第八章第三節(jié)帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)

1、第三節(jié)帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)學(xué)生用書(shū)P165一、帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)1復(fù)合場(chǎng)的分類(lèi)(1)疊加場(chǎng)：電場(chǎng)、磁場(chǎng)、重力場(chǎng)共存，或其中某兩場(chǎng)共存(2)組合場(chǎng)：電場(chǎng)與磁場(chǎng)各位于一定的區(qū)域內(nèi)，并不重疊或在同一區(qū)域，電場(chǎng)、磁場(chǎng)交替出現(xiàn)2帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)分類(lèi)(1)靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)當(dāng)帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中所受合外力為零時(shí)，將處于靜止?fàn)顟B(tài)或做勻速直線運(yùn)動(dòng)(2)勻速圓周運(yùn)動(dòng)當(dāng)帶電粒子所受的重力與電場(chǎng)力大小相等、方向相反時(shí)，帶電粒子在洛倫茲力的作用下，在垂直于勻強(qiáng)磁場(chǎng)的平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)(3)非勻變速曲線運(yùn)動(dòng)當(dāng)帶電粒子所受的合外力的大小和方向均變化，且與初速度方向不在同一條直線上時(shí)，粒子做非勻變速曲線運(yùn)

2、動(dòng)，這時(shí)粒子運(yùn)動(dòng)軌跡既不是圓弧，也不是拋物線1.(單選)(2015·江西七校聯(lián)考)在豎直放置的光滑絕緣圓環(huán)上，套有一個(gè)帶電荷量為q、質(zhì)量為m的小環(huán)，整個(gè)裝置放在如圖所示的正交電磁場(chǎng)中，電場(chǎng)強(qiáng)度E.當(dāng)小環(huán)從大環(huán)頂無(wú)初速度下滑時(shí)，在滑過(guò)多少弧度時(shí)所受洛倫茲力最大()A.B.C. D答案：C二、帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的應(yīng)用實(shí)例1質(zhì)譜儀(1)構(gòu)造：如圖所示，由粒子源、加速電場(chǎng)、偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)和照相底片等構(gòu)成(2)原理：粒子由靜止在加速電場(chǎng)中被加速，根據(jù)動(dòng)能定理可得關(guān)系式qUmv2.粒子在磁場(chǎng)中受洛倫茲力偏轉(zhuǎn)，做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，根據(jù)牛頓第二定律得關(guān)系式qvBm.由以上兩式可得出需要研究的物理量，如粒子

3、軌道半徑、粒子質(zhì)量、比荷r ，m，.2回旋加速器(1)構(gòu)造：如圖所示，D1、D2是半圓形金屬盒，D形盒的縫隙處接交流電源D形盒處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中(2)原理：交流電的周期和粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的周期相等，粒子經(jīng)電場(chǎng)加速，經(jīng)磁場(chǎng)回旋，由qvB，得Ekm，可見(jiàn)粒子獲得的最大動(dòng)能由磁感應(yīng)強(qiáng)度B和D形盒半徑r決定，與加速電壓無(wú)關(guān)3速度選擇器(如圖所示)(1)平行板中電場(chǎng)強(qiáng)度E和磁感應(yīng)強(qiáng)度B互相垂直這種裝置能把具有一定速度的粒子選擇出來(lái)，所以叫做速度選擇器(2)帶電粒子能夠沿直線勻速通過(guò)速度選擇器的條件是qEqvB，即v.4磁流體發(fā)電機(jī)(1)磁流體發(fā)電是一項(xiàng)新興技術(shù)，它可以把內(nèi)能直接轉(zhuǎn)化為電能(2)根據(jù)左手定則，如

4、圖中的B是發(fā)電機(jī)正極(3)磁流體發(fā)電機(jī)兩極板間的距離為L(zhǎng)，等離子體速度為v，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，則由qEqqvB得兩極板間能達(dá)到的最大電勢(shì)差UBLv.5電磁流量計(jì)工作原理：如圖所示，圓形導(dǎo)管直徑為d，用非磁性材料制成，導(dǎo)電液體在管中向左流動(dòng)，導(dǎo)電液體中的自由電荷(正、負(fù)離子)，在洛倫茲力的作用下橫向偏轉(zhuǎn)，a、b間出現(xiàn)電勢(shì)差，形成電場(chǎng)，當(dāng)自由電荷所受的電場(chǎng)力和洛倫茲力平衡時(shí)，a、b間的電勢(shì)差就保持穩(wěn)定，即：qvBqEq，所以v，因此液體流量QSv·.2.(單選)如圖所示是質(zhì)譜儀的工作原理示意圖，帶電粒子被加速電場(chǎng)加速后，進(jìn)入速度選擇器速度選擇器內(nèi)相互正交的勻強(qiáng)磁場(chǎng)和勻強(qiáng)電場(chǎng)的強(qiáng)度分別

5、為B和E.平板S上有可讓粒子通過(guò)的狹縫P和記錄粒子位置的膠片A1A2.平板S下方有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0的勻強(qiáng)磁場(chǎng)下列表述錯(cuò)誤的是()A質(zhì)譜儀是分析同位素的重要工具B速度選擇器中的磁場(chǎng)方向垂直紙面向外C能通過(guò)狹縫P的帶電粒子的速率等于E/BD粒子打在膠片上的位置越靠近狹縫P，粒子的比荷越小答案：D考點(diǎn)一帶電粒子在疊加場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng) 學(xué)生用書(shū)P1661帶電粒子在疊加場(chǎng)中無(wú)約束情況下的運(yùn)動(dòng)情況分類(lèi)(1)磁場(chǎng)力、重力并存若重力和洛倫茲力平衡，則帶電體做勻速直線運(yùn)動(dòng)若重力和洛倫茲力不平衡，則帶電體將做復(fù)雜的曲線運(yùn)動(dòng)，因洛倫茲力不做功，故機(jī)械能守恒，由此可求解問(wèn)題(2)電場(chǎng)力、磁場(chǎng)力并存(不計(jì)重力的微觀粒子)若電

6、場(chǎng)力和洛倫茲力平衡，則帶電體做勻速直線運(yùn)動(dòng)若電場(chǎng)力和洛倫茲力不平衡，則帶電體將做復(fù)雜的曲線運(yùn)動(dòng)，因洛倫茲力不做功，可用動(dòng)能定理求解問(wèn)題(3)電場(chǎng)力、磁場(chǎng)力、重力并存若三力平衡，一定做勻速直線運(yùn)動(dòng)若重力與電場(chǎng)力平衡，一定做勻速圓周運(yùn)動(dòng)若合力不為零且與速度方向不垂直，將做復(fù)雜的曲線運(yùn)動(dòng)，因洛倫茲力不做功，可用能量守恒或動(dòng)能定理求解問(wèn)題2帶電粒子在疊加場(chǎng)中有約束情況下的運(yùn)動(dòng)帶電體在復(fù)合場(chǎng)中受輕桿、輕繩、圓環(huán)、軌道等約束的情況下，除受場(chǎng)力外，還受彈力、摩擦力作用，常見(jiàn)的運(yùn)動(dòng)形式有直線運(yùn)動(dòng)和圓周運(yùn)動(dòng)，此時(shí)解題要通過(guò)受力分析明確變力、恒力做功情況，并注意洛倫茲力不做功的特點(diǎn)，運(yùn)用動(dòng)能定理、能量守恒定律結(jié)合

7、牛頓運(yùn)動(dòng)定律求出結(jié)果(2014·高考四川卷)如圖所示，水平放置的不帶電的平行金屬板p和b相距h，與圖示電路相連，金屬板厚度不計(jì)，忽略邊緣效應(yīng)p板上表面光滑，涂有絕緣層，其上O點(diǎn)右側(cè)相距h處有小孔K；b板上有小孔T，且O、T在同一條豎直線上，圖示平面為豎直平面質(zhì)量為m、電荷量為q(q>0)的靜止粒子被發(fā)射裝置(圖中未畫(huà)出)從O點(diǎn)發(fā)射，沿p板上表面運(yùn)動(dòng)時(shí)間t后到達(dá)K孔，不與板碰撞地進(jìn)入兩板之間粒子視為質(zhì)點(diǎn)，在圖示平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)，電荷量保持不變，不計(jì)空氣阻力，重力加速度大小為g.(1)求發(fā)射裝置對(duì)粒子做的功；(2)電路中的直流電源內(nèi)阻為r，開(kāi)關(guān)S接“1”位置時(shí)，進(jìn)入板間的粒子落在b板上的

8、A點(diǎn)，A點(diǎn)與過(guò)K孔豎直線的距離為l.此后將開(kāi)關(guān)S接“2”位置，求阻值為R的電阻中的電流強(qiáng)度；(3)若選用恰當(dāng)直流電源，電路中開(kāi)關(guān)S接“1”位置，使進(jìn)入板間的粒子受力平衡，此時(shí)在板間某區(qū)域加上方向垂直于圖面的、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小合適的勻強(qiáng)磁場(chǎng)(磁感應(yīng)強(qiáng)度B只能在0Bm范圍內(nèi)選取)，使粒子恰好從b板的T孔飛出，求粒子飛出時(shí)速度方向與b板板面的夾角的所有可能值(可用反三角函數(shù)表示)審題點(diǎn)睛(1)粒子從O到K做什么運(yùn)動(dòng)？發(fā)射裝置對(duì)粒子做的功與粒子的動(dòng)能有何關(guān)系？(2)第(2)問(wèn)中，粒子在兩板間受哪些力？做什么運(yùn)動(dòng)？(3)第(3)問(wèn)中，電場(chǎng)力與重力平衡，再加上合適的磁場(chǎng)，粒子做什么運(yùn)動(dòng)？離開(kāi)磁場(chǎng)區(qū)域后，粒子

9、做什么運(yùn)動(dòng)？要使粒子能通過(guò)T孔，離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)的速度方向應(yīng)滿(mǎn)足什么條件？解析(1)設(shè)粒子在p板上做勻速直線運(yùn)動(dòng)的速度為v0，有hv0t設(shè)發(fā)射裝置對(duì)粒子做的功為W，由動(dòng)能定理得Wmv聯(lián)立式可得W.(2)S接“1”位置時(shí)，電源的電動(dòng)勢(shì)E0與板間電勢(shì)差U相等，有E0U板間產(chǎn)生勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)為E，粒子進(jìn)入板間時(shí)有水平方向的速度v0，在板間受到豎直方向的重力和電場(chǎng)力作用而做類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)，設(shè)加速度為a，運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t1，有UEhmgqEmahatlv0t1S接“2”位置，則在電阻R上流過(guò)的電流I滿(mǎn)足I聯(lián)立式得I.(3)由題意知此時(shí)在板間運(yùn)動(dòng)的粒子重力與電場(chǎng)力平衡，當(dāng)粒子從K進(jìn)入板間后立即進(jìn)入磁場(chǎng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，如

10、圖所示，粒子從D點(diǎn)出磁場(chǎng)區(qū)域后沿DT做勻速直線運(yùn)動(dòng)，DT與b板上表面的夾角為題目所求夾角，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B取最大值時(shí)的夾角為最大值m，設(shè)粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為R，有qv0B過(guò)D點(diǎn)作b板的垂線與b板的上表面交于G，由幾何關(guān)系有hR(1cos )hRsin tan 聯(lián)立式，將BBm代入，求得marcsin 當(dāng)B逐漸減小，粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑R也隨之變大，D點(diǎn)向b板靠近，DT與b板上表面的夾角也越變?cè)叫?，?dāng)D點(diǎn)無(wú)限接近于b板上表面時(shí)，粒子離開(kāi)磁場(chǎng)后在板間幾乎沿著b板上表面運(yùn)動(dòng)而從T孔飛出板間區(qū)域，此時(shí)Bm>B>0滿(mǎn)足題目要求，夾角趨近0，即00則題目所求夾角為0<arcs

11、in .答案(1)(2)(3)0<arcsin 1.(多選)(2015·浙江名校聯(lián)考)質(zhì)量為m、電荷量為q的微粒以速度v與水平方向成角從O點(diǎn)進(jìn)入方向如圖所示的正交的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)組成的混合場(chǎng)區(qū)，該微粒在電場(chǎng)力、洛倫茲力和重力的共同作用下，恰好沿直線運(yùn)動(dòng)到A，下列說(shuō)法中正確的是()A該微粒一定帶負(fù)電荷B微粒從O到A的運(yùn)動(dòng)可能是勻變速運(yùn)動(dòng)C該磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為D該電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)為Bvcos 解析：選AC.若微粒帶正電荷，它受豎直向下的重力mg、水平向左的電場(chǎng)力qE和斜向右下方的洛倫茲力qvB，知微粒不能做直線運(yùn)動(dòng)，據(jù)此可知微粒應(yīng)帶負(fù)電荷，它受豎直向下的重力mg、水平向右的電場(chǎng)力

12、qE和斜向左上方的洛倫茲力qvB，又知微粒恰好沿著直線運(yùn)動(dòng)到A，可知微粒應(yīng)該做勻速直線運(yùn)動(dòng)，則選項(xiàng)A正確，B錯(cuò)誤；由平衡條件有關(guān)系：qvBcos mg，qvBsin qE，得磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B，電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)EBvsin ，故選項(xiàng)C正確，D錯(cuò)誤考點(diǎn)二帶電粒子在組合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng) 學(xué)生用書(shū)P167帶電粒子在組合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)，實(shí)際上是幾個(gè)典型運(yùn)動(dòng)過(guò)程的組合，因此解決這類(lèi)問(wèn)題要分段處理，找出各分段之間的銜接點(diǎn)和相關(guān)物理量，問(wèn)題即可迎刃而解常見(jiàn)類(lèi)型如下：1從電場(chǎng)進(jìn)入磁場(chǎng)(1)粒子先在電場(chǎng)中做加速直線運(yùn)動(dòng)，然后進(jìn)入磁場(chǎng)做圓周運(yùn)動(dòng)在電場(chǎng)中利用動(dòng)能定理或運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求粒子剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度(2)粒子先在電場(chǎng)中做類(lèi)平拋運(yùn)

13、動(dòng)，然后進(jìn)入磁場(chǎng)做圓周運(yùn)動(dòng)在電場(chǎng)中利用平拋運(yùn)動(dòng)知識(shí)求粒子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度2從磁場(chǎng)進(jìn)入電場(chǎng)(1)粒子進(jìn)入電場(chǎng)時(shí)的速度與電場(chǎng)方向相同或相反，做勻變速直線運(yùn)動(dòng)(不計(jì)重力)(2)粒子進(jìn)入電場(chǎng)時(shí)的速度方向與電場(chǎng)方向垂直，做類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)(2013·高考安徽卷)如圖所示的平面直角坐標(biāo)系xOy，在第象限內(nèi)有平行于y軸的勻強(qiáng)電場(chǎng)，方向沿y軸正方向；在第象限的正三角形abc區(qū)域內(nèi)有勻強(qiáng)磁場(chǎng)，方向垂直于xOy平面向里，正三角形邊長(zhǎng)為L(zhǎng)，且ab邊與y軸平行一質(zhì)量為m、電荷量為q的粒子，從y軸上的P(0，h)點(diǎn)，以大小為v0的速度沿x軸正方向射入電場(chǎng)，通過(guò)電場(chǎng)后從x軸上的a(2h,0)點(diǎn)進(jìn)入第象限，又經(jīng)過(guò)磁場(chǎng)從

14、y軸上的某點(diǎn)進(jìn)入第象限，且速度與y軸負(fù)方向成45°角，不計(jì)粒子所受的重力求：(1)電場(chǎng)強(qiáng)度E的大?。?2)粒子到達(dá)a點(diǎn)時(shí)速度的大小和方向；(3)abc區(qū)域內(nèi)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的最小值解析(1)設(shè)粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t，則有xv0t2hyat2hqEma聯(lián)立以上各式可得E.(2)粒子到達(dá)a點(diǎn)時(shí)沿負(fù)y方向的分速度為vyatv0所以vv0方向指向第象限與x軸正方向成45°角(3)粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，有qvBm當(dāng)粒子從b點(diǎn)射出時(shí)，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為最小值，此時(shí)有rL，所以B.答案(1)(2)v0指向第象限與x軸正方向成45°角(3)方法總結(jié)解決帶電粒子在組合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)

15、問(wèn)題的思路(1)首先明確每個(gè)場(chǎng)的性質(zhì)、方向、強(qiáng)弱和范圍；(2)對(duì)帶電粒子進(jìn)行受力分析，確定帶電粒子的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)，分析粒子的運(yùn)動(dòng)過(guò)程，畫(huà)出運(yùn)動(dòng)軌跡；(3)通過(guò)分析，確定粒子從一個(gè)場(chǎng)區(qū)進(jìn)入另一場(chǎng)區(qū)時(shí)的位置、速度大小和方向是解題的關(guān)鍵2.(2015·東北三校聯(lián)考)如圖所示，相距3L的AB、CD兩直線間的區(qū)域存在著兩個(gè)大小不同、方向相反的有界勻強(qiáng)電場(chǎng)，其中PT上方的電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)方向豎直向下，PT下方的電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)方向豎直向上，電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小是電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小的2倍，在電場(chǎng)左邊界AB上有點(diǎn)Q，PQ間距離為L(zhǎng).從某時(shí)刻起由Q以初速度v0沿水平方向垂直射入勻強(qiáng)電場(chǎng)的帶電粒子電荷量為q，質(zhì)量為m，通過(guò)PT上

16、的某點(diǎn)R進(jìn)入勻強(qiáng)電場(chǎng)后從CD邊上的M點(diǎn)水平射出，其軌跡如圖若P、R兩點(diǎn)間的距離為2L，不計(jì)粒子的重力(1)求勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度E1的大小和M、T之間的距離(2)有一由光滑彈性絕緣壁圍成的橫截面為邊長(zhǎng)為a的正三角形容器，在其左壁正中央開(kāi)有一小孔S，將其置于CD右側(cè)且緊挨CD邊界若從Q點(diǎn)射入的粒子經(jīng)AB、CD間的電場(chǎng)從S孔水平射入容器中，欲使粒子在容器中與器壁兩次垂直碰撞后能從S孔水平射出(粒子與絕緣壁碰撞時(shí)無(wú)機(jī)械能和電荷量損失)，并返回Q點(diǎn)，需要在容器中加上一個(gè)如圖所示的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，求：磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小；粒子從Q出發(fā)到再返回到Q所經(jīng)歷的時(shí)間解析：(1)粒子經(jīng)PT直線上的點(diǎn)R由電場(chǎng)進(jìn)入電場(chǎng)，設(shè)粒子

17、由Q到R及由R到M的時(shí)間分別為t2與t1，則2Lv0t2，LtLv0t1，MTt又E12E2聯(lián)立解得E1，MTL.(2)分析可知，粒子從S孔水平射入時(shí)的速度為v0.欲使粒子能從S孔水平射出，粒子運(yùn)動(dòng)的半徑應(yīng)為：ra，由qv0B得：B粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間，t1T粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t2粒子從Q出發(fā)到再回到Q經(jīng)歷的時(shí)間：tt1t2.答案：(1)L(2)學(xué)生用書(shū)P168方法技巧帶電粒子在交變電場(chǎng)、磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)(17分)如圖甲所示，寬度為d的豎直狹長(zhǎng)區(qū)域內(nèi)(邊界為L(zhǎng)1、L2)，存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)和豎直方向的周期性變化的電場(chǎng)(如圖乙所示)，電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為E0，E>0表示電場(chǎng)方向豎直向

18、上t0時(shí)，一帶正電、質(zhì)量為m的微粒從左邊界上的N1點(diǎn)以水平速度v射入該區(qū)域，沿直線運(yùn)動(dòng)到Q點(diǎn)后，做一次完整的圓周運(yùn)動(dòng)，再沿直線運(yùn)動(dòng)到右邊界上的N2點(diǎn)Q為線段N1N2的中點(diǎn)，重力加速度為g.上述d、E0、m、v、g為已知量(1)求微粒所帶電荷量q和磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大??；(2)求電場(chǎng)變化的周期T；(3)改變寬度d，使微粒仍能按上述運(yùn)動(dòng)過(guò)程通過(guò)相應(yīng)寬度的區(qū)域，求T的最小值審題點(diǎn)睛(1)N1Q段的直線運(yùn)動(dòng)分析：受力平衡(2)圓周運(yùn)動(dòng)分析：重力與電場(chǎng)力平衡、洛倫茲力提供向心力(3)直線運(yùn)動(dòng)的時(shí)間圓周運(yùn)動(dòng)的時(shí)間周期(4)磁場(chǎng)寬度的臨界值：d2R.該得的分一分不丟！(1)微粒做直線運(yùn)動(dòng)，則mgqE0qvB(2

19、分)微粒做圓周運(yùn)動(dòng)，則mgqE0(2分)聯(lián)立得q(1分)B.(1分)(2)設(shè)微粒 從N1運(yùn)動(dòng)到Q的時(shí)間為t1，做圓周運(yùn)動(dòng)的周期為t2，則vt1(1分)qvBm(2分)2Rvt2(1分)聯(lián)立得t1；t2(2分)電場(chǎng)變化的周期Tt1t2.(1分)(3)若微粒能完成題述的運(yùn)動(dòng)過(guò)程，要求d2R(1分)聯(lián)立得R(1分)設(shè)在N1Q段直線運(yùn)動(dòng)的最短時(shí)間為t1min，由得t1min，(1分)因t2不變，T的最小值Tmint1mint2.(1分)答案(1)(2)(3)方法提煉(1)解決帶電粒子在交變電場(chǎng)、磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)問(wèn)題時(shí)，關(guān)鍵要明確粒子在不同時(shí)間段內(nèi)、不同區(qū)域內(nèi)的受力特性，對(duì)粒子的運(yùn)動(dòng)情景、運(yùn)動(dòng)性質(zhì)做出判斷(

20、2)這類(lèi)問(wèn)題一般都具有周期性，在分析粒子運(yùn)動(dòng)時(shí)，要注意粒子的運(yùn)動(dòng)周期、電場(chǎng)周期、磁場(chǎng)周期的關(guān)系(3)帶電粒子在交變電磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)仍遵循牛頓運(yùn)動(dòng)定律、運(yùn)動(dòng)的合成與分解、動(dòng)能定理、能量守恒定律等力學(xué)規(guī)律，所以此類(lèi)問(wèn)題的研究方法與質(zhì)點(diǎn)動(dòng)力學(xué)相同3.(2015·湖北八市聯(lián)考)如圖甲所示，水平直線MN下方有豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)，現(xiàn)將一重力不計(jì)、比荷1×106 C/kg的正電荷置于電場(chǎng)中的O點(diǎn)由靜止釋放，經(jīng)過(guò)×105s后，電荷以v01.5×104 m/s的速度通過(guò)MN進(jìn)入其上方的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)與紙面垂直，磁感應(yīng)強(qiáng)度B按圖乙所示規(guī)律周期性變化(圖乙中磁場(chǎng)方向以垂直紙面向外

21、為正方向，以電荷第一次通過(guò)MN時(shí)為t0時(shí)刻)計(jì)算結(jié)果可用表示(1)求O點(diǎn)與直線MN之間的電勢(shì)差；(2)求t×105 s時(shí)刻電荷與O點(diǎn)的水平距離；(3)如果在O點(diǎn)右方d67.5 cm處有一垂直于MN的足夠大的擋板，求電荷從O點(diǎn)出發(fā)運(yùn)動(dòng)到擋板所需的時(shí)間(保留3位有效數(shù)字)解析：(1)電荷在電場(chǎng)中做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，由動(dòng)能定理得Uqmv解得U112.5 V.(2)當(dāng)磁場(chǎng)垂直紙面向外時(shí)，設(shè)電荷運(yùn)動(dòng)的半徑為r1，則B1qv0，r15 cm周期T1×105s當(dāng)磁場(chǎng)垂直紙面向里時(shí)，電荷運(yùn)動(dòng)的半徑為r23 cm周期T2×105s丙電荷從t0時(shí)刻開(kāi)始做周期性運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)軌跡如圖丙所示

22、t×105s時(shí)刻電荷與O點(diǎn)的水平距離為d2(r1r2)4 cm.(3)電荷從第一次通過(guò)MN開(kāi)始，其運(yùn)動(dòng)的周期T×105s丁根據(jù)電荷的運(yùn)動(dòng)情況可知，電荷到達(dá)擋板前運(yùn)動(dòng)的完整周期數(shù)為15個(gè)，此時(shí)電荷沿MN運(yùn)動(dòng)的距離s15d60 cm則最后7.5 cm的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖丁所示，有r1r1cos 7.5 cm解得cos 0.5，則60°故電荷運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間t總t115TT1×105s3.86×104s.答案：(1)112.5 V(2)4 cm(3)3.86×104s學(xué)生用書(shū)P1691(單選)(2015·皖南八校聯(lián)考)醫(yī)生做某些特殊手術(shù)時(shí)，

23、利用電磁血流計(jì)來(lái)監(jiān)測(cè)通過(guò)動(dòng)脈的血流速度電磁血流計(jì)由一對(duì)電極a和b以及一對(duì)磁極N和S構(gòu)成，磁極間的磁場(chǎng)是均勻的使用時(shí)，兩電極a、b均與血管壁接觸，兩觸點(diǎn)的連線、磁場(chǎng)方向和血流速度方向兩兩垂直，如圖所示由于血液中的正負(fù)離子隨血流一起在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，電極a、b之間會(huì)有微小電勢(shì)差在達(dá)到平衡時(shí)，血管內(nèi)部的電場(chǎng)可看做是勻強(qiáng)電場(chǎng)，血液中的離子所受的電場(chǎng)力和磁場(chǎng)力的合力為零在某次監(jiān)測(cè)中，兩觸點(diǎn)間的距離為3.0 mm，血管壁的厚度可忽略，兩觸點(diǎn)間的電勢(shì)差為160 V，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為0.040 T則血流速度的近似值和電極a、b的正負(fù)為 ()A1.3 m/s，a正、b負(fù)B2.7 m/s，a正、b負(fù)C1.3 m/s

24、，a負(fù)、b正 D2.7 m/s，a負(fù)、b正解析：選A.由左手定則可判定正離子向上運(yùn)動(dòng)，負(fù)離子向下運(yùn)動(dòng)，所以a正、b負(fù)，達(dá)到平衡時(shí)離子所受洛倫茲力與電場(chǎng)力平衡，所以有：qvBq，代入數(shù)據(jù)解得v1.3 m/s，故正確答案為A.2(多選)(2015·石家莊模擬)如圖所示為一種獲得高能粒子的裝置，環(huán)形區(qū)域內(nèi)存在垂直紙面、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小可調(diào)的均勻磁場(chǎng)，帶電粒子可在環(huán)中做圓周運(yùn)動(dòng)A、B為兩塊中心開(kāi)有小孔的距離很近的極板，原來(lái)電勢(shì)均為零，每當(dāng)帶電粒子經(jīng)過(guò)A板準(zhǔn)備進(jìn)入A、B之間時(shí)，A板電勢(shì)升高為U，B板電勢(shì)仍保持為零，粒子在兩板間的電場(chǎng)中得到加速；每當(dāng)粒子離開(kāi)B板時(shí)，A板電勢(shì)又降為零，粒子在電場(chǎng)的加

25、速下動(dòng)能不斷增大，而在環(huán)形磁場(chǎng)中繞行半徑不變?nèi)袅Ｗ油ㄟ^(guò)A、B板的時(shí)間不可忽略，能定性反映A板電勢(shì)U和環(huán)形區(qū)域內(nèi)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化的關(guān)系的是()解析：選BC.由題意可知，粒子在加速電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，兩板電勢(shì)差不變，故場(chǎng)強(qiáng)不變，帶電粒子所受電場(chǎng)力不變，加速度不變，而粒子進(jìn)入電場(chǎng)時(shí)的初速度不斷變大，故在兩板間運(yùn)動(dòng)的時(shí)間不斷變短，故A錯(cuò)誤，B正確；粒子進(jìn)入磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，洛倫茲力充當(dāng)向心力，即qvBm，解得B，隨著粒子速度不斷增大，半徑保持不變，故磁感應(yīng)強(qiáng)度不斷增大，又由圓周運(yùn)動(dòng)規(guī)律T可知，帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的周期不斷減小，故C正確，D錯(cuò)誤3(多選)(2015·河南鄭州質(zhì)檢)如圖

26、所示，在垂直紙面向里的水平勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，水平放置一根粗糙絕緣細(xì)直桿，有一個(gè)重力不能忽略、中間帶有小孔的帶正電小球套在細(xì)桿上現(xiàn)在給小球一個(gè)水平向右的初速度v0，假設(shè)細(xì)桿足夠長(zhǎng)，小球在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中電荷量保持不變，桿上各處的動(dòng)摩擦因數(shù)相同，則小球運(yùn)動(dòng)的速度v與時(shí)間t的關(guān)系圖象可能是()解析：選BD.由左手定則可判定洛倫茲力的方向豎直向上，若Bqv0mg，球與桿之間無(wú)壓力作用，即無(wú)摩擦力作用，球勻速運(yùn)動(dòng)，對(duì)應(yīng)于B圖象；若Bqv0>mg，桿對(duì)球有向下的壓力，由Bqv0mgN知壓力隨球速度的減小而減小，再由mafN知小球做加速度逐漸減小的減速運(yùn)動(dòng)，對(duì)應(yīng)速度圖線的斜率逐漸減小，直到速度減小到使洛倫茲力等于

27、重力后小球勻速運(yùn)動(dòng)，題目中無(wú)與此情況對(duì)應(yīng)的圖象；若Bqv0<mg，桿對(duì)球產(chǎn)生向上的支持力作用，Bqv0Nmg，此情況下支持力隨速度的減小而增大，仍由mafN知小球做加速度逐漸增大的減速運(yùn)動(dòng)，對(duì)應(yīng)速度圖線的斜率逐漸增大，直到速度為零，此情況與D圖對(duì)應(yīng)，故B、D正確4(單選)如圖所示，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)垂直紙面向里，三個(gè)油滴a、b、c帶有等量的同種電荷已知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，比較三個(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)Ba的質(zhì)量

28、最大，c的質(zhì)量最小，b、c都沿逆時(shí)針?lè)较蜻\(yùn)動(dòng)Cb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：選A.油滴a靜止不動(dòng)，其受到的合力為零，所以電場(chǎng)力方向豎直向上，油滴帶負(fù)電荷，且magqE.又油滴b、c在場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則其重力和受到的電場(chǎng)力是一對(duì)平衡力，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，所以mbgmcgqE.由左手定則可判斷，b、c都沿順時(shí)針?lè)较蜻\(yùn)動(dòng)故A正確5.(多選)(2013·高考浙江卷)在半導(dǎo)體離子注入工藝中，初速度可忽略的磷離子P和P3，經(jīng)電壓為U的電場(chǎng)加速后，垂直進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方

29、向垂直紙面向里、有一定寬度的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，如圖所示，已知離子P在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)過(guò)30°后從磁場(chǎng)右邊界射出在電場(chǎng)和磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，離子P和P3()A在電場(chǎng)中的加速度之比為11B在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的半徑之比為1C在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)過(guò)的角度之比為12D離開(kāi)電場(chǎng)區(qū)域時(shí)的動(dòng)能之比為13解析：選BCD.兩離子所帶電荷量之比為13，在電場(chǎng)中時(shí)由qEma知aq，故加速度之比為13，A錯(cuò)誤；離開(kāi)電場(chǎng)區(qū)域時(shí)的動(dòng)能由EkqU知Ekq，故D正確；在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的半徑由Bqvm、Ekmv2知R ，故B正確；設(shè)磁場(chǎng)區(qū)域的寬度為d，則有sin ，即，故60°2，C正確6.(單選)如圖所示，在x軸上方存在垂直紙面向里的磁感應(yīng)強(qiáng)度

30、為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，x軸下方存在垂直紙面向外的磁感應(yīng)強(qiáng)度為的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，一帶負(fù)電的粒子從原點(diǎn)O以與x軸成30°角斜向上的速度v射入磁場(chǎng)，且在x軸上方運(yùn)動(dòng)半徑為R.則()A粒子經(jīng)偏轉(zhuǎn)一定能回到原點(diǎn)OB粒子在x軸上方和下方兩磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的半徑之比為21C粒子完成一次周期性運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為D粒子第二次射入x軸上方磁場(chǎng)時(shí)，沿x軸前進(jìn)3R解析：選D.由r可知，粒子在x軸上方和下方兩磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的半徑之比為12，所以B錯(cuò)誤；粒子完成一次周期性運(yùn)動(dòng)的時(shí)間tT1T2，所以C錯(cuò)誤；粒子第二次射入x軸上方磁場(chǎng)時(shí)沿x軸前進(jìn)lR2R3R，粒子經(jīng)偏轉(zhuǎn)不能回到原點(diǎn)O，所以A錯(cuò)誤，D正確一、單項(xiàng)選擇題1.(2015·

31、江蘇常州高級(jí)中學(xué)高三月考)回旋加速器是加速帶電粒子的裝置，其核心部分是分別與高頻交流電源兩極相連接的兩個(gè)D形金屬盒，兩盒間的狹縫中形成周期性變化的電場(chǎng)，使粒子在通過(guò)狹縫時(shí)都能得到加速，兩D形金屬盒處于垂直于盒底的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，如圖所示設(shè)D形盒半徑為R.若用回旋加速器加速質(zhì)子時(shí)，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，高頻交流電頻率為f.則下列說(shuō)法正確的是()A質(zhì)子被加速后的最大速度不可能超過(guò)2fRB質(zhì)子被加速后的最大速度與加速電場(chǎng)的電壓大小有關(guān)C高頻電源只能使用矩形交變電流，不能使用正弦式交變電流D不改變B和f，該回旋加速器也能用于加速粒子解析：選A.由T，T，可得質(zhì)子被加速后的最大速度為2fR，不可能超過(guò)2

32、fR，質(zhì)子被加速后的最大速度與加速電場(chǎng)的電壓大小無(wú)關(guān)，選項(xiàng)A正確，B錯(cuò)誤高頻電源可以使用正弦式交變電流，選項(xiàng)C錯(cuò)誤要加速粒子，高頻交流電周期必須變?yōu)榱Ｗ釉谄渲凶鰣A周運(yùn)動(dòng)的周期，即T，故D錯(cuò)2.如圖所示，一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為q的帶電小球從水平線PQ上方M點(diǎn)自由下落，以PQ為邊界下方有方向豎直向下、電場(chǎng)強(qiáng)度為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)，同時(shí)還有垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，小球從邊界上的a點(diǎn)進(jìn)入復(fù)合場(chǎng)后，恰能做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，并從邊界上的b點(diǎn)穿出，重力加速度為g，不計(jì)空氣阻力，則以下說(shuō)法正確的是()A小球帶負(fù)電荷，勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向垂直于紙面向外B小球的電荷量與質(zhì)量的比值C小球從a運(yùn)動(dòng)到b的過(guò)程中，小球和地球組成的系統(tǒng)的機(jī)械

33、能守恒D小球在a、b兩點(diǎn)的速度相同解析：選B.帶電小球在復(fù)合場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則qEmg，選項(xiàng)B正確；電場(chǎng)方向豎直向下，則可知小球帶負(fù)電，由于小球從b點(diǎn)射出，根據(jù)左手定則可知磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；小球運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，電場(chǎng)力做功，故小球和地球組成的系統(tǒng)的機(jī)械能不守恒，只是在a、b兩點(diǎn)機(jī)械能相等，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；小球在a、b兩點(diǎn)速度方向相反，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤3(2015·東北三校聯(lián)考)如圖所示，某種帶電粒子由靜止開(kāi)始經(jīng)電壓為U1的電場(chǎng)加速后，射入水平放置、電勢(shì)差為U2的兩導(dǎo)體板間的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，帶電粒子沿平行于兩板的方向從兩板正中間射入，穿過(guò)兩板后又垂直于磁場(chǎng)方向射入邊界線豎直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)

34、中，則粒子射入磁場(chǎng)和射出磁場(chǎng)的M、N兩點(diǎn)間的距離d隨著U1和U2的變化情況為(不計(jì)重力，不考慮邊緣效應(yīng))()Ad隨U1變化，d與U2無(wú)關(guān)Bd與U1無(wú)關(guān)，d隨U2變化Cd隨U1變化，d隨U2變化Dd與U1無(wú)關(guān)，d與U2無(wú)關(guān)解析：選A.設(shè)帶電粒子在加速電場(chǎng)中被加速后的速度為v0，根據(jù)動(dòng)能定理有qU1mv.設(shè)帶電粒子從偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中出來(lái)進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度大小為v，與水平方向的夾角為，如圖所示，在磁場(chǎng)中有r，v，而d2rcos ，聯(lián)立解得d2，因而選項(xiàng)A正確4.如圖所示為一種獲得高能粒子的裝置環(huán)形加速器，環(huán)形區(qū)域內(nèi)存在垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，質(zhì)量為m、電荷量為q的粒子在環(huán)中做半徑為R的圓周運(yùn)動(dòng)A、B為兩塊中

35、心開(kāi)有小孔的極板，原來(lái)電勢(shì)都為零，每當(dāng)粒子飛經(jīng)A板時(shí)A板電勢(shì)升高為U，B板電勢(shì)仍保持為零，粒子在兩極板間的電場(chǎng)中加速；每當(dāng)粒子離開(kāi)電場(chǎng)區(qū)域時(shí)，A板電勢(shì)又降為零粒子在電場(chǎng)一次次加速下動(dòng)能不斷增大，而在環(huán)形區(qū)域內(nèi)繞行半徑不變(設(shè)極板間距遠(yuǎn)小于R)下列關(guān)于環(huán)形加速器的說(shuō)法中正確的是()A環(huán)形區(qū)域內(nèi)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小Bn與加速次數(shù)n之間的關(guān)系為B環(huán)形區(qū)域內(nèi)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小Bn與加速次數(shù)n之間的關(guān)系為CA、B板之間的電壓可以始終保持不變D粒子每次繞行一圈所需的時(shí)間tn與加速次數(shù)n之間的關(guān)系為解析：選B.因粒子每繞行一圈，其增加的能量為qU, 所以，繞行第n圈時(shí)獲得的總動(dòng)能為mvnqU，得第n圈的速度vn.

36、在磁場(chǎng)中，由牛頓第二定律得qBnvnm，解得Bn，所以，A錯(cuò)誤，B正確；如果A、B板之間的電壓始終保持不變，粒子在A、B兩極板之間飛行時(shí)，電場(chǎng)對(duì)其做功qU，從而使之加速，在磁場(chǎng)內(nèi)飛行時(shí)，電場(chǎng)又對(duì)粒子做功qU，從而使之減速，粒子繞行一周電場(chǎng)對(duì)其所做總功為零，動(dòng)能不會(huì)增加，達(dá)不到加速效果，C錯(cuò)誤；根據(jù)t得tn2R，得，D錯(cuò)誤二、多項(xiàng)選擇題5(2015·南昌模擬)如圖所示，有一金屬塊放在垂直于側(cè)面C的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，當(dāng)有穩(wěn)恒電流自左向右通過(guò)時(shí)，下列說(shuō)法中正確的是()A金屬塊上表面的電勢(shì)高于下表面的電勢(shì)B磁感應(yīng)強(qiáng)度增大時(shí)，金屬塊上、下兩表面間的電勢(shì)差U增大C電流增大時(shí)，金屬塊上、下兩表面間的電勢(shì)

37、差U減小D電流不變時(shí)，金屬塊中單位體積內(nèi)自由電子越多，上、下兩表面間的電勢(shì)差U越小 解析：選BD.電流方向水平向右，則自由電子的運(yùn)動(dòng)方向水平向左，根據(jù)左手定則，電子向上偏，上表面得到電子帶負(fù)電，下表面失去電子帶正電，所以下表面的電勢(shì)高，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤當(dāng)電子勻速穿過(guò)勻強(qiáng)磁場(chǎng)時(shí)，此時(shí)電場(chǎng)力等于洛倫茲力，即eevB，解得UBdv，又電流的微觀表達(dá)式為IneSv，n表示單位體積內(nèi)的自由電子數(shù)，S表示橫截面積，v表示自由電子定向移動(dòng)的速率，綜上可知，選項(xiàng)B、D正確，C錯(cuò)誤6(2015·長(zhǎng)春調(diào)研)如圖所示，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)圓管的內(nèi)徑大得多)在圓管的

38、最低點(diǎn)有一個(gè)直徑略小于細(xì)圓管內(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v0的初速度，則以下判斷正確的是()A無(wú)論磁感應(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小球從環(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

39、的大小一直減小解析：選BC.小球在軌道最低點(diǎn)時(shí)受到的洛倫茲力方向豎直向上，若洛倫茲力和重力的合力恰好提供小球所需要的向心力，則在最低點(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v，由于是雙層軌道約束，小球運(yùn)動(dòng)過(guò)程中不會(huì)脫離軌道，所以小球一定能到達(dá)軌道的最高點(diǎn)，C選項(xiàng)正確在最高點(diǎn)時(shí)，小球圓周運(yùn)動(dòng)的向心力Fmmg，小球受到豎直向下的洛倫茲力的同時(shí)必然受到與洛倫茲力等大反向的軌道對(duì)小球的彈力，B選項(xiàng)正確小球從最低點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)的過(guò)程中，小球在下半圓內(nèi)上升的過(guò)程中，水平分速度向右且減小，到達(dá)圓心的等高點(diǎn)時(shí)，水平分速度為零，而運(yùn)動(dòng)

40、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7.(2015·武漢模擬)如圖所示，有3塊水平放置的長(zhǎng)薄金屬板a、b和c，a、b之間相距為L(zhǎng).緊貼b板下表面豎直放置半徑為R的半圓形塑料細(xì)管，兩管口正好位于小孔M、N處板a與b、b與c之間接有電壓可調(diào)的直流電源，板b與c之間還存在方向垂直紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)(圖中未標(biāo)出)當(dāng)體積為V0、密度為、電荷量為q的帶電油滴，等間隔地以速度v0從a板上的小孔豎直向下射入，調(diào)節(jié)板間電壓UbaU1、UbcU2時(shí)，油滴穿過(guò)b板M孔進(jìn)入細(xì)管，恰能與細(xì)管無(wú)接觸地從N孔射出忽略小孔和細(xì)管對(duì)電場(chǎng)的影響，不計(jì)空氣阻力則以下說(shuō)法正確的是()A油

41、滴帶負(fù)電，板b與c之間的磁場(chǎng)方向向外B油滴進(jìn)入M孔的速度為 Cb、c兩板間的電場(chǎng)強(qiáng)度E為Db、c兩板間的磁感應(yīng)強(qiáng)度為解析：選ABC.依題意可知，油滴在板b和c之間恰好做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則其所受重力和靜電力平衡，洛倫茲力提供向心力，由此判斷得出油滴帶負(fù)電，磁場(chǎng)方向向外，故選項(xiàng)A正確；油滴進(jìn)入電場(chǎng)后，重力與靜電力均做功，設(shè)到M點(diǎn)時(shí)的速度為v1，由動(dòng)能定理得mvmvmgLqU1，考慮到mV0，解得v1，故選項(xiàng)B正確；由上面分析可得mgqE，解得E，故選項(xiàng)C正確；油滴在半圓形細(xì)管中運(yùn)動(dòng)時(shí)，洛倫茲力提供向心力，即qv1B，解得B ，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤三、非選擇題8(2015·陜西西安長(zhǎng)安一中模擬)如圖所示，在xOy直角坐標(biāo)系中，第象限內(nèi)分布著方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，第象限內(nèi)分布著方向沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)初速度為零、帶電荷量為q、質(zhì)量為m的粒子經(jīng)過(guò)電壓為U的電場(chǎng)加速后，從x軸上的A點(diǎn)垂直x軸進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域，經(jīng)磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后過(guò)y軸上的P點(diǎn)且垂直y軸進(jìn)入電場(chǎng)區(qū)域，在電場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)并擊中x軸上的C點(diǎn)已知OAOCd.求電場(chǎng)強(qiáng)度E和磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小(粒子的重力不計(jì))解析：設(shè)帶電粒子