帶電粒子在組合場和復合場在的運動練習題A組

33第章帶電粒子在組合場和復合場中的運動A33帶電質(zhì)點在勻強磁場中運動，某時刻速度方向如圖所示，所受的重力和洛倫茲力的合力恰好與速度方向相反，不計阻力，則在此后的一小段時間內(nèi)，帶電質(zhì)點)A可能做直線運動B可能做勻減速運動C．定做曲線運動D．能勻速圓周運動．圖是質(zhì)譜儀的工作原理示意圖帶粒子被加速電場加速后,進入速度選擇器度選擇器內(nèi)相互正交的勻強磁場和勻強電場的強度分別為B和.平板S上有可讓粒子通過的狹縫和錄粒子位置的膠片平板下方有磁感應(yīng)強度為B12的勻強磁場.列表述不正確的是()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方向垂直紙面向外C．通過狹縫P的電粒子的速率等于/B．粒子打在膠片上的置越靠近狹縫，粒子的比荷越小如圖所示，一個質(zhì)量為、電荷量為q的電小球從水平線PQ上方M點由下落，以為界下方有方向豎直向下、電場強度為的強電場，同時還有垂直于紙面的勻強磁場，小球從邊界上的點入復合場后，恰能做勻速圓周運動，并從邊界上的點穿出，重力加速度為g，不計空氣阻力，則以下說法正確的()A小球帶負電荷，勻強磁場方向垂直于紙面向外B小球的電荷量與質(zhì)量的比值＝mC．球從a運動到的過程中，小球和地球組成的系統(tǒng)的機械能守恒D．球、點的速度相同如圖所示，某種帶電粒子由靜止開始經(jīng)電壓為U的場加速后，射入水平放置、電勢差為U12的兩導體板間的勻強電場中，帶電粒子沿平行

A．d隨U變化與無1B．d與U無關(guān)隨U變化12C．隨U變化隨U變化12D．與U無關(guān)d與無1如所示，在x軸方存在垂直紙面向里的磁感應(yīng)強度為B的強磁場軸下方存在垂直紙面向外的磁感應(yīng)強度B為的強磁場，一帶負電的粒子從原點以與x軸30°角斜向上的速度v射磁場，且在x軸方運動半徑為.()A粒子經(jīng)偏轉(zhuǎn)一定能回到原點B．子在x軸方和下方兩磁場中運動的半徑之比為22C．子完成一次周期性運動的時間為D．子二次射入軸上方磁場時，沿軸前進如圖所示,場強為的強電場方向豎直向下,場強為的水平勻強磁場垂直紙面向,三個油滴、b、帶有等量的同種電已知a靜止bc在面內(nèi)按圖示向做勻速圓周運動軌跡畫出)忽略個油滴間的靜電力作用，比較三個油滴的質(zhì)量及b、c的動情況以下說法中正確的是()A．個油滴的質(zhì)量相等，c都順時針方向運動Ba質(zhì)量最大，c的質(zhì)量最小，、c都沿逆時針方向運動C．的量最大，a的量最小、都沿順時針方向運動D．個滴的質(zhì)量相等沿時針方向運動，c沿時針方向運動在導體離子注入工藝中，初速度可忽略的磷離子和，經(jīng)電壓為U的電場加速后，垂直進入磁感應(yīng)強度大小為、方向垂直紙面向里、有一定寬度的勻強磁場區(qū)域，于兩板的方向從兩板正中間射入，穿過兩板后

如圖所示，已知離子P

在又垂直于磁場方向射入邊界線豎直的勻強磁場中，則粒子射入磁場和射出磁場的M、兩間的距離d著U和1U的化情況為(不2計重力，不考慮邊緣效應(yīng))()1

磁場中轉(zhuǎn)過從磁場右邊界射出．在電場和磁場中運動時，離子和()A在電場中的加速度之比為1B．磁場中運動的半徑之比為∶1C．磁場中轉(zhuǎn)過的角度之比為1

第章帶電粒子在組合場和復合場中的運動AD．開場區(qū)域時的動能之比為∶3如圖所示，有一金屬塊放在垂直于側(cè)面C的勻強磁場中，當有穩(wěn)恒電流自左向右通過時，下列說法中正確的是()A金屬塊上表面的電勢高于下表面的電勢B．感應(yīng)強度增大時，金屬塊上、下兩表面間的電勢差U增C．電流增大時，金屬塊上、下兩表間的電勢差減．電流不變時，金屬中單位體積內(nèi)自由電子越多，上、下兩表面間的電勢差U越質(zhì)量為、電荷量為的微粒以速度與平方向成角從點入方向如圖所示的正交的勻強電場和勻強磁場組成的混合場區(qū)，該微粒在電場力、洛倫茲力和重力的共同作用下，恰好沿直線運動到A，下列說法中正確的是()A該微粒一定帶負電荷B微粒從到運動可能是勻變速運動mgC．磁場的磁感應(yīng)強度大小為qθD．電的場強為cos10.如所的平面直角坐標系，在第Ⅰ象限內(nèi)有平行于軸勻強電場，方向沿y軸方向；在第Ⅳ象限的正三角形區(qū)域內(nèi)有勻強磁場，方向垂直于平向里，正三角形邊長為L且邊軸平行．一質(zhì)量為、荷量為q的子，從y軸的(0，h)點，以大小為的速度沿軸正方向射入電場，通過電場后從軸上的(2h,0)點入第Ⅳ象限，又經(jīng)過磁場從y軸的點進入第Ⅲ象限，且速度與y軸方向成角，不計粒子所受的重力．求：(1)電場強度E的?。?2)粒子到達a點速度的大小和方向；(3)區(qū)內(nèi)磁場的磁感應(yīng)強度B的小值．

11.如所，一個質(zhì)量為m電荷量為q正離子，在D處圖示方向以一定的速度射入磁感應(yīng)強度為的勻強磁場中，場方向垂直紙面向里．結(jié)果離子正好從距點d的孔C沿垂直于電場方向進入勻強電場，此電場方向與AC平且向上，最后子打G處，而處點AG⊥AC不計離子重力，離子運動軌跡在紙面內(nèi)．求：(1)此離子在磁場中做圓周運動的徑r(2)離子從D處動到G處需時間；(3)離子到達G時的動能．2

q021000cosθ第章帶電粒子在組合場和復合場中的運動Aq021000cosθ．小球帶負電荷，勻強磁場方向垂直于紙面帶電質(zhì)點在勻強磁場中運動，某時刻速度方向如圖所示，所受的重力和洛倫茲力的合力恰好與速度方向相反，不計阻力，則在此后的一小段時間內(nèi)，帶電質(zhì)點將(C)A可能做直線運動B可能做勻減速運動C．定做曲線運動D．能勻速圓周運動【解析帶電質(zhì)點在運動過程中，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)點不可能做直線運動，也不可能做勻減速運動或勻速圓周運動，正確．．圖是質(zhì)譜儀的工作原理示意圖帶粒子被加速電場加速后,進入速度選擇器度選擇器內(nèi)相互正交的勻強磁場和勻強電場的強度分別為B和.平板S上有可讓粒子通過的狹縫和錄粒子位置的膠片平板下方有磁感應(yīng)強度為B12的勻強磁場.列表述不正確的是(D)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方向垂直紙面向外C．通過狹縫P的電粒子的速率等于/B．粒子打在膠片上的置越靠近狹縫，粒子的比荷越?。河杉禹椪涣Ｗ鉽B，可知能通P帶電/項mvmr＝，可當v，r，所0且r越小D如圖所示，一個質(zhì)量為、電荷量為q的電小球從水平線PQ上方M點由下落，以為界下方有方向豎直向下、電場強度為的強電場，同時還有垂直于紙面的勻強磁場，小球從邊界上的點入復合場后，恰能做勻速圓周運動，并從邊界上的點穿出，重力加速度為g，不計空氣阻力，則以下說法正確的()3

向外B．球的電荷量與質(zhì)量的比值＝mC．球從a運到的過程中，小球和地球組成的系統(tǒng)的機械能守恒D．球、b兩點的速度相同【解析電小球在復合場中做勻速圓周運動，則qE＝mg選項B正確；電場方向豎直向下，則可知小球帶負電，由于小球從點出，根據(jù)左手定則可知磁場方向垂直紙面向里，選項A錯誤；小球運動過程中，電場力做功，故小球和地球組成的系統(tǒng)的機械能不守恒，只是在a點機械能相等，選項錯；小球在、b兩點速度方向相反，故選項D錯．如所示，某種帶電粒子由靜止開始經(jīng)電壓為U的場加速后，射入水平放置、電勢差為U12的兩導體板間的勻強電場中，帶電粒子沿平行于兩板的方向從兩板正中間射入，穿過兩板后又垂直于磁場方向射入邊界線豎直的勻強磁場中，則粒子射入磁場和射出磁場的MN兩點間的距離隨著U和1U的化情況為(2計重力，不考慮邊緣效應(yīng))()A．d隨U變化與無1B．d與U無關(guān)隨U變化12C．隨U變化隨U變化12D．與U無關(guān)d與無1【解析】設(shè)帶電粒子在加速電場中被加速后的速度為v，據(jù)動能定理有＝v設(shè)電粒子從偏轉(zhuǎn)電場中出來進入磁場時的速度大小為，水平方向的夾角為θ，圖所示，在磁場中有r＝mv，＝，d＝r，聯(lián)立解得＝2，因而選項A正．如所示，在x軸方存在垂直紙面向里的磁感應(yīng)強度為B的強磁場，x軸方存在直紙面向外的磁感應(yīng)強度B為的強磁場，一帶負電的粒子從原點以與x軸角斜向上的速度射磁場，且在x軸方運動半徑為R則D)A粒子經(jīng)偏轉(zhuǎn)一定能回到原點B．子在x軸方和下方兩磁場中運動的半徑之比為22C．子完成一次周期性運動的時間為D．子二次射入軸上方磁場時，沿軸

22Bk22Bk前進R

第章帶電粒子在組合場和復合場中的運動A∝q故D正；在磁場中運動的半徑由v＝m【解析】由r可，粒子在軸方和下方兩磁場中運動的半徑之比為1∶，所以B錯；1粒子完成一次周期性運動的時間t＝T＋T＝1π2πm＋＝，以C錯誤；粒子第二次射入x3軸上方磁場時沿軸進lR＋2R，粒子經(jīng)偏轉(zhuǎn)不能回到原點O所以A錯誤D正．如所示,場為的強電場方向豎直向下場強為的平勻強磁場垂直紙面向三個油滴、bc帶等量的同種電.知a靜止bc在紙面內(nèi)按圖示向做勻速圓周運動(軌未畫出)忽略個油滴間的靜電力作用，比較三個油滴的質(zhì)量及bc的動情況以說法中正確的是(A)A．個油滴的質(zhì)量相等，b、c都順時針方向運動Ba的量最大，c的量最小，、c都沿逆時針方向運動C．的量最大a的量最小，bc沿順時針方向運動D．個滴的質(zhì)量相等沿時針方向運動，c沿時針方向運動【解析】油滴靜止不動，其受的合力為零，所以電場力方向豎直向上，油滴帶負電荷，且m＝.又油滴bc在中做勻速圓周運動，則a其重力和受到的電場力是一對平衡力，油滴受到的洛倫茲力提供其做勻速圓周運動的向心力，所以＝mqE.由手定則可判斷，c都b順時針方向運動．故A確．在半導體離子注入工藝中，

11m、＝m知R∝，B正確；1設(shè)磁場區(qū)域的寬度為則有θ＝∝，sin30°＝，′＝60°θ，正確．sinθ3如所示，有一金屬塊放在垂直于側(cè)面的勻強磁場中，當有穩(wěn)恒電流自左向右通過時，下列說法中正確的是BD)A金屬塊上表面的電勢高于下表面的電勢B．感應(yīng)強度增大時，金屬塊上、下兩表面間的電勢差U增C．電流增大時，金屬塊上、下兩表面的電勢差減．電流不變時，金屬塊中單位體積內(nèi)自由電子越多，上、下兩表面間的電勢差U越【解析】電流方向水平向右，則自由電子的運動方向水平向左，根據(jù)左手定則，電子向上偏，上表面得到電子帶負電，下表面失去電子帶正電，所以下表面的電勢高，故選項A錯．當電子勻速穿過勻強磁場時，此時電場力等于洛倫茲力，U即＝，得U＝Bd，電流的微觀達式為I，n表單位體積內(nèi)的自由電子數(shù)，S示橫截面積，表自由電子定向移的速率，綜上可知，選項、D正，C錯．質(zhì)為m電荷量為的微粒以速度與水平方向成角點入方向如圖所示的正交的勻強電場和勻強磁場組成的混合場區(qū)，該微粒在電場力、洛倫茲力和重力的共同作用下，恰好沿直線運動到A，下列說法中正初速度可忽略的磷離子P

確的是AC)和P

3

，經(jīng)電壓為U的場

A該微粒一定帶負電荷加速后，垂直進入磁感應(yīng)強度大小為B、方向垂直紙面向里、有一定寬度的勻強磁場區(qū)域，如圖所示，已知離子P在場中轉(zhuǎn)過θ30°后從磁場右邊界射

B．粒從O到的動可能是勻變速運動mgC．磁場的磁感應(yīng)強度大小為θD．電的場強為Bcosθ【解析】若微粒帶正電荷，它受豎直向下的重力出．在電場和磁場中運動時，離子P和(BCD)A在電場中的加速度之比為1B在磁場中運動的半徑之比為∶1C．磁場中轉(zhuǎn)過的角度之比為1D．開場區(qū)域時的動能之比為∶3

3

mg、水平向的電場力和向右下方的倫茲力B，知微粒不能做直線運動，據(jù)此可知微粒應(yīng)帶負電荷，它受豎直向下的重力mg水平向右的電場力和向左上方的洛倫力，又知微粒恰好沿著直線運動到可知微粒應(yīng)該做勻速直線運動，則選項A正，B錯誤；由平衡【解析】離子所帶電荷量之比∶，在電場中時由qEma知∝，故加速度之比為13A錯；離開電場區(qū)域時的動能由＝知Ekk4

條件有關(guān)系：q＝mgqsinθ＝qE，mg磁場的磁感應(yīng)強度＝，場的場＝

020000202222022axy2aa020r0第章帶電粒子在組合場和復合場中的運動A020000202222022axy2aa020r0Bθ，故選項確D錯．10.如所的平面直角坐標系，在第Ⅰ象限內(nèi)有平行于軸勻強電場，方向沿y軸方向；在第Ⅳ象限的正三角形區(qū)域內(nèi)有勻強磁場，方向垂直于平向里，正三角形邊長為L且邊軸平行．一質(zhì)量為、荷量為q的子，從y軸的(0，h)點，以大小為的速度沿軸正方向射入電場，通過電場后從軸上的(2h,0)點入第Ⅳ象限，又經(jīng)過磁場從y軸的點進入第Ⅲ象限，且速度與y軸方向成角，不計粒子所受的重力．求：m(1)電場強度E的小〗qh粒到達點速度的大小和方向2v方向指向第Ⅳ象限與軸方向成45°角〗(3)區(qū)內(nèi)磁場的磁感應(yīng)強度B的小v值〗qL〖解析〗帶粒子在電場中做類平拋運動在場中做勻速圓周運射出磁場后做勻速直線運.(1)帶電粒子在電場中從到a的過程中做類平拋運動水平方向上2＝①豎直方向上＝at②由牛頓第二定律得＝③m

從上式看出∝，R最時B最．B由題圖可知,粒子從射出磁場,大由幾何關(guān)系得＝L?v將?代?得B的小值為B＝minqL11.如所，一個質(zhì)量為m電荷量為q正離子，在D處圖示方向以一定的速度射入磁感應(yīng)強度為的勻強磁場中，場方向垂直紙面向里．結(jié)果離子正好從距點d的孔C沿垂直于電場方向進入勻強電場，此電場方向與AC平且向上，最后子打G處，而處點AG⊥AC不計離子重力，離子運動軌跡在紙面內(nèi)．求：(1)此離子在磁場中做圓周運動的徑r〗離子從D處運動到G處所需時間；〖〗Bqq(3)離子到達G時的動能〗【解析(1)離子軌跡如圖所示．圓周運動半徑r，滿足：＝r＋cos解得r由①②③式聯(lián)立，解得E

mqh

④(2)粒子到達a點沿y軸方向的分速度為＝at由①③④⑤式得＝⑥而＝⑦粒子到達a點速度＝＋＝⑧0設(shè)速度方向與軸正方向的夾角為θ，則θ＝，0θ45°⑨即到點速度方向指向第Ⅳ象限與軸正方向成角．粒進入磁場后做勻速