帶電粒子在疊加場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的實(shí)例分析

1、考點(diǎn)二 帶電粒子帶電體在疊加場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的實(shí)例分析裝置原理圖規(guī)律速度選擇器rr,XXXaBKMM11-假設(shè)qvoB= Eq，即vo = e，粒子做勻速直線運(yùn)動(dòng)磁流體發(fā)電機(jī)1等離子體射入，受洛倫茲力偏轉(zhuǎn)，使兩極板帶正、負(fù)電，兩極電壓為U時(shí)穩(wěn)疋，qg = qVoB, U = voBdd1XXXX 1一fld0* 0*X XX X(電磁流量計(jì)21 Xa XXXb KXUU 十 r、FJIDUDq = qvB,所以 v = DB，所以 Q = vS 4B霍爾元件4當(dāng)磁場(chǎng)方向與電流方向垂直時(shí)，導(dǎo)體在與磁場(chǎng)、電流方向都垂直的方向上出現(xiàn)電勢(shì)差命題點(diǎn)i應(yīng)用實(shí)例i 速度選擇器5. 2021湖北省重點(diǎn)中學(xué)高三起點(diǎn)考試

2、如下圖，含有：H、？H、； He的帶電粒子束從小孔Oi處射入速度選擇器，沿直線 O1O2運(yùn)動(dòng)的粒子在小孔 02處射出后垂直進(jìn)入偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，最終打在Pi、P2兩點(diǎn)？那么OyX X :X Xp 1XEX :X B試-S 1X X ； X Xpjx rxpXJxXXXA ?粒子在偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間都相等B ?打在Pi點(diǎn)的粒子是；HeC.打在P2點(diǎn)的粒子是2H和2HeD . O2P2的長(zhǎng)度是 O2P1長(zhǎng)度的4倍【解析】 帶電粒子在沿直線 O1O2通過(guò)速度選擇器時(shí)，所受電場(chǎng)力與洛倫茲力大小相等、方向相反，即：qvBi = qE,所以v=-，可知從速度選擇器中射出的粒子具有相等的速Bi度，在偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)中，粒

3、子的軌道半徑：=淮，不全相同，粒子運(yùn)動(dòng)的周期：T=策所以粒子在偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間不全相等，A錯(cuò)誤；帶電粒子在偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，洛倫茲力提供向心力，所以 r = mV，可知粒子的比荷越大，運(yùn)動(dòng)的半徑越小，所以打在PiqB點(diǎn)的粒子是：H，打在P2點(diǎn)的粒子是iH和；He, B錯(cuò)誤，C正確；由題中的數(shù)據(jù)可得，iH的 比荷是2H和；He的比荷的2倍，所以：H運(yùn)動(dòng)軌道的半徑是iH和；He的半徑的扌，即O2P2的 長(zhǎng)度是O2P1長(zhǎng)度的2倍，D 錯(cuò)誤.【答案】 C命題點(diǎn)2應(yīng)用實(shí)例2 磁流體發(fā)電機(jī)6?如下圖，某一新型發(fā)電裝置的發(fā)電管是橫截面為矩形的水平管道，管道的長(zhǎng)為L(zhǎng)、寬為d、高為h,上下兩面是絕緣

4、板，前后兩側(cè)面M、N是電阻可忽略的導(dǎo)體板，兩導(dǎo)體板與開(kāi)關(guān)S和定值電阻R相連.整個(gè)管道置于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,方向沿z軸正方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中？管道內(nèi)始終充滿(mǎn)電阻率為 p的導(dǎo)電液體(有大量的正、負(fù)離子)，且開(kāi)關(guān)閉合前后，液體在管道進(jìn)、出口兩端壓強(qiáng)差的作用下，均以恒定速率V。沿x軸正向流動(dòng)，液體所受的摩擦阻力不變.求開(kāi)關(guān)閉合前，M、N兩板間的電勢(shì)差大小 Uo；(2) 求開(kāi)關(guān)閉合前后，管道兩端壓強(qiáng)差的變化Ap；(3) 調(diào)整矩形管道的寬和高，但保持其他量和矩形管道的橫截面積S= dh不變，求電阻R可獲得的最大功率 Pm及相應(yīng)的寬高比d的值h【解析】(1)設(shè)帶電離子所帶的電荷量為q，當(dāng)其所受的洛倫茲力與電場(chǎng)

5、力平衡時(shí)，U 0保持恒定，有qvOB = q屮得 U= Bdvo.(2)設(shè)開(kāi)關(guān)閉合前后，管道兩端壓強(qiáng)差分別為pi、P2，液體所受的摩擦阻力均為f，開(kāi)關(guān)閉合后管道內(nèi)液體受到安培力為F安，有Pi hd= fP2hd= f+ F 安F安=Bld根據(jù)歐姆定律，有1二半兩導(dǎo)體板間液體的電阻r = ph由式得電阻R獲得的功率為電阻R獲得的最大功率P=【答案】1Bdv2LdVoB2LhR + d pfLv 電、d LRI2R P= LR+p2R 當(dāng) h=時(shí),mgcos 0時(shí)，又開(kāi)始出現(xiàn)摩擦力，圓環(huán)的加速度開(kāi)始減小，但速度繼續(xù)增大，彈力繼續(xù)增大，摩擦力繼續(xù)增大，當(dāng)摩擦力Ff =mgsin 0時(shí)，圓環(huán)所受的合力

6、為零，速度到達(dá)最大，由受力分析可知：mgsin 0= KqvmB mgcos0,代入數(shù)據(jù)解得 Vm = 9.2 m/s ,選項(xiàng)D正確.【答案】CD模型四帶電小球與絕緣圓環(huán)環(huán)形細(xì)管的組合例4如下圖，一個(gè)絕緣且內(nèi)壁光滑的環(huán)形細(xì)圓管，固定于豎直平面內(nèi)，環(huán)的半徑為R 比細(xì)管的內(nèi)徑大得多，在圓管的最低點(diǎn)有一個(gè)直徑略小于細(xì)管內(nèi)徑的帶正電小球處于靜止?fàn)顟B(tài)，小球的質(zhì)量為 m,帶電荷量為q,重力加速度為g.空間存在一磁感應(yīng)強(qiáng)度大小未知不為零，方向垂直于環(huán)形細(xì)圓管所在平面且向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng).某時(shí)刻，給小球一方向水平向右、大小為v匸5gR的初速度，那么以下判斷正確的選項(xiàng)是X J*11 J*/ /; pt0】A ?無(wú)論

7、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小如何，獲得初速度后的瞬間，小球在最低點(diǎn)一定受到管壁的彈力作用B .無(wú)論磁感應(yīng)強(qiáng)度大小如何，小球一定能到達(dá)環(huán)形細(xì)圓管的最高點(diǎn)，且小球在最高點(diǎn)一定受到管壁的彈力作用C. 無(wú)論磁感應(yīng)強(qiáng)度大小如何，小球一定能到達(dá)環(huán)形細(xì)圓管的最高點(diǎn)，且小球到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)的速度大小都相同D. 小球在環(huán)形細(xì)圓管的最低點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到所能到達(dá)的最高點(diǎn)的過(guò)程中，水平方向分速度的大小一直減小【解析】 小球在軌道最低點(diǎn)時(shí)受到的洛倫茲力方向豎直向上，假設(shè)洛倫茲力和重力的合力恰好提供小球所需要的向心力，那么在最低點(diǎn)時(shí)小球不會(huì)受到管壁彈力的作用，A選項(xiàng)錯(cuò)誤；小球運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，洛倫茲力不做功，小球的機(jī)械能守恒，運(yùn)動(dòng)至最高點(diǎn)時(shí)小球的速度

8、v =gR,由于受到圓管的約束，小球運(yùn)動(dòng)過(guò)程不會(huì)脫離軌道，所以小球一定能到達(dá)軌道最高點(diǎn)，2C選項(xiàng)正確；在最高點(diǎn)時(shí)，小球做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力F向=mv = mg,對(duì)小球受力分析得 mgB選項(xiàng)正確；小球在從最低點(diǎn)到最高點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，+ qvB Fn = F向，故Fn = qvB.小球受到豎直向下洛倫茲力的同時(shí)必然受到與洛倫茲力等大反向的軌道對(duì)小球的彈力，小球在下水平速度為零，而運(yùn)半圓內(nèi)上升的過(guò)程中，水平分速度向右一定遞減，至U達(dá)圓心的等高點(diǎn)時(shí)，動(dòng)至上半圓后水平分速度向左且不為零，所以水平分速度一定有增大的過(guò)程，D選項(xiàng)錯(cuò)誤.【答案】BC丿琴能提升：對(duì)點(diǎn)演練高考真題1. 2021北京卷，22如下圖，質(zhì)

9、量為 m、電荷量為q的帶電粒子，以初速度 v沿垂直磁場(chǎng)方向射入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng) .不計(jì)帶電粒子所受重力.1求粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑R和周期T;2 為使該粒子做勻速直線運(yùn)動(dòng)，還需要同時(shí)存在一個(gè)與磁場(chǎng)方向垂直的勻強(qiáng)電場(chǎng)，求電場(chǎng) 強(qiáng)度E的大小.X XBX XX XXXX XX X【解析】洛倫茲力提供向心力，有 f= qvB = mAR帶電粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑R=qB勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期 T =智.v qB2粒子受電場(chǎng)力 F = qE,洛倫茲力f= qvB.粒子做勻運(yùn)直線運(yùn)動(dòng)，那么qE = qvB場(chǎng)強(qiáng)E的大小E = vB.【答案】i mv牛VBqB qB2. 202

10、1四川卷，11 如下圖，圖面內(nèi)有豎直線DD,過(guò)DD且垂直于圖面將空間分成i、n兩區(qū)域.區(qū)域I有方向豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)和方向垂直圖面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B 圖中n未畫(huà)出；區(qū)域n有固定在水平面上高h(yuǎn)= 21、傾角a=4的光滑絕緣斜面，斜面頂端與直線DD距離s= 41，區(qū)域n可加豎直方向的大小不同的勻強(qiáng)電場(chǎng) (圖中未畫(huà)出)；C點(diǎn)在DD 上，距地面 高H = 31.零時(shí)刻，質(zhì)量為 m、帶電荷量為q的小球P在K點(diǎn)具有大小gl、方向與水平面夾角 社扌 的速度，在區(qū)域I內(nèi)做半徑r=$的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，經(jīng) C點(diǎn)水平進(jìn)入3n區(qū)域n .某時(shí)刻，不帶電的絕緣小球A由斜面頂端靜止釋放，在某處與剛運(yùn)動(dòng)到斜面的小球I，gP相遇？小球

11、視為質(zhì)點(diǎn)， 不計(jì)空氣阻力及小球 P所帶電荷量對(duì)空間電磁場(chǎng)的影響為重力加速度求勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的人小;假設(shè)小球A、P在斜面底端相遇，求釋放小球A的時(shí)刻tA ；假設(shè)小球A、P在時(shí)刻t= 3，-g( B為常數(shù))相遇于斜面某處，求此情況下區(qū)域n的勻強(qiáng) 電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)E，并討論場(chǎng)強(qiáng)E的極大值和極小值及相應(yīng)的方向.2【解析】 由題知，小球P在區(qū)域I內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，有口學(xué)二 qvoB代入數(shù)據(jù)解得B =(2)小球P在區(qū)域|做勻速圓周運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)過(guò)的圓心角為 斜面底端時(shí)刻為ti,有0,運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)的時(shí)刻為tc，到達(dá)Or tc=Vos hcot a= Vo(ti tc)小球A釋放后沿斜面運(yùn)動(dòng)加速度為aA,與小球P在時(shí)

12、刻t1相遇于斜面底端，有mgs in a= maA兀=2aAt1tA聯(lián)立以上方程可得設(shè)所求電場(chǎng)方向向下，在tA 時(shí)刻釋放小球 A,小球P在區(qū)域n運(yùn)動(dòng)加速度為ap.1 / 2s= V0 t tc + 2aa t tAcos mg+ qE = map1 1H - h+ -aA( t- tA )2sin a= -ap(t tc)2聯(lián)立相關(guān)方程解得E =幣毀mg對(duì)小球P的所有運(yùn)動(dòng)情形討論可得3W其53 2器豎直向上；極小值由此可得場(chǎng)強(qiáng)極小值為Emin = 0 ；場(chǎng)強(qiáng)極大值為EmaX=晉，方向豎直向上【答案】9 3qT.：|W鬥V冷極大值名校模擬3. 2021江蘇泰州高三上學(xué)期月考 如下圖為一速度選擇器

13、，內(nèi)有一磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B、方向垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，一束粒子流以速度 v水平射入，為使粒子流經(jīng)過(guò)磁場(chǎng)時(shí)不偏轉(zhuǎn)不計(jì)重力，那么磁場(chǎng)區(qū)域內(nèi)必須同時(shí)存在一個(gè)勻強(qiáng)電場(chǎng)，關(guān)于此電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)大小和方向的說(shuō) 法中，正確的選項(xiàng)是 of Bi*a1 BA .大小為V，粒子帶正電時(shí)，方向向上B. 大小為V，粒子帶負(fù)電時(shí)，方向向上C. 大小為Bv,方向向下，與粒子帶何種電荷無(wú)關(guān)D .大小為Bv,方向向上，與粒子帶何種電荷無(wú)關(guān)【解析】當(dāng)粒子所受的洛倫茲力和電場(chǎng)力平衡時(shí)，粒子流勻速直線通過(guò)該區(qū)域，有qvB = qE,所以E= Bv.假設(shè)粒子帶正電，那么受向下的洛倫茲力，電場(chǎng)方向應(yīng)該向上.粒子帶 負(fù)電時(shí)，電場(chǎng)方向仍應(yīng)向上.故

14、正確答案為D.【答案】D4. 2021 ?西柳州高三質(zhì)檢如下圖，空間有一垂直紙面向里的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為0.5T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，一質(zhì)量為 0.2 kg且足夠長(zhǎng)的絕緣木板靜止在光滑水平面上，在木板左端無(wú)初速度地放置一質(zhì)量為 0.05 kg、電荷量q= 0.2 C的滑塊，滑塊與絕緣木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5,可認(rèn)為滑塊受到的最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力.現(xiàn)對(duì)木板施加方向水平向左、大小為0.6 N的恒力，g取10 m/s2那么KA. 木板和滑塊一直做勻加速運(yùn)動(dòng)B. 滑塊先做勻加速運(yùn)動(dòng)后做勻速運(yùn)動(dòng)C. 最終滑塊做速度為5 m/s的勻速運(yùn)動(dòng)D .最終木板做加速度為3 m/s2的勻加速運(yùn)動(dòng)且洛倫茲力不斷增大，滑

15、【解析】 滑塊開(kāi)始運(yùn)動(dòng)后，受到豎直向上的洛倫茲力作用，塊受到的支持力逐漸減小，故滑塊先做變加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)|q|vB= mg時(shí)，滑塊做勻速運(yùn)動(dòng)，速度v= 5 m/s , C正確，A、B錯(cuò)誤；以后，木板在恒力F作用下做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，且加速F2度a= M = 3 m/s，故D正確.【答案】CD5.2021吉林通化高三質(zhì)檢如圖所示，外表粗糙的斜面固定于地面上，并處于方向垂直紙面向里的磁場(chǎng)和豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E,質(zhì)斷正確的量為m、電荷量為 Q的帶負(fù)電小滑塊從斜面頂端由靜止下滑，在滑塊下滑過(guò)程中，以下判XXKXXX切X112 武 hE1iA .滑塊受到的摩擦力不變B.

16、 假設(shè)斜面足夠長(zhǎng)，滑塊最終可能在斜面上勻速下滑C. 假設(shè)B足夠大，滑塊最終可能靜止于斜面上D. 滑塊到達(dá)地面時(shí)的動(dòng)能與B有關(guān)【解析】 滑塊向下運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中受到重力、電場(chǎng)力、支持力，根據(jù)左手定那么，滑塊還受到垂直斜面向下的洛倫茲力，沿斜面向上的摩擦力，滑塊向下運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，速度增大，洛倫茲力增大，支持力增大，滑動(dòng)摩擦力增大，當(dāng)B很大時(shí)，那么摩擦力有可能也很大，當(dāng)滑塊受到的摩擦力與重力沿斜面向下的分力以及電場(chǎng)力在斜面上分力之差相等時(shí)，滑塊做勻速直線運(yùn)動(dòng)，之后洛倫茲力與摩擦力不再增大，所以滑塊不可能靜止在斜面上，故A、C錯(cuò)誤，B正確；B不同，洛倫茲力大小也不同，所以滑動(dòng)摩擦力大小不同，摩擦力做的功不

17、同，根據(jù)動(dòng)能定理可知，滑塊到達(dá)地面的動(dòng)能不同，故D正確.【答案】BD課時(shí)作業(yè)二十七根底小題練1? 帶電質(zhì)點(diǎn)在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，某時(shí)刻速度方向如下圖，所受的重力和洛倫茲力的合力恰好與速度方向相反，不計(jì)阻力，貝V在此后的一小段時(shí)間內(nèi)，帶電質(zhì)點(diǎn)將 VXf xXA. 可能做直線運(yùn)動(dòng)B ?可能做勻減速運(yùn)動(dòng)C. 一定做曲線運(yùn)動(dòng)D ?可能做勻速圓周運(yùn)動(dòng)【解析】 帶電質(zhì)點(diǎn)在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，重力做功，速度大小和方向發(fā)生變化，洛倫茲力的大小和方向也隨之發(fā)生變化，故帶電質(zhì)點(diǎn)不可能做直線運(yùn)動(dòng)，也不可能做勻減速運(yùn)動(dòng)和勻速圓周運(yùn)動(dòng)，C正確.【答案】 C2?如下圖，場(chǎng)強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)方向豎直向下，場(chǎng)強(qiáng)為B的水平勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直紙面向

18、里，三個(gè)油滴a、b、c帶有等量的同種電荷？a靜止，b、c在紙面內(nèi)按圖示方向做勻速圓周運(yùn)動(dòng)軌跡未畫(huà)出.忽略三個(gè)油滴間的靜電力作用，比擬三個(gè)油滴的質(zhì)量及b、c的運(yùn)動(dòng)情況，以下說(shuō)法中正確的選項(xiàng)是A. 三個(gè)油滴的質(zhì)量相等，b、 c都沿順時(shí)針?lè)较蜻\(yùn)動(dòng)B. a的質(zhì)量最大，c的質(zhì)量最小，b、c都沿逆時(shí)針?lè)较蜻\(yùn)動(dòng)C. b的質(zhì)量最大，a的質(zhì)量最小，b、c都沿順時(shí)針?lè)较蜻\(yùn)動(dòng)D. 三個(gè)油滴的質(zhì)量相等，b沿順時(shí)針?lè)较蜻\(yùn)動(dòng)，c沿逆時(shí)針?lè)较蜻\(yùn)動(dòng)【解析】 油滴a靜止不動(dòng)，其受到的合力為零，所以mag= qE,電場(chǎng)力方向豎直向上,油滴帶負(fù)電荷？又油滴b、c在場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，那么其重力和受到的電場(chǎng)力是一對(duì)平衡力，所以mbg

19、=mcg = qE，油滴受到的洛倫茲力提供其做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，由左手定那么可判斷，b、c都沿順時(shí)針?lè)较蜻\(yùn)動(dòng)?故 A正確.【答案】A3.個(gè)帶正電的小球沿光滑絕緣的桌面向右運(yùn)動(dòng)，速度方向垂直于一個(gè)水平向里的勻如水平射程為X1，著地速?gòu)?qiáng)磁場(chǎng)？如下圖，小球飛離桌面后落到地板上，設(shè)飛行時(shí)間為度為V1，撤去磁場(chǎng)，其余的條件不變，小球飛行時(shí)間為t2,水平射程為X2,著地速度為V2,那么以下論述正確的選項(xiàng)是A ? Xi X2C. Vi和V2大小相等【解析】 當(dāng)桌面右邊存在磁場(chǎng)時(shí)，B . tl t2D. Vi和V2方向相同由左手定那么可知，帶正電的小球在飛行過(guò)程中受到斜向右上方的洛倫茲力作用，此力在水平方

20、向上的分量向右，豎直分量向上，因此小球水平方向上存在加速度，豎直方向上的加速度avg，所以ti t2, Xi X2, A、B對(duì)；又因?yàn)槁鍌惼澚Σ蛔龉Γ?C對(duì)；兩次小球著地時(shí)速度方向不同，D錯(cuò).【答案】ABC4?如下圖為一個(gè)質(zhì)量為m、帶電荷量為+ q的圓環(huán)，可在水平放置的粗糙細(xì)桿上自由滑動(dòng)，細(xì)桿處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，圓環(huán)以初速度Vo向右運(yùn)動(dòng)直至處于平衡狀態(tài)，那么圓環(huán)克服摩擦力做的功可能為?mv2mV2 【解析】 假設(shè)圓環(huán)所受洛倫茲力等于重力，圓環(huán)與粗糙細(xì)桿壓力為零，摩擦力為零，圓環(huán)克服摩擦力做的功為零，選項(xiàng)A正確；假設(shè)圓環(huán)所受洛倫茲力不等于重力，圓環(huán)與粗糙細(xì)桿壓力不為零，摩擦力不為零

21、，圓環(huán)以初速度V。向右做減速運(yùn)動(dòng).假設(shè)開(kāi)始圓環(huán)所受洛倫茲力小于重力，貝y直減速到零，圓環(huán)克服摩擦力做的功為Amvo,選項(xiàng)B正確；假設(shè)開(kāi)始圓環(huán)所受洛倫茲力大于重力，那么減速到洛倫茲力等于重力到達(dá)穩(wěn)定，穩(wěn)定速度v =四 qB由動(dòng)能定1 2 1 2 1理可得圓環(huán)克服摩擦力做的功為W= ?mv。一八mv2 2、 mg 1=?m-V 叮匸,選項(xiàng)D正確，C錯(cuò)誤.【答案】 ABD5.如下圖，ABC為豎直平面內(nèi)的光滑絕緣軌道，其中AB為傾斜直軌道，BC為與甲、乙、ABAB相切的圓形軌道，并且圓形軌道處在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，質(zhì)量相同的丙三個(gè)小球中，甲球帶正電、乙球帶負(fù)電、丙球不帶電.現(xiàn)將三個(gè)小球在

22、軌道上分別從不同高度處由靜止釋放，都恰好通過(guò)圓形軌道的最高點(diǎn)，那么A. 經(jīng)過(guò)最高點(diǎn)時(shí)，三個(gè)小球的速度相等B. 經(jīng)過(guò)最高點(diǎn)時(shí)，甲球的速度最小C. 甲球的釋放位置比乙球的高D. 運(yùn)動(dòng)過(guò)程中三個(gè)小球的機(jī)械能均保持不變【解析】 三個(gè)小球在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中機(jī)械能守恒，有mgh = gmv2,在圓形軌道的最高點(diǎn)時(shí)2 2 2對(duì)甲有qviB+ mg=爭(zhēng)，對(duì)乙有 mg qv2B= 嚴(yán)，對(duì)丙有 mg=號(hào)3,可判斷vV3V2,選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤，選項(xiàng)C、D正確.【答案】CD6. 2021天水高三質(zhì)檢如下圖，虛線空間中存在由勻強(qiáng)電場(chǎng)E和勻強(qiáng)磁場(chǎng)B組成的正交或平行的電場(chǎng)和磁場(chǎng)圖中實(shí)線為電場(chǎng)線，有一個(gè)帶正電小球電荷量為+ q,質(zhì)量

23、為m從正交或平行的電磁復(fù)合場(chǎng)上方的某一高度自由落下,那么，帶電小球可能沿直線通過(guò)的是【解析】 帶電小球進(jìn)入復(fù)合場(chǎng)時(shí)受力情況B其中只有 C、D兩種情況下合外力可能為零或與速度的方向相同，所以有可能沿直線通過(guò)復(fù)合場(chǎng)區(qū)域， A項(xiàng)中洛倫茲力隨速度 v的增大而增大，所以三力的合力不會(huì)總保持在豎直方向，合力與速度方向?qū)a(chǎn)生夾角，小球做曲線運(yùn)動(dòng)，所以【答案】 CD創(chuàng)新導(dǎo)向練7. 生活科技電磁流量計(jì)原理的實(shí)際應(yīng)用為了測(cè)量某化工廠的污水排放量，技術(shù)人員在該廠的排污管末端安裝了如下圖的流量計(jì)，該裝置由絕緣材料制成，長(zhǎng)、寬、高分別為a= 1 m、b = 0.2 m、c = 0.2 m，左、右兩端開(kāi)口，在垂直于前、后

24、面的方向加磁感應(yīng)強(qiáng)度為B= 1.25 T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，在上下兩個(gè)面的內(nèi)側(cè)固定有金屬板 M、N作為電極.污水充滿(mǎn)裝置以某一速度從左向右勻速流經(jīng)該裝置時(shí)，f= kLv，其中比例得兩個(gè)電極間的電壓 U =1 V,且污水流過(guò)該裝置時(shí)受到阻力作用，阻力系數(shù)k= 15 Ns/m 2, L為污水沿流速方向的長(zhǎng)度，v為污水的流速，以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是A. 金屬板M的電勢(shì)不一定高于金屬板N的電勢(shì)，因?yàn)槲鬯胸?fù)離子較多B ?污水中粒子濃度的上下對(duì)電壓表的示數(shù)也有一定影響C. 污水的流量單位時(shí)間內(nèi)流出污水體積Q= 0.16 m 3/sD. 為使污水勻速通過(guò)該裝置，左、右兩側(cè)管應(yīng)施加的壓強(qiáng)差為【解析】 根據(jù)左手定那么，

25、正離子受到向上的洛倫茲力向AP = 1 500 PaM偏轉(zhuǎn)，負(fù)離子受到向下的洛倫茲力向N偏轉(zhuǎn)，所以M板的電勢(shì)一定大于N的電勢(shì)，A錯(cuò)誤；兩極板帶上電荷后，會(huì)在豎直方向上產(chǎn)生一個(gè)電場(chǎng)力，最后電場(chǎng)力和洛倫茲力平衡，故有qvB=出,解得U = vBc,與粒子濃度的大小無(wú)關(guān)，B錯(cuò)誤；因?yàn)閁 = vBc,所以v = Y，污水的流量Q = vS=lbc= UBeBc Bb= 0.16 m 3/s, C 正確；為使勻速通過(guò)，那么 ApS= f = kLv,即 Zpbc = ka,解得 巾=1 500 Pa , BCD正確.【答案】 CD&科技研究 利用電磁偏轉(zhuǎn)研究金屬導(dǎo)體中自由電子特點(diǎn)利用如下圖的方法可以測(cè)得

26、金屬導(dǎo)體中單位體積內(nèi)的自由電子數(shù)n,現(xiàn)測(cè)得一塊橫截面為矩形的金屬導(dǎo)體的寬為b，厚為d,并加有與側(cè)面垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B，當(dāng)通以圖示方向電流I時(shí)，在導(dǎo)體上、下外表間用電壓表可測(cè)得電壓為U.自由電子的電荷量為e,那么下列判斷正確的選項(xiàng)是 A .上外表電勢(shì)高B ?下外表電勢(shì)高C.該導(dǎo)體單位體積內(nèi)的自由電子數(shù)為edbD ?該導(dǎo)體單位體積內(nèi)的自由電子數(shù)為BIeUb勢(shì)高，B正確，A錯(cuò)誤.再根據(jù)eU = evB,仁neSv= nebdv得n =deUb,故d正確，C錯(cuò)誤.【答案】BD9?電磁泵的工作原理如下圖，電磁泵泵體是一個(gè)長(zhǎng)方體，ab邊長(zhǎng)為L(zhǎng)i,兩側(cè)端面是邊長(zhǎng)為 L2的正方 形；流經(jīng)泵體內(nèi)的液體密度為 p在

27、泵頭通入導(dǎo)電劑后液體的電導(dǎo)率為0 電阻率的倒數(shù)，泵體所在處有方向垂直前后外表向外的磁場(chǎng)B, 把泵體的上下兩外表接在電壓為U 內(nèi)阻不計(jì)的電源上，貝u A.泵體上外表應(yīng)接電源正極ULiB .通過(guò)泵體的電流1=1C. 增大磁感應(yīng)強(qiáng)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【解析】 泵體上外表接電源正極，電流方向向下，電磁泵向左拉動(dòng)液體，故A正確；由電阻定律和歐姆定律得，R=1 ?L；二1? I = U = UL 1 o,故B錯(cuò)誤；由Fb=BIL2得FbOLi L2 oLiR=BUL i O故C正確.【答案】AC10.科技探究 一一海流發(fā)電的電磁原理如下圖為一利用海流發(fā)電的原理圖

28、，用絕緣材料制成一個(gè)橫截面為矩形的管道，在管道的上、下兩個(gè)內(nèi)外表裝有兩塊電阻不計(jì)的金屬板M、N,板長(zhǎng)為a,寬為b，板間的距離為d,將管道沿海流方向固定在海水中，在管道中加與前后外表垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為v,以下B, 將航標(biāo)燈與兩金屬板連接圖中未畫(huà)出.海流方向如圖，海流速率為說(shuō)法正確的選項(xiàng)是A . M板電勢(shì)高于N板的電勢(shì)B .該海流發(fā)電機(jī)的電動(dòng)勢(shì)為 BdvC. 該海流發(fā)電機(jī)的電動(dòng)勢(shì)為 BavD ?管道內(nèi)海水受到的安培力方向向左【解析】 海水中的正離子受到的洛倫茲力方向向上，所以正離子向上偏轉(zhuǎn)，即M板帶正電；負(fù)離子受到的洛倫茲力方向向下，所以負(fù)離子向下偏轉(zhuǎn)，N板帶負(fù)電，可知 M板時(shí)，兩板

29、間的電壓穩(wěn)定，即的電勢(shì)高于N板的電勢(shì)，故 A正確；M、N兩板間形成電場(chǎng)，當(dāng)離子所受的洛倫茲力和電場(chǎng)力平衡qU = Bqv,得U = Bdv,兩板間電壓即該海流發(fā)電機(jī)的d電動(dòng)勢(shì)，故B正確，C錯(cuò)誤；根據(jù)左手定那么知，管道內(nèi)電流方向向上，故海水所受安培力方向向左，D正確.【答案】 ABD綜合提升練11.如下圖，空間內(nèi)有相距為 d的兩塊正對(duì)的平行金屬板 PQ、MN，板長(zhǎng)L=fd,兩板帶等量異種電荷.在虛線QN右側(cè)存在垂直于紙面、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的矩形勻強(qiáng)磁場(chǎng)(圖 中未畫(huà)出).現(xiàn)有一帶電粒子以初速度 vo沿兩板中央00 射入，并恰好從下極板邊緣射出， 又經(jīng)過(guò)在矩形有界磁場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)，最終從金屬板PQ的右端進(jìn)入平行金屬板 PQ、MN之間?不計(jì)帶電粒子重力.求:(1)粒子從下極板邊緣射出時(shí)的速度； 粒子從0運(yùn)動(dòng)到金屬板PQ的右端經(jīng)歷的時(shí)間(3)矩形有界磁場(chǎng)的最小面積.【解析】(1)帶電粒子在電場(chǎng)中平行極板方向做勻速運(yùn)動(dòng)，有.3-3d = v1=土 Vyti解得，帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間 2聚 帶電粒子在豎直方向從靜止開(kāi)始做勻加速運(yùn)動(dòng)解得，vy=3Vo那么粒子從下