步步高考前三個(gè)月訓(xùn)練11帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)

1、訓(xùn)練11帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)圖11如圖1所示，ABC為豎直平面內(nèi)的光滑絕緣軌道，其中AB為傾斜直軌道，BC為與AB相切的圓形軌道，并且圓形軌道處在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里質(zhì)量相同的甲、乙、丙三個(gè)小球中，甲球帶正電、乙球帶負(fù)電、丙球不帶電現(xiàn)將三個(gè)小球在軌道AB上分別從不同高度處由靜止釋放，都恰好通過(guò)圓形軌道的最高點(diǎn)，則()A經(jīng)過(guò)最高點(diǎn)時(shí)，三個(gè)小球的速度相等B經(jīng)過(guò)最高點(diǎn)時(shí)，甲球的速度最小C甲球的釋放位置比乙球的高D運(yùn)動(dòng)過(guò)程中三個(gè)小球的機(jī)械能均保持不變2如圖2所示，一個(gè)帶電小球穿在一根絕緣的粗糙直桿上，桿與水平方向成角，整個(gè)空間存在著豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)和垂直于桿方向斜向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)小球從

2、a點(diǎn)由靜止開(kāi)始沿桿向下運(yùn)動(dòng)，在c點(diǎn)時(shí)速度為4 m/s，b是a、c的中點(diǎn)，在這個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中()圖2A小球通過(guò)b點(diǎn)時(shí)的速度小于2 m/sB小球在ab段克服摩擦力做的功與在bc段克服摩擦力做的功相等C小球的電勢(shì)能一定增加D小球從b到c重力與電場(chǎng)力做的功可能等于克服阻力做的功圖33如圖3所示，在第二象限內(nèi)有水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度 為E；在第一、四象限內(nèi)分別存在如圖所示的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感 應(yīng)強(qiáng)度大小相等有一個(gè)帶電粒子以初速度v0從x軸上的P點(diǎn)垂直進(jìn)入勻強(qiáng)電場(chǎng)，恰好與y軸成45角射出電場(chǎng)，再經(jīng)過(guò)一段時(shí)間又恰好垂直于x軸進(jìn)入下面的磁場(chǎng)已知O、P之間的距離為d，則帶電粒子()A在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為B在磁場(chǎng)

3、中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為dC自進(jìn)入磁場(chǎng)至第二次經(jīng)過(guò)x軸所用時(shí)間為D從進(jìn)入電場(chǎng)時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，粒子在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中第二次經(jīng)過(guò)x軸的時(shí)間為圖44如圖4所示，在直角坐標(biāo)平面的第象限內(nèi)有一垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)；磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，直線OA是磁場(chǎng)右側(cè)的邊界在 第象限，存在電場(chǎng)強(qiáng)度為E的水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng)，y軸是電場(chǎng)、磁場(chǎng)區(qū)域的分界線，曲線OM滿(mǎn)足方程xky2(k0)有一電荷量為q(q0)，質(zhì)量為m的粒子(重力不計(jì))，在曲線OM上某一點(diǎn)由靜止釋放，穿過(guò)y軸進(jìn)入磁場(chǎng)中(1)試寫(xiě)出帶電粒子穿過(guò)y軸時(shí)的速度大小與釋放點(diǎn)縱坐標(biāo)的關(guān)系式；(2)若粒子從曲線OM上任意位置釋放，要求粒子穿過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域后，都垂直于x軸射出求直線OA與x

4、軸的夾角的正切值(用題中已知物理量的符號(hào)表示)圖55如圖5所示，在xOy平面內(nèi)，直線MN與x軸正方向成30 角，MN下方是垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，MN與y軸正方向間存在電場(chǎng)強(qiáng)度E105 N/C的勻強(qiáng)電場(chǎng)，其方向與y軸正方向成60角且指向左上方，一重力不計(jì)的帶正電粒子，從坐標(biāo)原點(diǎn)O沿x軸正方向進(jìn)入磁場(chǎng)，已知粒子的比荷107 C/kg，結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字，試問(wèn)：(1)若測(cè)得該粒子經(jīng)過(guò)磁場(chǎng)的時(shí)間t1106 s，求磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小；(2)粒子從坐標(biāo)原點(diǎn)開(kāi)始到第一次到達(dá)y軸正半軸的時(shí)間t；(3)若粒子的速度v01.0106 m/s，求粒子進(jìn)入電場(chǎng)后最終離開(kāi)電場(chǎng)時(shí)的位置坐標(biāo)6如圖6所示，xOy平面

5、內(nèi)存在著沿y軸正方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，一個(gè)質(zhì)量為m、帶電荷量為q的粒子從坐標(biāo)原點(diǎn)O以速度v0沿x軸正方向開(kāi)始運(yùn)動(dòng)當(dāng)它經(jīng)過(guò)圖中虛線上的M(2a，a)點(diǎn)時(shí)，撤去電場(chǎng)，粒子繼續(xù)運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后進(jìn)入一個(gè)矩形圖6勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域(圖中未畫(huà)出)，又從虛線上的某一位置N處沿y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)并再次經(jīng)過(guò)M點(diǎn)已知磁場(chǎng)方向垂直xOy平面(紙面)向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，不計(jì)粒子的重力試求：(1)電場(chǎng)強(qiáng)度的大??；(2)N點(diǎn)的坐標(biāo)；(3)矩形磁場(chǎng)的最小面積7如圖7所示的環(huán)狀軌道處于豎直面內(nèi)，它由半徑分別為R和2R的兩個(gè)半圓軌道、半徑為R的兩個(gè)四分之一圓軌道和兩根長(zhǎng)度分別為2R和4R的直軌道平滑連接而成以水平線MN和PQ為界把空間分為

6、三個(gè)區(qū)域，區(qū)域和區(qū)域有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的水平向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，區(qū)域和有豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶電小環(huán)穿在軌道內(nèi)，它與兩根直軌圖7道間的動(dòng)摩擦因數(shù)為(01)，而軌道的圓弧形部分均光滑在電場(chǎng)中靠近C點(diǎn)的地方將小環(huán)無(wú)初速度釋放，設(shè)小環(huán)電荷量保持不變(已知區(qū)域和的勻強(qiáng)電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E，重力加速度為g)求：(1)小環(huán)在第一次通過(guò)軌道最高點(diǎn)A時(shí)的速度vA的大??；(2)小環(huán)在第一次通過(guò)軌道最高點(diǎn)A時(shí)受到軌道的壓力FN的大?。?3)若從C點(diǎn)釋放小環(huán)的同時(shí)，在區(qū)域再另加一垂直于軌道平面向里的水平勻強(qiáng)電場(chǎng)，其場(chǎng)強(qiáng)大小為E，則小環(huán)在兩根直軌道上通過(guò)的總路程多大？答案1CD2D3D4(1)v y(2)B 15(1)0.5 T(2)1.4106 s(3)(0,1.2 m)6(1)(2)(2a，a)(3)7(1)(2)11mgqB(3)見(jiàn)解析解析(3)在區(qū)域另加一勻強(qiáng)電場(chǎng)，小環(huán)受力有重力mg、摩擦力qE、電場(chǎng)力qE.由于01，則mgqEmg(1 )qE，故小環(huán)必能通過(guò)A點(diǎn)，以后有三種可能：可能第一次過(guò)了A點(diǎn)后，恰好停在K點(diǎn)在直軌道上通過(guò)的總路程為：s總4R可能在水平線PQ上方的軌道