高考物理總復(fù)習(xí)84專題：帶電粒子在復(fù)合場中的運動課時作業(yè)

1、【與名師對話】高考物理總復(fù)習(xí) 8.4專題：帶電粒子在復(fù)合場中的運動課時作業(yè) 新人教版選修3-11. (2012·海南卷)如右圖所示，在兩水平極板間存在勻強電場和勻強磁場，電場方向豎直向下，磁場方向垂直于紙面向里一帶電粒子以某一速度沿水平直線通過兩極板若不計重力，下列四個物理量中哪一個改變時，粒子運動軌跡不會改變()A粒子速度的大小B粒子所帶的電荷量C電場強度 D磁感應(yīng)強度解析：粒子在電場中運動，當做直線運動時EqqvB，電量改變，粒子受力仍平衡，B正確答案：B2(2013·北京期末)在空間某一區(qū)域中既存在勻強電場，又存在勻強磁場有一帶電粒子，以某一速度從不同方向射入到該區(qū)域

2、中(不計帶電粒子受到的重力)，則該帶電粒子在區(qū)域中的運動情況可能是()做勻速直線運動做勻速圓周運動做勻變速直線運動做勻變速曲線運動ABCD解析：如果粒子受到的電場力和洛倫茲力平衡，則粒子做勻速直線運動，正確；如果粒子速度方向與磁感線平行，則正確答案：AC3有一個帶電荷量為q、重為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(yīng)強度為B，方向如右圖所示，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有可能做勻速運動解析：由于小球的速度變化時，洛倫茲力會變化，小球所受合力變化，小球不可能做勻速或勻加速運動，B

3、、C、D錯，A正確答案：A4. (2013·濟寧模擬)如右圖所示，a、b是一對平行金屬板，分別接到直流電源兩極上，右邊有一擋板，正中間開有一小孔d，在較大空間范圍內(nèi)存在著勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小為B，方向垂直紙面向里，在a、b兩板間還存在著勻強電場E.從兩板左側(cè)中點c處射入一束正離子(不計重力)，這些正離子都沿直線運動到右側(cè)，從d孔射出后分成3束則下列判斷正確的是()A這三束正離子的速度一定不相同B這三束正離子的比荷一定不相同Ca、b兩板間的勻強電場方向一定由a指向bD若這三束離子改為帶負電而其他條件不變則仍能從d孔射出解析：因為三束正離子在兩極板間都是沿直線運動，電場力等于洛倫茲力

4、，可以判斷三束正離子的速度一定相同，且電場方向一定由a指向b，選項A錯誤，C正確；在右側(cè)磁場中三束正離子做圓周運動的半徑不同，可知這三束正離子的比荷一定不相同，選項B正確；若將這三束離子改為帶負電，而其他條件不變的情況下受力分析可知，三束離子在兩板間仍做勻速直線運動，仍能從d孔射出，選項D正確答案：BCD5. 勞倫斯和利文斯設(shè)計出回旋加速器，工作原理示意圖如右圖所示置于高真空中的D形金屬盒半徑為R，兩盒間的狹縫很小，帶電粒子穿過的時間可忽略磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場與盒面垂直，高頻交流電頻率為f，加速電壓為U.若A處粒子源產(chǎn)生的質(zhì)子質(zhì)量為m、電荷量為q，在加速器中被加速，且加速過程中不考慮相對論

5、效應(yīng)和重力的影響則下列說法正確的是()A質(zhì)子被加速后的最大速度不可能超過2RfB質(zhì)子離開回旋加速器時的最大動能與加速電壓U成正比C質(zhì)子第2次和第1次經(jīng)過兩D形盒間狹縫后軌道半徑之比為1D不改變磁感應(yīng)強度B和交流電頻率f，該回旋加速器的最大動能不變解析：粒子被加速后的最大速度受到D形盒半徑R的制約，因v2Rf，A正確；粒子離開回旋加速器的最大動能Ekmmv2m×42R2f22m2R2f2，與加速電壓U無關(guān)，B錯誤；根據(jù)R，Uqmv，2Uqmv，得質(zhì)子第2次和第1次經(jīng)過兩D形盒間狹縫后軌道半徑之比為1，C正確；因回旋加速器的最大動能Ekm2m2R2f2與m、R、f均有關(guān)，D錯誤答案：AC

6、6. (2013·鹽城調(diào)研)目前有一種磁強計，用于測定地磁場的磁感應(yīng)強度磁強計的原理如右圖所示，電路有一段金屬導(dǎo)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(dǎo)體中通有沿x軸正方向、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，電子電荷量為e，金屬導(dǎo)電過程中，自由電子所做的定向移動可視為勻速運動兩電極M、N均與金屬導(dǎo)體的前后兩側(cè)接觸，用電壓表測出金屬導(dǎo)體前后兩個側(cè)面間的電勢差為U.則磁感應(yīng)強度的大小和電極M、N的正負為() A.，M正、N負 B.，M正、N負C.，M負、N正 D.，M負、N正解析：由左手定則知，金屬中的電子在洛倫茲力的作用下將向前側(cè)面聚

7、集、故M負、N正由F電F洛，即eBev，InevSnevab，得B. 答案：C7. (2013·山東濱州調(diào)研)如右圖所示，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在該區(qū)域中，有一個豎直放置的光滑絕緣圓環(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、d為圓環(huán)上的四個點，a點為最高點，c點為最低點，b、O、d三點在同一水平線上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小球能越過d點并繼續(xù)沿環(huán)向上運動B當小球運動到c點時，所受洛倫茲力最大C小球從a點運動到b點的過程中，重力勢能減小，電勢能增大D小球從b點運動到c點的過程中，

8、電勢能增大，動能先增大后減小解析：由題意可知，小球運動的等效最低點在b、c中間，因此當小球運動到d點時速度為0，不能繼續(xù)向上運動，選項A錯誤；小球在等效最低點時速度最大，所受洛倫茲力最大，選項B錯誤；小球從a運動到b的過程中，重力做正功，電場力也做正功，所以重力勢能與電勢能均減小，選項C錯誤；小球從b運動到c的過程中，電場力做負功，電勢能增大，合外力先做正功再做負功，動能先增大后減小，選項D正確答案：D8. 如右圖所示，粗糙的足夠長的豎直木桿上套有一個帶電的小球，整個裝置處在由水平勻強電場和垂直紙面向外的勻強磁場組成的足夠大的復(fù)合場中，小球由靜止開始小滑，在整個運動過程中小球的vt圖象如右圖所

9、示，其中錯誤的是()解析：小球下滑過程中，qE與qvB反向，開始下落時qE>qvB，所以a，隨下落速度v的增大a逐漸增大；當qE<qvB之后，其a，隨下落速度v的增大a逐漸減?。蛔詈骯0，小球勻速下落，故圖C正確，A、B、D錯誤答案：ABD 9. (2013·山東省濱州市高考模擬考試)如圖所示，長方體發(fā)電導(dǎo)管的前后兩個側(cè)面是絕緣體，上下兩個側(cè)面是電阻可忽略的導(dǎo)體電極，兩極間距為d，極板面積為S，這兩個電極與定值電阻R相連在垂直前后側(cè)面的方向上，有一勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小為B.發(fā)電導(dǎo)管內(nèi)有電阻率為的高溫電離氣體，氣體以速度v向右流動，并通過專用管道導(dǎo)出由于運動的電離氣體受

10、到磁場的作用，將產(chǎn)生大小不變的電動勢下列說法中正確的是()A發(fā)電導(dǎo)管的內(nèi)阻rB流過電阻R的電流方向為baC發(fā)電導(dǎo)管產(chǎn)生的電動勢為Bdv D電阻R消耗的電功率為解析：運動的電離氣體受到磁場的作用，利用左手定則可知其中的正、負離子分別向上、下方的電極板移動，上下兩個電極板分別是電源的正負極外電路中的電流方向是從電源的正極到負極，因此R中的電流方向是ab.由電阻定律可得發(fā)電導(dǎo)管的內(nèi)阻為r.選項A對B錯當外電路開路時，發(fā)電導(dǎo)管兩端的電壓U等于其電動勢E，由qvBq，可得UBdv.選項C對由于電源有內(nèi)阻，所以R兩端的電壓UR小于電源的電動勢EBdv，所以R的電功率PR<，選項D錯答案：AC10(2

11、013·黑龍江省哈三中高三期末考試)如圖所示，空間中存在垂直于紙面向里的磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場，有一絕緣且足夠長的直桿垂直于磁場放置，直桿與水平面的傾角為.一帶電荷量為q、質(zhì)量為m的小球套在直桿上，從A點由靜止沿桿下滑，小球與桿之間的動摩擦因數(shù)為.小球在以后的運動過程中電荷量始終保持不變，下列說法錯誤的是()A小球下滑的加速度先增大后減小B小球下滑的最大加速度為amgsinC小球下滑的最大速度為vmD小球下滑的最大速度為vm解析：小球開始加速下滑時有：mgsin(mgcosqvB)ma，隨v增大，a增大，當v時，a達最大值amgsin，此后下滑過程中有：mgsin(qvBmgcos

12、)ma，隨v增大，a減小，當vm時，a0.所以整個過程中，v先一直增大后不變；a先增大后減小，所以A、B、C均正確，D選項錯誤，由于本題是選錯誤的，所以正確答案是D.答案：D11. (2013·福建莆田調(diào)研)如圖所示，豎直平面xOy內(nèi)存在水平向右的勻強電場，場強大小E10 N/C，在y0的區(qū)域內(nèi)還存在垂直于坐標平面向里的勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小B0.5 T一帶電荷量q0.2 C、質(zhì)量m0.4 kg的小球由長l0.4 m的細線懸掛于P點，小球可視為質(zhì)點，現(xiàn)將小球拉至水平位置A無初速釋放，小球運動到懸點P正下方的坐標原點O時，懸線突然斷裂，此后小球又恰好能通過O點正下方的N點求：(g10

13、 m/s2) (1)小球運動到O點時的速度大??；(2)懸線斷裂前瞬間拉力的大?。?3)ON間的距離解析：(1)小球從A運動到O點的過程中，根據(jù)動能定理：mglqElmv20，則得小球在O點速度為：v2 m/s.(2)小球運動到O點繩子斷裂前瞬間，對小球應(yīng)用牛頓第二定律：F向FTmgF洛m，F(xiàn)洛Bvq，聯(lián)立 求解得FTmgBvqm8.2 N.(3)繩斷后，小球水平方向加速度ax5 m/s2，小球從O點運動至N點所用時間t0.8 sON間距離hgt23.2 m. 答案：(1)2 m/s(2)8.2 N(3)3.2 m12如圖所示，在直角坐標xOy平面y軸左側(cè)(含y軸)有一沿y軸負向的勻強電場，一質(zhì)量為m，電量為q的帶正電粒子從x軸上P處以速度v0沿x軸正向進入電場，從y軸上Q點離開電場，速度方向與y軸負向夾角30°，Q點坐標為(0，d)，在y軸右側(cè)有一與坐標平面垂直的有界勻強磁場區(qū)域(圖中未畫出)，磁場磁感應(yīng)強度大小B，粒子能從坐標原點O沿x軸負向再進入電場不計粒子重力，求 (1)電場強度大小E；(2)如果有界勻強磁場區(qū)域為半圓形，求磁場區(qū)域的最小面積；(3)粒子從P點運動到O點的總時間