專題過關(guān)五帶電粒子在場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)

.@;專題限時(shí)規(guī)范訓(xùn)練(時(shí)間：90分鐘滿分：100分)一、選擇題(每小題4分，共40分)圖11.如圖1所示，真空中有兩個(gè)電量相同的正電荷A、B相距L放置，在AB圖1連線的中垂線上有a、b、c三點(diǎn)，b點(diǎn)在AB連線的中點(diǎn)上，a較c離b近一些，現(xiàn)若將A、B兩電荷同時(shí)向兩邊擴(kuò)大相同距離，設(shè)無窮遠(yuǎn)處電勢(shì)為零，則有 ()A．兩電荷間電勢(shì)能將加大B．b點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)仍為零，a、c兩點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)都變小C．a(chǎn)、b、c三點(diǎn)電勢(shì)都升高D．電場(chǎng)強(qiáng)度始終有Ea>Ec>Eb2.如圖2所示，a、b、c是某電場(chǎng)中一條電場(chǎng)線上的三個(gè)點(diǎn)，已知ab＝圖2bc，a、b兩點(diǎn)間電勢(shì)差為10V，則下列說法正確的是 ()圖2A．若此電場(chǎng)為勻強(qiáng)電場(chǎng)，則b、c兩點(diǎn)間電勢(shì)差等于10VB．若此電場(chǎng)為勻強(qiáng)電場(chǎng)，則b、c兩點(diǎn)間電勢(shì)差小于10VC．若此電場(chǎng)是孤立的負(fù)點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)，則b、c兩點(diǎn)間電勢(shì)差小于10VD．若此電場(chǎng)是孤立的正點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)，則b、c兩點(diǎn)間電勢(shì)差大于10V3.如圖3所示，豎直方向的平行線表示電場(chǎng)線，但未標(biāo)明方向．一個(gè)帶電量為q＝－10－6C的微粒，僅受電場(chǎng)力的作用，從M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)時(shí)，動(dòng)能增加了10－4J，則 ()圖3A．該電荷運(yùn)動(dòng)的軌跡不可能是b圖3B．該電荷從M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)時(shí)電勢(shì)能增加C．MN兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為－100VD．該電荷從M點(diǎn)由靜止開始運(yùn)動(dòng)4.如圖4所示，圓形區(qū)域內(nèi)有垂直紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，三個(gè)質(zhì)量和電圖4荷量都相同的帶電粒子a、b、c，以不同的速率對(duì)準(zhǔn)圓心O沿著AO方向射入磁場(chǎng)，其運(yùn)動(dòng)軌跡如圖．若帶電粒子只受磁場(chǎng)力的作用，則下列說法正確的是 ()圖4A．a(chǎn)粒子動(dòng)能最大B．c粒子速率最大C．b粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間最長(zhǎng)D．它們做圓周運(yùn)動(dòng)的周期Ta<Tb<Tc5.如圖5所示的勻強(qiáng)電場(chǎng)E的區(qū)域內(nèi)，由A、B、C、D、A′、B′、C′、D′作為頂點(diǎn)構(gòu)成一正方體空間，電場(chǎng)方向與面ABCD垂直．下列說法正確的是 ()圖5A.AD兩點(diǎn)間電勢(shì)差UAD與AA′兩點(diǎn)間電勢(shì)差UAA′相等圖5B.帶正電的粒子從A點(diǎn)沿路徑A→D→D′移到D′點(diǎn)，電場(chǎng)力做正功C.帶負(fù)電的粒子從A點(diǎn)沿路徑A→D→D′移到D′點(diǎn)，電勢(shì)能減小D.同一帶電粒子從A點(diǎn)沿對(duì)角線到C′點(diǎn)與從A點(diǎn)沿路徑A→B→B′移動(dòng)到B′電場(chǎng)力做功相同6.如圖6所示，兩個(gè)固定的相同細(xì)環(huán)相距一定的距離，同軸放置，圖6O1、O2分別為兩環(huán)的圓心，兩環(huán)分別帶有均勻分布的等量異種電圖6荷．一帶正電的粒子從很遠(yuǎn)處沿軸線飛來并穿過兩環(huán)．則在帶電粒子運(yùn)動(dòng)過程中 ()A．在O1點(diǎn)粒子加速度方向向左B．從O1到O2過程粒子電勢(shì)能一直增加C．軸線上O1點(diǎn)右側(cè)存在一點(diǎn)，粒子在該點(diǎn)動(dòng)能最小D．軸線上O1點(diǎn)右側(cè)，O2點(diǎn)左側(cè)都存在場(chǎng)強(qiáng)為零的點(diǎn)，它們關(guān)于O1、O2連線中點(diǎn)對(duì)稱7.如圖7所示，有兩個(gè)相同的帶電粒子A、B，分別從平行板間左側(cè)中點(diǎn)圖7和貼近上極板左端處以不同的初速度垂直于電場(chǎng)方向進(jìn)入電場(chǎng)，它們恰好都打在下極板右端處的C點(diǎn)，若不計(jì)重力，則可以判定()圖7A．A粒子的初動(dòng)能是B粒子的2倍B．A粒子在C點(diǎn)的偏向角的正弦值是B粒子的兩倍C．A、B兩粒子到達(dá)C點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能可能相同D．如果僅將加在兩極板間的電壓加倍，A、B兩粒子到達(dá)下極板時(shí)仍為同一點(diǎn)D(圖中未畫出)8.如圖8所示，相互垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)和勻強(qiáng)電場(chǎng)中，有一個(gè)帶電液滴在豎直面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，那么這個(gè)液滴的電性與轉(zhuǎn)動(dòng)方向應(yīng)是 ()A．帶正電，逆時(shí)針方向圖8B．帶負(fù)電，順時(shí)針方向圖8C．帶負(fù)電，逆時(shí)針方向D．帶正電，順時(shí)針方向9.如圖9所示，在相互垂直的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，電荷量為q的液滴在豎直面內(nèi)做半徑為R的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，已知電場(chǎng)強(qiáng)度為E，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，則油滴的質(zhì)量和環(huán)繞速度分別為 ()圖9A.eq\f(qE,g)，eq\f(E,B) B.eq\f(B2qR,E)，eq\f(E,B)圖9C.eq\f(qE,g)，eq\f(BgR,E) D．Beq\r(\f(qR,g))，eq\r(qgR)10.如圖10所示，一平行板電容器，板長(zhǎng)為2d，板間距離為d.一帶電圖10量為q、質(zhì)量為m的正離子(重力不計(jì))以速度為v0貼近左極板，與極板平行的方向射入，恰沿右極板下邊緣射出．在右極板右邊空間存在垂直紙面方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)(未標(biāo)出)．要使正離子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)后，又能直接從右極板上邊緣進(jìn)入電場(chǎng)，則()圖10A．磁場(chǎng)方向垂直紙面向里B．磁場(chǎng)方向垂直紙面向外C．磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為eq\f(mv0,qd)D．在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間為eq\f(3\r(2)πd,2v0)二、實(shí)驗(yàn)題(11題5分，12題6分，共11分)11.(5分)某同學(xué)想通過一個(gè)多用表中的歐姆擋，直接去測(cè)量某電壓表(量程10V)的內(nèi)阻(大約為幾十千歐)，該多用表刻度盤上讀出電阻刻度中間值為30，歐姆擋的選擇開關(guān)撥至倍率______擋．先將紅、黑表棒短接調(diào)零后，選用圖11中________方式連接．圖11在實(shí)驗(yàn)中，如圖12所示，某同學(xué)讀出歐姆表的讀數(shù)為________Ω，這時(shí)電壓表的讀數(shù)為________V．請(qǐng)你求出歐姆表電池的電動(dòng)勢(shì)為________V.圖1212.(6分)某實(shí)驗(yàn)小組要測(cè)量一電源的電動(dòng)勢(shì)E(約3V)和內(nèi)阻r(約1Ω)，現(xiàn)有下列器材：a．電壓表V(3V和15V兩個(gè)量程)b．電阻箱R(0～999.9Ω)c．定值電阻R0＝10Ωd．開關(guān)和導(dǎo)線其實(shí)驗(yàn)的實(shí)物連接圖如圖13所示，請(qǐng)就下列問題作答圖13(1)根據(jù)實(shí)物連接圖在方框內(nèi)畫出實(shí)驗(yàn)電路圖(2)主要的實(shí)驗(yàn)步驟如下a．閉合電鍵，將電阻箱的阻值調(diào)到R1，讀得電壓表的讀數(shù)U1b．將電阻箱的阻值調(diào)到R2，讀得電壓表的讀數(shù)U2c．由方程組U1＝E－eq\f(U1,R1＋R0)r和U2＝E－eq\f(U2,R2＋R0)r解出E和r若考慮實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性，請(qǐng)指出上述步驟有何不妥之處：________________________________________________________________________________________________________________________________________________(3)若采用線性圖象處理數(shù)據(jù)，請(qǐng)寫出與線性圖象對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)軸表示的物理量(用字母符號(hào)表示)y軸：________________________________________________________________________x軸：________________________________________________________________________三、解答題(13題12分，14題17分，15題20分，共49分)13.(12分)如圖14所示，在平面直角坐標(biāo)系xOy內(nèi)，第Ⅰ象限的等腰直角三角形MNP區(qū)域內(nèi)存在垂直于坐標(biāo)平面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，y<0的區(qū)域內(nèi)存在著沿y軸正方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)．一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶電粒子從電場(chǎng)中Q(－2h，－h(huán))點(diǎn)以速度v0水平向右射出，經(jīng)坐標(biāo)原點(diǎn)O處射入第Ⅰ象限，最后以垂直于PN的方向射出磁場(chǎng)．已知MN平行于x軸，N點(diǎn)的坐標(biāo)為(2h,2h)，不計(jì)粒子的重力，求：圖14(1)電場(chǎng)強(qiáng)度E的大小；(2)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大?。?4.(17分)如圖15所示，空間分布著有理想邊界的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)圖15磁場(chǎng)．勻強(qiáng)磁場(chǎng)分為Ⅰ、Ⅱ兩個(gè)區(qū)域．其邊界為MN、PQ，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B，方向如圖所示，Ⅰ區(qū)域高度為d，Ⅱ區(qū)域的高度足夠大．一個(gè)質(zhì)量為m、電量為q的帶正電的小球從磁場(chǎng)上方的O點(diǎn)由靜止開始下落，進(jìn)入電、磁復(fù)合場(chǎng)后，恰能做勻速圓周運(yùn)動(dòng)．圖15(1)若帶電小球能進(jìn)入Ⅱ區(qū)域，h應(yīng)滿足什么條件？(2)若帶電小球經(jīng)一定的時(shí)間后恰能回到O點(diǎn)，h應(yīng)滿足什么條件？(3)若帶電小球第一次射出邊界MN時(shí)與射入點(diǎn)相距為d，h應(yīng)滿足什么條件？15.(20分)如圖16甲所示，兩平行金屬板A、B的板長(zhǎng)l＝eq\f(\r(3),10)m，板間距d＝0.10m，在金屬板右側(cè)有一范圍足夠大的方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，其邊界為MN，與金屬板垂直．在t＝0時(shí)刻，兩金屬板間加如圖乙所示的正弦交變電壓，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝1.0×10－2T．現(xiàn)從t＝0開始，從兩極板左側(cè)的中點(diǎn)O以每秒鐘1000個(gè)的數(shù)量不間斷地釋放出某種正電荷，這種帶正電的粒子均以v0＝eq\f(\r(3),2)×105m/s的速度沿兩板間的中線OO′連續(xù)進(jìn)入電場(chǎng)，經(jīng)電場(chǎng)后射入磁場(chǎng)．已知帶電粒子的比荷eq\f(q,m)＝1.25×107C/kg，粒子的重力忽略不計(jì)，假設(shè)在粒子通過電場(chǎng)區(qū)域的極短時(shí)間內(nèi)極板間的電壓可以看作不變，不計(jì)粒子間的相互作用．求：圖16(1)t＝0時(shí)刻進(jìn)入的粒子，經(jīng)邊界MN射入磁場(chǎng)和射出磁場(chǎng)時(shí)兩點(diǎn)間的距離(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)；(2)每秒鐘有多少個(gè)帶正電的粒子進(jìn)入磁場(chǎng)；(3)何時(shí)由O點(diǎn)進(jìn)入的帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間最長(zhǎng)，最長(zhǎng)時(shí)間為多少？(π≈3)答案1．B2．A3．AC4．B5.BD6．ACD7．ACD8．B9．C10．AD11．×1KA40k5.08.7512．(1)實(shí)驗(yàn)電路圖如圖(2)沒有取得多組R、U值并求E和r的平均值(3)y軸：eq\f(1,U)，