帶電粒子在復(fù)合場中的運(yùn)動(dòng)專題練習(xí)(含答案)

1、帶電粒子在復(fù)合場中的運(yùn)動(dòng)專題練習(xí) ( 含答案 )2專題帶電粒子在復(fù)合場中運(yùn)動(dòng)1一個(gè)質(zhì)量為 m，電量為 q 的負(fù)電荷在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B 的勻強(qiáng)磁場中繞固定的正電荷做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，磁場方向垂直于它的運(yùn)動(dòng)平面，作用在負(fù)電荷上的電場力恰好是磁場力的三倍，則負(fù)電荷做圓周運(yùn)動(dòng)的角速度可能是： ()A 4qBB 3qBC 2qBDqBmmmm2如圖 11-4-5 所示，足夠長的光滑三角形絕緣槽，與水平面的夾角分別為 和 （），加垂直于紙面向里的磁場分別將質(zhì)量相等、帶等量圖 11-4-5正、負(fù)電荷的小球a、b 依次從兩斜面的頂端由靜止釋放，關(guān)于兩球在槽上運(yùn)動(dòng)的說法正確的是（）aabA在槽上， 、兩球都做勻加速直

2、線運(yùn)動(dòng)，且a baB在槽上， a、b 兩球都做變加速運(yùn)動(dòng)，但總有aaabCa、b 兩球沿直線運(yùn)動(dòng)的最大位移是sasb 、兩球沿槽運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為a 和 tb，則Db圖 11-4-6attatb3一帶正電的小球沿光滑水平桌面向右運(yùn)動(dòng)，飛離桌面后進(jìn)入勻強(qiáng)磁場，如圖 11-4-6 所示，若飛行時(shí)間 t1后落在地板上，水平射程為 s1，著地速度大小為 v1，撤去磁場，其他條件不變，小球飛行時(shí)B圖 11-4-73間 t2，水平射程 s2，著地速度大小為 v2，則（）A2 s1B 1 t2C 1 v2stvDv1=v4用絕緣細(xì)線懸掛一個(gè)質(zhì)量為m、帶電量為 +q 的小球，讓它處于右圖 11-4-7 所示的磁感應(yīng)

3、強(qiáng)度為B 的勻強(qiáng)磁場中由于磁場的運(yùn)動(dòng)，小球靜止在如圖位置，這時(shí)懸線與豎直方向夾角為 ，并被拉直，則磁場運(yùn)動(dòng)的速度和方向是 （）Av=mg/Bq，水平向右B v=mg/Bq，水平向左Cv=mgtan/Bq，豎直向上D v=mgtan/Bq，豎直向下5如圖 11-4-8 所示，有一電量為 q，質(zhì)量為 m 的小球，從兩豎直的帶等量 異種電荷的平行板上方高 h 處自由下落，兩板間有勻強(qiáng)磁場，磁場方向垂直紙面向里，那么帶電小球在通過正交電磁場時(shí) ()A一定做曲線運(yùn)動(dòng)B不可能做曲線運(yùn)動(dòng)C可能做勻速直線運(yùn)動(dòng)D可能做勻加速直線 q運(yùn)動(dòng)h6如圖 11-4-9 所示，帶電平行板_BabP圖B間勻強(qiáng)電場豎直向上，勻

4、強(qiáng)磁圖 11-4-9+場方向垂直紙面向里，某帶電小 球 從光滑軌道上的 a 點(diǎn)自由下落，經(jīng)軌道端點(diǎn)P 進(jìn)入板間后恰4好沿水平方向做直線運(yùn)動(dòng)現(xiàn)使小球從稍低些的b 點(diǎn)開始自由滑下，在經(jīng)過P 點(diǎn)進(jìn)入板間后的運(yùn)動(dòng)過程中，以下分析中正確的是 ()A其動(dòng)能將會(huì)增大B其電勢能將會(huì)增大C小球所受的洛倫茲力將會(huì)逐漸增大D小球受到的電場力將會(huì)增大b7如圖 11-4-4-10 所示，在長方形 abcd區(qū)域內(nèi)有正Bv0a交的電磁場， ab=bc/2=L，一帶電粒子從 ad 的中點(diǎn)垂直于電場和磁場方向射入，恰沿直線從bc dEc邊的中點(diǎn) P 射出，若撤去磁場，則粒子從 C 點(diǎn)射圖 11-4-10出；若撤去電場，則粒子將

5、（重力不計(jì)）()A從 b 點(diǎn)射出B從 b、P 間某點(diǎn)射出C從 a 點(diǎn)射出D從 a、ba間某點(diǎn)射出bvvc圖 11-4-11電場的方8如圖 11-4-11 所示，在真空中，勻強(qiáng)向豎直向下，勻強(qiáng)磁場的方向垂直紙面向里，三個(gè)油滴a、b、c 帶有等量同種電荷，已知 a 靜止， b 向右勻速運(yùn)動(dòng)， c向左勻速運(yùn)動(dòng)，比較它們的質(zhì)量應(yīng)有（）Aa 油滴質(zhì)量最大Bb 油滴質(zhì)量最大Cc 油滴質(zhì)量最大Da、b、c 質(zhì)量一樣9如圖 11-4-12 中所示虛線所圍的區(qū)域內(nèi)，存在EeB圖 11-4-125電場強(qiáng)度為 E 的勻強(qiáng)電場和磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B 的勻強(qiáng)磁場，已知從左側(cè)水平射入的電子， 穿過這一區(qū)域時(shí)未發(fā)生偏轉(zhuǎn)，設(shè)重力

6、忽略不計(jì)，則在這個(gè)區(qū)域中的 E 和 B 的方向可能是（）AE 和 B 都沿水平方向，并與電子運(yùn)動(dòng)方向相同BE 和 B 都沿水平方向，并與電子運(yùn)動(dòng)方向相反CE 豎直向上， B 垂直于紙面向外DE 豎直向上，垂直于紙面向里10設(shè)空間存在豎直向下的勻強(qiáng)電場和垂直紙面AB向內(nèi)的勻強(qiáng)磁場， 如圖 11-4-13 所示已知一C圖 11-4-13離子在電場力和洛侖茲力的作用下，從靜止開始自 A 點(diǎn)沿曲線 ACB 運(yùn)動(dòng)，到達(dá) B 時(shí)速度為零 C 是曲線的最低點(diǎn)，不計(jì)重力以下說法正確的是（）A離子一定帶正電BA、B 兩點(diǎn)位于同一高度C離子在 C 點(diǎn)速度最大D離子到達(dá) B 點(diǎn)后將沿曲線返回 A點(diǎn)11如圖 11-4

7、-14 所示，在真空中一個(gè)光滑的Av0C絕緣的水平面上，有直徑相同的兩個(gè)金屬圖 11-4-14球 A、C質(zhì)量 mA=0.01 kg，mC=0.005 kg靜止在磁感應(yīng)強(qiáng)度 B=0.5 T 的勻強(qiáng)磁場中的 C 球帶正電，電量 qC=110-2C在磁場外的不帶電的 A 球以速度 v0=20 m/s 進(jìn)入磁場中與 C 球發(fā)生正碰后， C 球?qū)λ矫鎵毫η『脼榱悖?則碰6后 A 球的速度為()A10 m/sB5 m/sC15m/sD-20 m/sv12三種粒子（均不計(jì)重力） ：質(zhì)子、氘核和粒子圖 11-4-15由靜止開始在同一勻強(qiáng)電場中加速后，從同一位置沿水平方向射入圖 11-4-15 中虛線框內(nèi)區(qū)域

8、，虛線框內(nèi)區(qū)域加有勻強(qiáng)電場或勻強(qiáng)磁場， 以下對(duì)帶電粒子進(jìn)入框內(nèi)區(qū)域后運(yùn)動(dòng)情況分析正確的是：()A區(qū)域內(nèi)加豎直向下方向的勻強(qiáng)電場時(shí)，三種帶電粒子均可分離B區(qū)域內(nèi)加豎直向上方向的勻強(qiáng)電場時(shí)，三種帶電粒子不能分離C區(qū)域內(nèi)加垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場時(shí)，三種帶電粒子均可以分離D區(qū)域內(nèi)加垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場時(shí)，三種帶電粒子均不可以分離OA圖 11-4-1613在光滑絕緣水平面上，一輕繩拉著一個(gè)帶電小球繞豎直方向的軸 O 在勻強(qiáng)磁場中做逆時(shí)針方向的水平勻速圓周運(yùn)動(dòng)，磁場方向豎直向下，其俯視圖如圖11-4-16 所示，若小球運(yùn)動(dòng)到 A 點(diǎn)時(shí)，由于某種原因，繩子突然斷開，關(guān)于小球在繩斷開后可能的運(yùn)動(dòng)情況，以下說

9、法正確的是（）7A小球仍做逆時(shí)針勻速圓周運(yùn)動(dòng)，半徑不變B小球仍做逆時(shí)針勻速圓周運(yùn)動(dòng)，但半徑減小C小球做順時(shí)針勻速圓周運(yùn)動(dòng)，半徑不變D小球做順時(shí)針勻速圓周運(yùn)動(dòng)，半徑減小14質(zhì)量為 m，帶正電為 q 的小物塊放在斜面B上，斜面傾角為 ，物塊與斜面間動(dòng)摩擦因圖 11-4-17數(shù)為 ，整個(gè)斜面處在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B 的勻強(qiáng)磁場中，如圖 11-4-17 所示，物塊由靜止開始沿斜面下滑，設(shè)斜面足夠長，物塊在斜面上滑動(dòng)能達(dá)到的最大速度為多大？若物塊帶負(fù)電量為 q，則物塊在斜面上滑動(dòng)能達(dá)到的最大速度又為多大？圖 11-4-1815如圖 11-4-18 所示，套在很長的絕緣直棒上的小圓環(huán)，其質(zhì)量為 m，帶電量是 +

10、q，小圓環(huán)可8B在棒上滑動(dòng)，將此棒豎直放在互相垂直，且沿 E 水平方向的勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場中，電場強(qiáng)度是 E，磁感應(yīng)強(qiáng)度是 B，小圓環(huán)與棒的動(dòng)摩擦因數(shù)為 ，求小圓環(huán)由靜止沿棒下落的最大加速度和最大速度16如圖 11-4-19 所示，一帶電液滴在相互垂直的勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場中運(yùn)動(dòng)，已知電場強(qiáng)度的大小為 E，方向豎直向下，磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B，方向垂直紙面向里若此液滴在垂直于磁感應(yīng)強(qiáng)度的平面內(nèi)做半徑為 R 的勻速圓周運(yùn)動(dòng)， 設(shè)液滴的質(zhì)量為 m，求：（1）液滴的速度大小和繞行方向；2）若液滴運(yùn)行到軌跡最低點(diǎn) A 時(shí)，分裂成大小相同的兩滴，其中一個(gè)液滴仍在原來的平面內(nèi)做半徑為 3R 的圓周運(yùn)動(dòng)，繞行方向不

11、變，且此圓周的最低點(diǎn)也是 A，另一滴將如何運(yùn)動(dòng)？9BE圖 11-4-1917質(zhì)量為 m，帶電量為 q 的液滴以速度 v 沿與水平成 45 角斜向上進(jìn)入正交的勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場疊加區(qū)域， 電場強(qiáng)度方向水平向右，磁場方向垂直紙面向里，如圖 11-4-20 所示液滴帶正電荷，在重力、電場力及磁場力共同作用下在場區(qū)做勻速直線運(yùn)動(dòng)試求：1）電場強(qiáng)度 E 和磁感應(yīng)強(qiáng)度 B 各多大？2）當(dāng)液滴運(yùn)動(dòng)到某一點(diǎn) A 時(shí)，電場方向突Bv然變?yōu)樨Q直向上，大小不改變，不考慮E圖10因電場變化而產(chǎn)生的磁場的影響，此時(shí)液滴加速度多少？說明此后液滴的運(yùn)動(dòng)情況18如圖 11-4-21 所示，勻強(qiáng)磁場垂直紙面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度 B

12、=1T ，勻強(qiáng)電場水平向右，電場強(qiáng)度 E=10 3N/C ，有一帶正電的微粒 m=210 6kg，電量 q=210 6C，在紙面內(nèi)做勻速直線運(yùn)動(dòng) g 取 10m/s2，問：1）微粒的運(yùn)動(dòng)方向和速率如何？2）若微粒運(yùn)動(dòng)到 P 電時(shí)突然撤去磁場，經(jīng)過時(shí)間 t 后運(yùn)動(dòng)到 Q 點(diǎn)， P、Q 連線與電場線平行，那么 t 為多少？PQ圖1119如圖 11-4-22 所示，一質(zhì)量為 m，帶電量為 +q 的粒子以速度 v0 從 O 點(diǎn)沿 y 軸正方向射入磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B 的圓形勻強(qiáng)磁場區(qū)yvm，域，磁場方向垂直紙面向外， 粒子Oxb 3飛出磁場區(qū)域后， 從點(diǎn) b 處穿過 xc圖軸，速度方向與 x 軸正方向的夾

13、角E 11-4-22為 30，同時(shí)進(jìn)入場強(qiáng)為 E、方向沿與 x 軸負(fù)方向成 60 角斜向下的勻強(qiáng)電場中，通過了 b 點(diǎn)正下方的 c 點(diǎn)，如圖15-76 所示粒子的重力不計(jì)，試求：1）圓形勻強(qiáng)磁場區(qū)域的最小面積；2）c 點(diǎn)到 b 點(diǎn)的距離 s1220如圖 11-4-23 所示，置于光滑水平面上的絕緣小車A、B質(zhì)量分別為 mA、B，質(zhì)量為C、帶電=3kgm =0.5kgm =0.1kg量為 q=+1/75 C 、可視為質(zhì)點(diǎn)的絕緣物體C 位于光滑小車的左端在 A、B、C 所在的空間有一垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，磁感強(qiáng)度 B=10T，現(xiàn)小車 B 靜止，小車 A 以速度 v0=10m/s 向右運(yùn)動(dòng)和小車

14、B 碰撞，碰后物體 C 在 A 上滑動(dòng)已知碰后小車 B 的速度為 9m/s，物體 C 與小車 A 之間有摩擦，其他摩擦均不計(jì)，小車 A 足夠長，全過程中 C 的帶電量保持不變，求：（1）物體 C 在小車 A 上運(yùn)動(dòng)的最大速率和小車A 運(yùn)動(dòng)的最小速度（g 取 10m/s2）（2）全過程產(chǎn)生的熱量CAB圖 11-4-23MBLv1321如圖 11-4-24 所示，在空間有水平方向的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B，方向垂直于紙面向里， 在磁場中有一長為 L、內(nèi)壁光滑且絕緣的細(xì)筒 MN 豎直放置，筒的底部有一質(zhì)量為 m、帶電荷量為 +q 的小球，現(xiàn)使細(xì)筒 MN 沿垂直磁場的方向水平向右勻速運(yùn)動(dòng)，設(shè)小球帶電

15、荷量不變1）若使小球能沿筒壁上升，則細(xì)筒運(yùn)動(dòng)速度 v 應(yīng)滿足什么條件？2）當(dāng)細(xì)筒運(yùn)動(dòng)速度為 v0（v0v）時(shí)，試求小球在沿細(xì)筒上升高度 h 時(shí)小球的速度 圖 11-N4-24 大小1422如圖 11-4-25 所示，一質(zhì)量為 0.4kg 的足夠長且粗細(xì)均勻的絕緣的細(xì)管置于水平地面上，細(xì)管內(nèi)表面粗糙，外表面光滑；有一質(zhì)量為 0.1kg，電量為 0.1C 的帶正電小球沿管的水平向右的速度進(jìn)入管內(nèi)，細(xì)管內(nèi)徑略大于小球直徑，已知細(xì)管所在處有沿水平方向且與細(xì)管相垂直的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為1T，g 取 10m/s21）當(dāng)細(xì)管被固定時(shí)，小球在管內(nèi)運(yùn)動(dòng)的末速度的可能值為多少？2）若細(xì)管未被固定時(shí)，帶電小球以

16、20m/s 的初速度進(jìn)入管內(nèi)，且整圖 11-4-25個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中細(xì)管沒有離開水平地面， 則系統(tǒng)最終產(chǎn)生的內(nèi)能是多少？1523如圖 11-4-26 所示，水平方向的勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)為E（場區(qū)寬度為L，豎直方向足夠長） ，緊挨著電場的是垂直紙面向外的兩個(gè)勻強(qiáng)磁場區(qū)，其磁感應(yīng)強(qiáng)度分別為B 和2B一個(gè)質(zhì)量為 m、電量為 q 的帶正電粒子（不計(jì)重力） ，從電場的邊界 MN 上的 a 點(diǎn)由靜止釋放，經(jīng)電場加速后進(jìn)入磁場，經(jīng)過 m 時(shí)間穿過中間磁場， 進(jìn)入右邊磁場后6qB能按某一路徑再返回到電場的邊界上的某一點(diǎn) b（虛16線為場區(qū)的分界面）求：（1）中間磁場的寬度 d；M Ld（2）粒子從 a 點(diǎn)到 b 點(diǎn)共

17、經(jīng)歷的時(shí)間atab；EB 2（3）當(dāng)粒子第 n 次到達(dá)電場的邊界 時(shí)與出發(fā)點(diǎn) a 之間的距離 Sn N圖 11-4-2624湯姆生用來測定電子的比荷（電子的電荷量與質(zhì)量之比）的實(shí)驗(yàn)裝置如圖 11-4-27 所示真空管內(nèi)的陰極 K 發(fā)出的電子（不計(jì)初速、重力和電子間的相互作用）經(jīng)加速電壓17加速后，穿過 A 中心的小孔沿中心軸 O1O 的方向進(jìn)入到兩塊水平正對(duì)放置的平行金屬極板 P 和 P 間的區(qū)域當(dāng)極板間不加偏轉(zhuǎn)電壓時(shí)， 電子束打在熒光屏的中心 O 點(diǎn)處，形成了一個(gè)亮點(diǎn)；加上偏轉(zhuǎn)電壓 U 后，亮點(diǎn)偏離到 O 點(diǎn)，O 與 O 點(diǎn)的豎直間距為 d，水平間距可以忽略不計(jì)此時(shí)，在點(diǎn)和 P 間的區(qū)域，再

18、加上一個(gè)方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場調(diào)節(jié)磁場的強(qiáng)弱，當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B 時(shí)，亮點(diǎn)重新回到O 點(diǎn)已知極板水平方向的長度為L1，極板間距為b，極板右端到熒光屏的距離為L2（如圖所示）（1）求打在熒光屏 O 點(diǎn)的電子速度的大小（2）推導(dǎo)出電子比荷的表達(dá)式+_AAO_PdbO1KPOL1L2圖 11-4-271825如圖 11-4-28 所示，在直角坐標(biāo) xoy 的第一象限中分布著指向 - y 軸方向的勻強(qiáng)電場， 在第四象限中分布著垂直紙面向里方向的勻強(qiáng)磁場，一個(gè)質(zhì)量為 m、帶電 +q 的粒子（不計(jì)重力）在 A 點(diǎn)（ 0，3）以初速 v0120m/s 平行 x 軸射入電場區(qū)域，然后從電場區(qū)域進(jìn)入磁

19、場，又從磁場進(jìn)入電場，并且只通過 x 軸上的 P 點(diǎn)（6，0）和 Q 點(diǎn)（8，0）各一次，已知該粒子的荷質(zhì)比為q/m=108C/kg1）畫出帶電粒子在電場和磁場中的運(yùn)動(dòng)軌跡2）求磁感強(qiáng)度 B 的大小1926如圖 11-4-29 所示， oxyz坐標(biāo)系的 y 軸豎直向上，在坐標(biāo)系所在的空間存在勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場， 電場方向與 x 軸平行從 y 軸上的 M 點(diǎn)（0，H，0）無初速釋放一個(gè)質(zhì)量為 m、電荷量為 q 的帶負(fù)電的小球， 它落在 xz 平面上的 N （c，0，b）點(diǎn)（ c0，b0）若撤去磁場則小球落在 xy 平面的 P（l，0，0）點(diǎn)（ l0）已知重力加速度為 （1）已知?jiǎng)驈?qiáng)磁場方向與某個(gè)坐標(biāo)軸平行，M(y0, H,0 )試判斷其可能的具體方向；（2）求電場強(qiáng)度 E 的大小；oP( l ,0,0 x（3）求小球落至 N 點(diǎn)時(shí)的速率 vzN( c),0,圖 11-4-29)201.分析與解：在帶電小球下滑的過程中，小球受重力、電場力、支持力、摩擦力和f洛，受力分析如圖11-4-2 所示f在 y 方向 mg f = ma摩擦力 f = N ，壓力 N = Bqv + Eq 解mgEqBqv圖 11-4-221得：mg(qvB + qE)a =m隨著小球速度 v 增加時(shí)，小球加速度減小所以，小球