高考物理 帶電粒子在磁場(chǎng)復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)練習(xí)題 新人教版選修3-1

1、帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)練習(xí)題1在陰極射線管中電子流方向由左向右，其上方有一根通有如圖1所示電流的直導(dǎo)線，導(dǎo)線與陰極射線管平行，則 圖1陰極射線將 A向上偏轉(zhuǎn) B向下偏轉(zhuǎn)C向紙里偏轉(zhuǎn) D向紙外偏轉(zhuǎn)2一初速度為零的電子經(jīng)電場(chǎng)加速后，垂直于磁場(chǎng)方向進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，此電子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)可等效為一環(huán)狀電流，其等效電流的大小 A與電子質(zhì)量無關(guān) B與電子電荷量有關(guān)C與電子進(jìn)入磁場(chǎng)的速度有關(guān) D與磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度有關(guān)3(2010鄭州模擬)圓形區(qū)域內(nèi)有垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，三個(gè)質(zhì)量和電荷量都相同的帶電粒子a、b、c，以不同的速率沿著AO方向?qū)?zhǔn)圓心O射入磁場(chǎng)，其運(yùn)動(dòng)軌跡如 圖2圖2所示若帶電粒子只受磁

2、場(chǎng)力的作用，則下列說法正確的是 Aa粒子速率最大 Bc粒子速率最大Ca粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間最長(zhǎng) D它們做圓周運(yùn)動(dòng)的周期TaTbTc4(2010廣安模擬)不計(jì)重力的負(fù)粒子能夠在如圖3所示的正交勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速直線穿過設(shè)產(chǎn)生勻強(qiáng)電場(chǎng)的兩極板間電壓為U，距離為d，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感 圖3應(yīng)強(qiáng)度為B，粒子帶電荷量為q，進(jìn)入速度為v，以下說法正確的是 A若同時(shí)增大U和B，其他條件不變，則粒子一定能夠直線穿過B若同時(shí)減小d和增大v，其他條件不變，則粒子可能直線穿過C若粒子向下偏，能夠飛出極板間，則粒子動(dòng)能一定減小D若粒子向下偏，能夠飛出極板間，則粒子的動(dòng)能有可能不變5如圖4所示，在勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)

3、共存的區(qū)域內(nèi)，電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)為E，方向豎直向下，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向垂直于紙面向里，一質(zhì)量為m的帶電粒子，在場(chǎng)區(qū)內(nèi)的一豎直平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則 可判斷該帶電質(zhì)點(diǎn) A帶有電荷量為的正電荷 B沿圓周逆時(shí)針運(yùn)動(dòng) 圖4C運(yùn)動(dòng)的角速度為 D運(yùn)動(dòng)的速率為6(2009廣東高考)如圖5所示，表面粗糙的斜面固定于地面上，并處于方向垂直紙面向外、強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中質(zhì)量為m、帶電量為Q的小滑塊從斜面頂端由靜止下滑在滑塊下 圖5滑的過程中，下列判斷正確的是 A滑塊受到的摩擦力不變B滑塊到達(dá)地面時(shí)的動(dòng)能與B的大小無關(guān)C滑塊受到的洛倫茲力方向垂直斜面向下DB很大時(shí)，滑塊可能靜止于斜面上7如圖6所示，有一混合正離子

4、束先后通過正交電場(chǎng)、磁場(chǎng)區(qū)域和勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，如果這束正離子束在區(qū)域中不偏轉(zhuǎn)，進(jìn)入?yún)^(qū)域后偏轉(zhuǎn)半徑又相同，則說明這些 圖6正離子具有相同的 A動(dòng)能 B質(zhì)量C電荷量 D比荷8利用如圖7所示的方法可以測(cè)得金屬導(dǎo)體中單位體積內(nèi)的自由電子數(shù)n，現(xiàn)測(cè)得一塊橫截面為矩形的金屬導(dǎo)體的寬為b，厚為d，并加有與側(cè)面垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B，當(dāng)通以圖示方向電流I時(shí)，在導(dǎo) 體上、下表面間用電壓表可測(cè)得電壓為U.已知自由電子 圖7的電荷量為e，則下列判斷正確的是 A上表面電勢(shì)高B下表面電勢(shì)高C該導(dǎo)體單位體積內(nèi)的自由電子數(shù)為姓名：D該導(dǎo)體單位體積內(nèi)的自由電子數(shù)為請(qǐng)將選擇題答案填入表格中 123456789、如圖8所示，質(zhì)量為m的帶

5、正電的小球能沿著豎直墻豎直滑下，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，方向水平并與小球運(yùn)動(dòng)方向垂直，若小球帶正電量q，球與墻面的動(dòng)摩擦因數(shù)為，則小球下落的最大速度為_。圖810、如圖9所示，一束電子（電量為e）以速度v垂直射入磁感強(qiáng)度為B，寬度為d的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，穿透磁場(chǎng)時(shí)速度方向與電子原來入射方向的夾角是30，則電子的質(zhì)量是 ，穿透磁場(chǎng)的時(shí)間是 。 圖911、某塑料球成型機(jī)工作時(shí)，可以噴出速度v010 m/s的塑料小球，已知噴出小球的質(zhì)量m1.0104 kg，并且在噴出時(shí)已帶了q1.0104 C的負(fù)電荷，如圖10所示，小球從噴口飛出后，先滑過長(zhǎng)d1.5 m的水平光滑的絕緣軌道，而后又過半徑R0.4 m的圓

6、弧形豎立的光滑絕緣軌道今在水平軌道上加上水平向右的電場(chǎng)強(qiáng)度為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)，小球?qū)⑶『脧膱A弧軌道的最高點(diǎn)M處水平飛出；若再在圓形軌道區(qū)域加上垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)后，小球?qū)⑶『脧膱A形軌道上與圓心等高的N點(diǎn)脫離軌道落入放在N點(diǎn)下方地面上接地良好的金屬容器內(nèi)，g10 m/s2，求： (1)所加電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度E；(2)所加磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B. 圖10（提示：正確理解兩個(gè)“恰好”：1.重力恰好提供向心力，2.洛倫茲力恰好提供向心力。） 12(2009天津高考)如圖11所示，直角坐標(biāo)系xOy位于豎直平面內(nèi)，在水平的x軸下方存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)和勻強(qiáng)電場(chǎng)，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向垂直xOy平面向里，電場(chǎng)線平行于

7、y軸一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正 圖11電的小球，從y軸上的A點(diǎn)水平向右拋出，經(jīng)x軸上的M點(diǎn)進(jìn)入電場(chǎng)和磁場(chǎng)，恰能做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，從x軸上的N點(diǎn)第一次離開電場(chǎng)和磁場(chǎng)，MN之間的距離為L(zhǎng)，小球過M點(diǎn)時(shí)的速度方向與x軸正方向夾角為.不計(jì)空氣阻力，重力加速度為g，求：(1)電場(chǎng)強(qiáng)度E的大小和方向；(2)小球從A點(diǎn)拋出時(shí)初速度v0的大?。?3)A點(diǎn)到x軸的高度h.帶電粒子在磁場(chǎng)和復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)練習(xí)題答案1解析：由安培定則知電流下方磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里，陰極射線管內(nèi)的電子帶負(fù)電，根據(jù)左手定則知電子應(yīng)向下偏轉(zhuǎn)，故選B項(xiàng)答案：B2解析：電子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的周期T，環(huán)形電流的等效電流I.由上式可以看出，電

8、流大小與電量、磁場(chǎng)、質(zhì)量有關(guān)，故B、D兩項(xiàng)正確，A、C錯(cuò)誤答案：BD3解析：由于三個(gè)帶電粒子的質(zhì)量、電荷量均相同，在同一個(gè)磁場(chǎng)中，根據(jù)qvBm，可得：r，當(dāng)速度越大時(shí)、軌道半徑越大，選項(xiàng)A錯(cuò)誤、B正確；由于T及tT可知，三粒子運(yùn)動(dòng)周期相同，a在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的偏轉(zhuǎn)角最大，對(duì)應(yīng)時(shí)間最長(zhǎng)，選項(xiàng)C正確、D錯(cuò)誤答案：BC4解析：粒子能夠直線穿過，則有qqvB，即v，若U、B增大的倍數(shù)不同，粒子不能沿直線穿過，A項(xiàng)錯(cuò)，同理B項(xiàng)正確；粒子向下偏，電場(chǎng)力做負(fù)功，又W洛0，所以Ek0，C項(xiàng)正確，D項(xiàng)錯(cuò)答案：BC5解析：帶電粒子在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，有mgqE，求得電荷量q，根據(jù)電場(chǎng)強(qiáng)度方向和電場(chǎng)力方向判斷出

9、粒子帶負(fù)電，A錯(cuò)由左手定則可判斷粒子沿順時(shí)針方向運(yùn)動(dòng)，B錯(cuò)由qvBmv得，C正確在速度選擇器裝置中才有v，故D錯(cuò)答案：C6 解析：如圖所示，由左手定則知C正確而FFN(mgcosBQv)要隨速度增加而變大，A錯(cuò)誤若滑塊滑到底端已達(dá)到勻速運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，應(yīng)有Fmgsin，可得v(cos)，可看到v隨B的增大而減小若在滑塊滑到底端時(shí)還處于加速運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，則在B越強(qiáng)時(shí)，F(xiàn)越大，滑塊克服阻力做功越多，到達(dá)斜面底端的速度越小，B錯(cuò)誤當(dāng)滑塊能靜止于斜面上時(shí)應(yīng)有mgsinmgcos，即tan，與B的大小無關(guān)，D錯(cuò)誤答案：C7解析：設(shè)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)為E，由于正離子在區(qū)域里不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，則EqB1qv，得v；當(dāng)正離子進(jìn)入?yún)^(qū)域

10、時(shí)，偏轉(zhuǎn)半徑又相同，所以R，故選項(xiàng)D正確答案：D8解析：畫出平面圖如圖所示，由左手定則可知，自由電子向上表面偏轉(zhuǎn)，故下表面電勢(shì)高，故B正確，A錯(cuò)誤再根據(jù)eevB，IneSvnebdv得n，故D正確，C錯(cuò)誤答案：BD9、解析：小球下落過程中受豎直向下重力、水平向右的洛倫茲力、水平向左的彈力和豎直向上的摩擦力，當(dāng)小球達(dá)到最大速度時(shí)，重力與摩擦力平衡，即：mg=FN=qvB，則得：v=mg/qB10、解析：由圖中幾何關(guān)系的：電子作圓周運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)半徑R=2d (1)對(duì)電子由牛頓第二定律得：qvB=mv2/R (2) 由(1)(2)得：m = 2edB/vT=2m/eB t=300T/3600= m/6eB 圖911 解析：(1)設(shè)小球在M點(diǎn)的速率為v1，只加電場(chǎng)時(shí)對(duì)小球在M點(diǎn)由牛頓第二定律得：mgm在水平軌道上，對(duì)小球由動(dòng)能定理得：-qEdmvmv由以上兩式解之得：E32 V/m(2)設(shè)小球在N點(diǎn)速率為v2，在N點(diǎn)由牛頓第二定律得：qv2Bm從M到N點(diǎn)，由機(jī)械能守恒定律得：mgRmvmv解得：B5 T.答案：(1)32 V/m(2)5 T12 解析：(1)小球在電場(chǎng)、磁場(chǎng)中恰能做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其所受電場(chǎng)力必須與重力平衡，有qEmg E 重力的方向是豎直向下的，電場(chǎng)力的方向則應(yīng)為豎直向上，由于小球帶正電，所以電場(chǎng)強(qiáng)度方向豎直向上(2)小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，O為圓心，MN