高考二輪復習物理課件（新高考新教材）專題分層突破練9帶電粒子在復合場中的運動

專題分層突破練9帶電粒子在復合場中的運動高考總復習優(yōu)化設計GAOKAOZONGFUXIYOUHUASHEJI2024123456789101112A組基礎鞏固練1.(多選)(2022廣東卷)如圖所示,磁控管內局部區(qū)域分布有水平向右的勻強電場和垂直紙面向里的勻強磁場。電子從M點由靜止釋放,沿圖中所示軌跡依次經過N、P兩點。已知M、P在同一等勢面上,下列說法正確的有(

)A.電子從N到P,靜電力做正功B.N點的電勢高于P點的電勢C.電子從M到N,洛倫茲力不做功D.電子在M點所受的合力大于在P點所受的合力BC123456789101112解析

電子所受靜電力水平向左,電子從N到P的過程中靜電力做負功,選項A錯誤。勻強電場方向水平向右,N點的電勢高于P點的電勢,選項B正確。由于洛倫茲力一直與速度方向垂直,故電子從M到N,洛倫茲力不做功,選項C正確。由于M點和P點在同一等勢面上,故從M到P靜電力做功為0,而洛倫茲力不做功,M點速度為0,根據動能定理可知電子在P點速度也為0,則電子在M點和P點都只受靜電力作用,在勻強電場中電子在這兩點靜電力相等,即合力相等,選項D錯誤。1234567891011122.(2023全國新課標卷)一電子和一α粒子從鉛盒上的小孔O豎直向上射出后,打到鉛盒上方水平放置的屏幕P上的a和b兩點,a點在小孔O的正上方,b點在a點的右側,如圖所示。已知α粒子的速度約為電子速度的,鉛盒與屏幕之間存在勻強電場和勻強磁場,則電場和磁場方向可能為(

)A.電場方向水平向左、磁場方向垂直紙面向里B.電場方向水平向左、磁場方向垂直紙面向外C.電場方向水平向右、磁場方向垂直紙面向里D.電場方向水平向右、磁場方向垂直紙面向外C123456789101112解析

當電場方向水平向左、磁場方向垂直紙面向里時,若粒子帶正電,則靜電力和洛倫茲力都向左,若粒子帶負電,則靜電力和洛倫茲力都向右,不可能有粒子射到a點,選項A錯誤;當電場方向水平向左、磁場方向垂直紙面向外時,可能有受力平衡的粒子,若a處為電子,則α粒子受到的靜電力大,將射到a的左側,若a處為α粒子,則電子受到的洛倫茲力大,將射到a的左側,選項B錯誤;當電場方向水平向右、磁場方向垂直紙面向里時,可能有受力平衡的粒子,若a處為電子,則α粒子受到的靜電力大,將射到a的右側,若a處為α粒子,則電子受到的洛倫茲力大,將射到a的右側,選項C正確;當電場方向水平向右、磁場方向垂直紙面向外時,若粒子帶正電,則靜電力和洛倫茲力都向右,若粒子帶負電,則靜電力和洛倫茲力都向左,不可能有粒子射到a點,選項D錯誤。1234567891011123.(2023浙江6月選考)某帶電粒子轉向器的橫截面如圖所示,轉向器中有輻向電場。粒子從M點射入,沿著由半徑分別為R1和R2的圓弧平滑連接成的虛線(等勢線)運動,并從虛線上的N點射出,虛線處電場強度大小分別為E1和E2,則R1、R2和E1、E2應滿足(

)A1234567891011124.(多選)(2023湖南九師聯盟聯考)回旋加速器的主要部件示意圖如圖甲所示,回旋加速器D形盒的俯視圖如圖乙所示,兩盒間的狹縫很小,粒子穿過的時間忽略不計,已知垂直盒面的勻強磁場的磁感應強度為B,D形盒的半徑為r,高頻電源的頻率為f,最大電壓為U,若A處的粒子源產生一個電荷量為q、速率為零的粒子經過電場加速后進入磁場,能一直被回旋加速最后從D形盒出口飛出,下列說法正確的是(

)BC1234567891011121234567891011125.(多選)(2023湖北武漢模擬)電磁流量計可以測量導電流體的流量(單位時間內流過某一橫截面的流體體積)。如圖所示,它是由一個產生磁場的線圈,以及用來測量電動勢的兩個電極a、b所構成,可架設于管路外來測量液體流量。以v表示流速,B表示電磁線圈產生的磁場,D表示管路內徑,若磁場B的方向、流速v的方向與測量電磁線圈感應電動勢兩電極連線的方向三者相互垂直,則測得的感應電動勢為U0,下列判斷正確的是(

)A.電極a為負極,電極b為正極B.電極a為正極,電極b為負極C.U與液體流量成正比D.U與液體流量成反比AC123456789101112解析

根據左手定則,帶正電離子受洛倫茲力向電極b移動,帶負電離子受洛倫茲力向電極a移動,故電極a為負極,電極b為正極,故A正確,B錯誤;帶電1234567891011126.(多選)(2023陜西西安模擬)如圖所示,質量為m、電荷量為q的帶正電粒子以某一速度進入兩平行板間的正交電磁場后恰好沿虛線做直線運動,然后從P點進入右側的圓形勻強磁場,最后從Q點離開圓形磁場。兩板間的電壓為U,間距為d,兩板間磁場的磁感應強度大小為B、方向垂直紙面向里,圓形磁場的方向垂直紙面向里且圓心O在虛線上,半徑也為d,P、Q兩點間的距AC1234567891011121234567891011127.(2023重慶二模)如圖所示,一帶電粒子以速度v0從O點沿兩極板中線OA射入平行板電容器,若電容器極板間只有圖示磁感應強度為B的勻強磁場時,該粒子從上極板右端點N射出,若電容器極板間只有圖示電場強度為E的勻強電場時,該粒子從下極板右端點Q射出,若電容器極板間同時有圖示磁感應強度為B的勻強磁場和電場強度為E的勻強電場時,該粒子將(不計粒子重力)(

)A.從AN間射出 B.從AQ間射出C.從A點射出

D.無法直接射出B123456789101112知,靜電力大于洛倫茲力,由分析知,若電容器極板間同時有圖示磁感應強度為B的勻強磁場和電場強度為E的勻強電場時,粒子將從AQ間射出。故選B。1234567891011128.(多選)(2023安徽高三聯考)如圖甲所示,讓離子流從容器A下方的小孔無初速度飄入加速電場,加速后垂直進入磁感應強度大小為B的勻強磁場,最后打在照相底片D上,形成一系列譜線。某位科學愛好者經過一系列操作得到圖乙所示的圖像,圖像縱軸x表示“譜線”到離子射入磁場的入射點的距離,而橫軸表示的量未知,則下列分析判斷正確的是(

)A.圖像橫坐標軸一定表示離子比荷的二次方根B.圖像橫坐標軸可能表示離子比荷倒數的二次方根C.圖像橫坐標軸可能表示加速電場的電勢差D.圖像橫坐標軸可能表示加速電場電勢差的二次方根BD123456789101112123456789101112B組素能提升練9.(2023湖南卷)如圖所示,真空中有區(qū)域Ⅰ和Ⅱ,區(qū)域Ⅰ中存在勻強電場和勻強磁場,電場方向豎直向下(與紙面平行),磁場方向垂直于紙面向里,等腰直角三角形CGF區(qū)域(區(qū)域Ⅱ)內存在勻強磁場,磁場方向垂直于紙面向外。圖中A、C、O三點在同一直線上,AO與GF垂直,且與電場和磁場方向均垂直。A點處的粒子源持續(xù)將比荷一定但速率不同的粒子射入區(qū)域Ⅰ中,只有沿直線AC運動的粒子才能進入區(qū)域Ⅱ。若區(qū)域Ⅰ中電場強度大小為E、磁感應強度大小為B1,區(qū)域Ⅱ中磁感應強度大小為B2,則粒子從CF的中點射出,它們在區(qū)域Ⅱ中運動的時間為t0。若改變電場或磁場強弱,能進入區(qū)域Ⅱ中的粒子在區(qū)域Ⅱ中運動的時間為t,不計粒子的重力及粒子之間的相互作用,下列說法正確的是(

)123456789101112A.若僅將區(qū)域Ⅰ中磁感應強度大小變?yōu)?B1,則t>t0B.若僅將區(qū)域Ⅰ中電場強度大小變?yōu)?E,則t>t0答案

D12345678910111212345678910111212345678910111212345678910111210.(2023湖南懷化高三階段練習)利用電場和磁場控制帶電粒子的運動,在現代科學實驗和技術設備中有著廣泛的應用。如圖所示,在平面直角坐標系xOy的第一象限內存在沿y軸負方向的勻強電場,第四象限內邊長為L的正方形abcd區(qū)域內存在垂直紙面向里的勻強磁場。一電荷量為q、質量為m的粒子從P點以速度v0垂直射入電場,從a點進入磁場后,恰好從c點離開磁場。已知P點坐標為(0,L),a點坐標為(L,0),c點坐標為(2L,-L),不計粒子受到的重力,求:(1)勻強電場的電場強度E的大小;(2)粒子離開磁場時的速度v的大小;(3)勻強磁場的磁感應強度B的大小。123456789101112解析

(1)設粒子在電場中運動時的加速度大小為a,運動時間為t,水平方向則有L=v0t豎直方向則有12345678910111212345678910111212345678910111211.(2023江蘇卷)霍爾推進器某局部區(qū)域可抽象成如圖所示的模型。Oxy平面內存在豎直向下的勻強電場和垂直于坐標平面向里的勻強磁場,磁感應強度大小為B。質量為m、電荷量為e的電子從O點沿x軸正方向水平入射。入射速度為v0時,電子沿x軸做直線運動;入射速度小于v0時,電子的運動軌跡如圖中的虛線所示,且在最高點與在最低點所受的合力大小相等。不計重力及電子間相互作用。(1)求電場強度E的大小。123456789101112解析

(1)當電子以速度v0沿x軸正方向射入時,電子沿x軸做直線運動,故eE=ev0B解得E=v0B。123456789101112123456789101112(3)當電子速度v<v0時,由于在最高點和最低點,電子所受合力大小相等在最低點合力大小為F1=eE-evB=e(v0-v)B設電子在最高點的速度大小為v1,在最高點合力大小為F1=ev1B-eE=e(v1-v0)B解得v1=2v0-v解得v=0.9v012345678910111212345678910111212.(2023湖南張家界二模)如圖所示,O-xyz坐標系的y軸豎直向上,在yOz平面左側-2l<x<-l區(qū)域內存在著沿y軸負方向的勻強電場,-l<x<0區(qū)域內存在著沿z軸負方向的勻強磁場,在yOz平面右側區(qū)域同時存在著沿x軸正方向的勻強電場和勻強磁場,電場強度和磁感應強度大小均與yOz平面左側相等,電磁場均具有理想邊界。一個質量為m、