高中物理電場練習(xí)題(含詳解答案)

1、1、運動電荷進入磁場后(無其他外力作用)可能做()A.勻速圓周運動B.勻速直線運動C.勻加速直線運動D.平拋運動2、如圖所示,正方形容器處于勻強磁場中,一束電子從孔a垂直于磁場沿ab方向射入容器中,其中一部分從c孔射出,一部分從d孔射出,容器處于真空中,則下列結(jié)論中正確的是()A.從兩孔射出的電子速率之比vcvd=21B.從兩孔射出的電子在容器中運動的時間之比tctd=12C.從兩孔射出的電子在容器中運動的加速度大小之比acad=1D.從兩孔射出的電子在容器中運動的角速度之比cd=213、如圖所示,在x軸上方存在著垂直于紙面向里、磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場,一個不計重力的帶電粒子從坐標(biāo)原點O處以

2、速度v進入磁場,粒子進入磁場時的速度方向垂直于磁場且與x軸正方向成120°角,若粒子穿過y軸正半軸后在磁場中到x軸的最大距離為a,則該粒子的比荷和所帶電荷的電性分別是()A.,正電荷B.,正電荷C.,負電荷D.,負電荷4、一磁場寬度為L,磁感應(yīng)強度為B,如圖所示,一粒子質(zhì)量為m,帶電荷量為-q,不計重力,以某一速度(方向如圖)射入磁場。若不使其從右邊界飛出,則粒子的速度應(yīng)為多大?5、已知質(zhì)量為m的帶電液滴,以速度v射入互相垂直的勻強電場E和勻強磁場B中,液滴在此空間剛好能在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運動。重力加速度為g,求:(1)液滴在空間受到幾個力作用;(2)液滴的帶電荷量及電性;(3)

3、液滴做勻速圓周運動的半徑。6、如圖所示,有界勻強磁場的磁感應(yīng)強度B=2×10-3 T;磁場右邊是寬度L=0.2 m、場強E=40 V/m、方向向左的勻強電場。一帶電粒子的電荷量q=-3.2×10-19 C,質(zhì)量m=6.4×10-27 kg,以v=4×104 m/s的速度沿OO'垂直射入磁場,在磁場中偏轉(zhuǎn)后進入右側(cè)的電場,最后從電場右邊界射出。求:(1)大致畫出帶電粒子的運動軌跡(畫在給出的圖中);(2)帶電粒子在磁場中運動的軌跡半徑;(3)帶電粒子飛出電場時的動能Ek。7、如圖所示,在坐標(biāo)系xOy的第一、第三象限內(nèi)存在相同的勻強磁場,磁場方向垂直

4、于xOy平面向里;第四象限內(nèi)有沿y軸正方向的勻強電場,電場強度大小為E。一帶電荷量為+q、質(zhì)量為m的粒子,自y軸上的P點沿x軸正方向射入第四象限,經(jīng)x軸上的Q點進入第一象限,隨即撤去電場,以后僅保留磁場。已知OP=d,OQ=2d。不計粒子重力。(1)求粒子過Q點時速度的大小和方向。(2)若磁感應(yīng)強度的大小為一確定值B0,粒子將以垂直y軸的方向進入第二象限,求B0。(3)若磁感應(yīng)強度的大小為另一確定值,經(jīng)過一段時間后粒子將再次經(jīng)過Q點,且速度與第一次過Q點時相同,求該粒子相鄰兩次經(jīng)過Q點所用的時間。詳解答案：1、答案AB解析當(dāng)電荷垂直勻強磁場方向進入時做勻速圓周運動,當(dāng)電荷平行于勻強磁場方向進入

5、時做勻速直線運動。2、答案AB解析帶電粒子在磁場中做圓周運動,求時間時要考慮時間與周期的關(guān)系,所求加速度為向心加速度,需考慮洛倫茲力,求速率也要考慮洛倫茲力,因為Bqv=,從a孔射入,經(jīng)c、d兩孔射出的粒子軌道半徑分別為正方形邊長和邊長,所以=,A正確;粒子在同一勻強磁場中運動周期T=相同,因為tc=,td=,所以=,B正確;因為a=,所以=,C錯誤;因為=,所以相同,D錯誤,故正確答案為A、B。3、答案C解析從“粒子穿過y軸正半軸”可知粒子向右側(cè)偏轉(zhuǎn),洛倫茲力指向運動方向的右側(cè),由左手定則可判定粒子帶負電,作出粒子運動軌跡示意圖如圖所示。根據(jù)幾何關(guān)系有r+r sin 30°=a,再

6、結(jié)合半徑表達式r=可得=,故C正確。4、答案解析若要粒子不從右邊界飛出,當(dāng)達最大速度時運動軌跡如圖,由幾何知識可求得半徑r,有r+r cos =L,得r=又Bqv=,所以v=5、答案(1)三個力(2)負電(3)解析(1)由于是帶電液滴,它受到重力,又處于電、磁場中,還應(yīng)受到電場力及洛倫茲力共三個力作用。(2)因液滴做勻速圓周運動,故必須滿足重力與電場力平衡,所以液滴應(yīng)帶負電,則有mg=Eq,求得:q=。(3)盡管液滴受三個力,但合力為洛倫茲力,所以仍可用半徑公式R=,把電荷量代入可得R=。6、答案(1)見解析(2)0.4 m(3)7.68×10-18 J解析(1)粒子運動軌跡如圖所示

7、。(2)帶電粒子在磁場中運動時,由牛頓運動定律,有|q|vB=mR= m=0.4 m。(3)Ek=E|q|L+mv2=40×3.2×10-19×0.2 J+×6.4×10-27×(4×104)2 J=7.68×10-18 J。7答案(1)2與x軸正方向夾角為45°(2)(3)(2+)解析(1)設(shè)粒子在電場中運動的時間為t0,加速度的大小為a,粒子的初速度為v0,過Q點時速度的大小為v,沿y軸方向分速度的大小為vy,速度與x軸正方向間的夾角為,由牛頓第二定律得qE=ma由運動學(xué)公式得d=a2d=v0t0vy=at0v=tan =聯(lián)立式得v=2=45°(2)設(shè)粒子做圓周運動的半徑為R1,粒子在第一象限的運動軌跡如圖所示,O1為圓心,由幾何關(guān)系可知O1OQ為等腰直角三角形,得R1=2d由牛頓第二定律得qvB0=m聯(lián)立式得B0=(3)設(shè)粒子做圓周運動的半徑為R2,由幾何分析粒子運動的軌跡如圖所示。O2、O2'是粒子做圓周運動的圓心,Q、F、G、H是軌跡與兩坐標(biāo)軸的交點,連接O2、O2',由幾何關(guān)系知,O2FGO2'和O2QHO2'均為矩形,進而知FQ、GH均為直徑,QFGH也是矩