B錯誤；由電勢能減少量等于電場力做的功可得，故C正確；由動能定理可知小球動能增加量等于重力勢能和電勢能減少量之和，又兩小球重力勢能減少量相等，由C可知動能增加量之比不可能為4:1，故D錯誤. 3答案及解析：答案：BC解析：兩小球從釋放到第一次到達最低點的過程，磁場力對小球不做功，電場力對小球做負功，則在電場中運動的小球到達最低點的速度較小、時間較長，即,故A錯誤，C正確。在磁場中運動的小球，在最低點對小球進行受力

11、分析，可知，解得;在電場中運動的小球，在最低點對小球進行受力分析，可知，解得。因為，可知，故B正確。在磁場中運動的小球，磁場力對小球不做功，小球的機械能守恒，所以小球可以到達軌道的另一端，而在電場中運動的小球，電場力對小球做負功，所以小球在到達軌道另一端之前速度就減為零了，不能到達軌道的另一端，故D錯誤. 4答案及解析：答案：BD解析：根據(jù)左手定則,正電荷向上偏轉(zhuǎn),所以a板帶正電,電勢高，故A錯誤;最終電荷在電場力和洛倫茲力作用下處于平衡,有:,計算得出:,所以B選項是正確的;根據(jù)閉合電路歐姆定律,有:;故路端電壓:;即AB兩板間的電勢差為,電阻R兩端的電壓也為;故C錯誤;又,r為板間電離氣體

12、的電阻,且,聯(lián)立得到電阻率的表達式為:,所以D選項是正確的;所以BD選項是正確的. 5答案及解析：答案：C解析：在t時刻,a、b經(jīng)過電場中同一水平面,電勢相等,它們的電荷量也相等,符號相反,由E=q知,a和b的電勢能不相等,故A錯誤。根據(jù)動能定理得Ek-0=qEy,即t時刻粒子的動能為Ek=qEy,a的位移小,電場力做功少,所以在t時刻,a的動能比b的小,故B錯誤。兩個粒子都做初速度為零的勻加速直線運動,則有.由題意知,相同時間內(nèi)a的位移小于b的位移,q、E又相等,可知aamb.故C正確,D錯誤。故選C。 6答案及解析：答案：AC解析：根據(jù)左手定則判斷可得,甲粒子帶正電,乙粒子帶負電,選項A正

13、確;分別對甲、乙粒子作圖,找出其做勻速圓周運動的圓心、半徑以及軌跡所對的圓心角,則有,根據(jù)可得,所以,選項C正確;根據(jù)可得,選項B錯誤;粒子在磁場中運動的軌跡長度為,所以,選項D錯誤。 7答案及解析：答案：BCD解析：電場中的加速度，則在電場中的加速度之比為1:3，故A項錯誤。磁場中的偏轉(zhuǎn)半徑，又在電場中可得，則半徑之比為，故B項正確。分析粒子運動可得磁場寬度，粒子運動，解得，故C項正確。由離開電場時動能，得二者之比，故D項正確。綜上所述，本題正確答案為BCD。 8答案及解析：答案：CD解析：A. 由甲粒子垂直于bc邊離開磁場可知，甲粒子向上偏轉(zhuǎn)，所以甲粒子帶正電，由粒子從ad邊的中點離開磁場

14、可知，乙粒子向下偏轉(zhuǎn)，所以乙粒子帶負電，故A錯誤；B. 由幾何關(guān)系可知, ,乙粒子在磁場中偏轉(zhuǎn)的弦切角為60,弦長為,所以：,解得：，由牛頓第二定律得：，動能：，所以甲粒子的動能是乙粒子動能的倍，故B錯誤；C. 由牛頓第二定律得：，解得：，洛倫茲力：,即，故C正確；D. 由幾何關(guān)系可知,甲粒子的圓心角為300,由B分析可得,乙粒子的圓心角為120,粒子在磁場中的運動時間：,粒子做圓周運動的周期：可知,甲粒子在磁場中的運動時間是乙粒子在磁場中運動時間的倍，故D正確； 9答案及解析：答案：BC解析：根椐帶電粒子在勻強磁場中做勻速圓周運動，洛倫茲力提供向心力，可得,由此可知帶電粒子在磁感應(yīng)強度為的勻

15、強磁場中運動的軌跡半徑（或直徑)是在磁感應(yīng)強度為的勻強磁場中運動的軌跡半徑(或直徑）的2倍，畫出帶電子運動軌跡的示意圖，如圖所示.粒子在磁感應(yīng)強度為的勻強磁場中運動的時間為，粒子在磁場感應(yīng)強度為的勻強磁場中運動的時間為，則粒子下一次到達O點經(jīng)歷的時間，選項A、D錯誤，B、C正確。 10答案及解析：答案：D解析：粒子沿直線運動,由于洛侖茲力與速度垂直且大小與速度成正比,故粒子必定做勻速直線運動,根據(jù)平衡條件可求解電場力與洛侖茲力,并可求出B和E;AB、若粒子帶正電,電場力向左,洛倫茲力垂直速度v線斜向右下方,而重力豎直向下,則電場力、洛倫茲力和重力三個力的合力與速度不在同一直線上,粒子不可能做直

16、線運動,所以粒子不可能帶正電;則有粒子帶負電,電場力向右,洛倫茲力垂直速度v線斜向左上方,而重力豎直向下,只有電場力、洛倫茲力和重力三力平衡,粒子才能做直線運動,所以粒子做勻速直線運動,故A、B錯誤;CD、根據(jù)平衡條件,有:,qvB=,聯(lián)立解得:E=,B=,故D正確,C錯誤;故選D。 11答案及解析：答案：D解析：粒子 PQ間加速時，由動能定理 Uq在靜電分析器中，靜電力提供向心力：Eqm在偏轉(zhuǎn)磁場中，洛侖茲力提供向心力qvBm，所以rA、對粒子加速過程由上述可求得：v粒子經(jīng)過圓形通道后從S射出后，速度不變，與v相同，可見比荷不同，速度就不同，A錯誤。B、粒子的動能取決于電量，電量不同動能不同，B錯誤。C、打到膠片上的位置取決于半徑可見打到膠片相同位置的