2020年高考物理一輪復(fù)習(xí)第十二單元磁場(chǎng)第3講帶電粒子在組合場(chǎng)和復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)練習(xí)(含解析)新人教

1、第3講帶電粒子在組合場(chǎng)和復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)關(guān)鍵能力題型一帶電粒子在組合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)問(wèn)題“磁偏轉(zhuǎn)”和“電偏轉(zhuǎn)”的比較電偏轉(zhuǎn)磁偏轉(zhuǎn)帶電粒子以v，E進(jìn)偏轉(zhuǎn)條入勻強(qiáng)電場(chǎng)（不計(jì)重帶電粒子以v，B進(jìn)入勻弓II磁場(chǎng)（不計(jì)重力）件力）受力情只受恒定的電場(chǎng)力只受大小恒定的洛倫茲力F=qvB況F=Eq運(yùn)動(dòng)情類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)勻速圓周運(yùn)動(dòng)況圓弧拋物線(xiàn)運(yùn)動(dòng)軌跡求解方利用類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)牛頓第二定律、向心力公式尸，T=2*t=蓑12qEx=v0t,y=2at,a=m，tatan9=V0【例1】在如圖甲所示的平面直角坐標(biāo)系xOy中，第I象限內(nèi)有平行于y軸的勻強(qiáng)電場(chǎng)，方向沿y軸正方向；在第IV象限的正三角形abc區(qū)域內(nèi)有勻強(qiáng)磁場(chǎng)，方向垂直

2、于xOy平面向里，正三角形邊長(zhǎng)為L(zhǎng),且ab邊與y軸平行。一質(zhì)量為m電荷量為q的粒子，從y軸上的R0,h)點(diǎn)，以大小為V0的速度沿x軸正方向射入電場(chǎng)，通過(guò)電場(chǎng)后從x軸上的a(2h,0)點(diǎn)進(jìn)入第IV象限，又經(jīng)過(guò)磁場(chǎng)從y軸上的某點(diǎn)進(jìn)入第田象限，且速度與y軸負(fù)方向成45°角，不計(jì)粒子所受的重力。求(1)電場(chǎng)強(qiáng)度E的大小。(2)粒子到達(dá)a點(diǎn)時(shí)速度的大小和方向。abc區(qū)域內(nèi)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的最小值。【解析】(1)設(shè)粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t,則有x=vot=2h,y=2at2=h,qE=ma一？?/聯(lián)立可得E"?。(2)粒子到達(dá)a點(diǎn)時(shí)沿y軸負(fù)方向的分速度vy=at=v0所以v=v?o

3、2+?2=v2vo方向指向第IV象限與x軸正方向成45°角。F乙(3)粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，有r?2qvB=m?當(dāng)粒子從b點(diǎn)射出時(shí)，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為最小值,此時(shí)有r=具所以B=2o【答案】答(2)為V0方向指向第IV象限與x軸正方向成45。角(3)券組合場(chǎng)是指磁場(chǎng)與電場(chǎng)同時(shí)存在，但各位于一定的區(qū)域內(nèi)且并不重疊的情況，或者在同一區(qū)域內(nèi)交替存在，總之，帶電粒子每時(shí)只受到一個(gè)場(chǎng)力的作用。(1)帶電粒子在組合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，若初速度與電場(chǎng)線(xiàn)平行，則該粒子做勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)；若初速度與電場(chǎng)線(xiàn)垂直，則該粒子做類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)。帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，若速度與磁感線(xiàn)平行，則該粒子做勻速直

4、線(xiàn)運(yùn)動(dòng)；若速度與磁感線(xiàn)垂直，則該粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。(2)帶電粒子在組合場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的處理方法清葩場(chǎng)的性質(zhì)、方向、強(qiáng)弱、格圉等正確地畫(huà)巳粒子的訪(fǎng)勖就避圖格陋靶P枚次通過(guò)不國(guó)街區(qū)時(shí).山費(fèi)力情忍痛定 做孑東不網(wǎng)區(qū)域的運(yùn)動(dòng)情況根據(jù)K域和運(yùn)動(dòng)規(guī)律的不同，將粒子達(dá)動(dòng)的過(guò)程劃分為幾個(gè)不同的舫段.對(duì)不同的附段選取不同的規(guī)撞處再亶明蜩帶電股不通過(guò)不同痂區(qū)的交界處時(shí)速度大+小和方向的支系.粒F在上一個(gè)區(qū)域的京速度在在R粒子隹下個(gè)X填的初速度【變式訓(xùn)練1】(2018安徽淮南第二次調(diào)研)如圖甲所示，在x軸上方存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)弓II度為R方向垂直紙面向里。在x軸下方存在勻強(qiáng)電場(chǎng)，方向豎直向上。一個(gè)質(zhì)量為m電荷量為q、

5、重力不計(jì)的帶正電粒子從y軸上的a(h,0)點(diǎn)沿y軸正方向以某初速度開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，一段時(shí)間后，粒子與x軸正方向成45。進(jìn)入電場(chǎng)，經(jīng)過(guò)y軸的b點(diǎn)時(shí)速度方向恰好與y軸垂直。求：(1)粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌道半徑r和速度大小vi。(2)勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小E。(3)粒子從開(kāi)始到第三次經(jīng)過(guò)x軸的時(shí)間t總?！窘馕觥?1)根據(jù)題意，大致畫(huà)出粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡，如圖乙所示由幾何關(guān)系得rcos45°=h解得r=v2h由牛頓第二定律得?12qBv=m?(2)設(shè)粒子第一次經(jīng)過(guò)x軸的位置為xi,到達(dá)b點(diǎn)時(shí)的速度大小為vb,根據(jù)類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律,有Vb=V1cos45°解得Vb=?設(shè)粒子進(jìn)入電場(chǎng)后經(jīng)

6、過(guò)時(shí)間t運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)，b點(diǎn)的縱坐標(biāo)為-y b,由類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律得r+r sin 45=Vbt1yb=2( V1sin 45,v2+1, +0) t=-2-h由動(dòng)能定理得-qEyb=2n?2-2m?12加/日(v2-1)qh?2解得E=萬(wàn)一。(3)粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的周期2% ?T=212?=?1 ?55兀?第一次經(jīng)過(guò)x軸的時(shí)間t1不丁=和84?在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t 2=2t=2( v2+ 1)m?從第二次經(jīng)過(guò)x軸到第三次經(jīng)過(guò)x軸的時(shí)間3兀?2?則總時(shí)間t總工1+12+13=(詈+2正+2)?【答案】v2h亞qBh?(2)(v2-1)qh?2?117t-?(3) (+2V2+2)?題型二帶電粒子在疊

7、加場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)問(wèn)題1 .磁場(chǎng)力、重力并存(1)若重力和洛倫茲力平衡，則帶電體做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。(2)若重力和洛倫茲力不平衡，則帶電體將做復(fù)雜的曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，因洛倫茲力不做功，故機(jī)械能守恒。2 .電場(chǎng)力、磁場(chǎng)力并存(不計(jì)重力)(1)若電場(chǎng)力和洛倫茲力平衡，則帶電體做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。(2)若電場(chǎng)力和洛倫茲力不平衡，則帶電體做復(fù)雜的曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，可用動(dòng)能定理求解。3 .電場(chǎng)力、磁場(chǎng)力、重力并存(1)若三力平衡，則帶電體做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。(2)若重力與電場(chǎng)力平衡，則帶電體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。(3)若合力不為零，帶電體則可能做復(fù)雜的曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，可用能量守恒定律或動(dòng)能定理求解?！纠?】在豎直平面直角坐標(biāo)系xOy內(nèi)，第I象限存在

8、沿y軸正方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)E1,第田、IV象限存在沿y.?軸正萬(wàn)向的勻強(qiáng)電場(chǎng)E(E=弁)，第IV象限內(nèi)還存在垂直于坐標(biāo)平面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B,第田象限內(nèi)存在垂直于坐標(biāo)平面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B2。一帶正電的小球(可視為質(zhì)點(diǎn))從坐標(biāo)原點(diǎn)O以某一初速度v進(jìn)入光滑的半圓軌道OA半圓軌道在O點(diǎn)與x軸相切且直徑與y軸重合，如圖甲所示。小球恰好能從軌道最高點(diǎn)A垂直于y軸飛出進(jìn)入第I象限的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，偏轉(zhuǎn)后經(jīng)x軸上x(chóng)=WR處的P點(diǎn)進(jìn)入第W象限磁場(chǎng)中，然后從y軸上Q點(diǎn)(未畫(huà)出)與3y軸正方向成60角進(jìn)入第田象限磁場(chǎng)，最后從O點(diǎn)又進(jìn)入第I象限電場(chǎng)。已知小球的質(zhì)量為m電荷量為q,圓軌道的半徑為R重力加速度為go求:(1)小球

9、的初速度大小。(2)電場(chǎng)強(qiáng)度Ei的大小。B與B2的比值。?”2【解析】(1)由題息可知,在A點(diǎn)有mg=?從O到A由動(dòng)能定理得12122n?2-2mv=-mg-2R解得v=v§?>o(2)小球在第I象限做類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)X=VAt=_122R=2at2?-?.Ia=?-,1?解得已，。?(3)Vy=v3vA,tan0=-=v3?得e=60°vp=2va由于mg=qE小球在第田、IV象限中均做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，畫(huà)出小球在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌跡如圖乙所示由幾何關(guān)系得ricos 30+rsin 30 °4 一=OP= v3R34 一斛個(gè)于 r i=( 4- 3 v3) R? 2?1

10、?1進(jìn)入艮后，由幾何關(guān)系得2 r2 cos 30 °=OQ=Op=3R解得2=4R 3又2=2?2?i ?2 3+V3解得。?2 ?16【答案】v5? (2)?3+V 3"4?(3)6帶電粒子在疊加場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的處理方法不殛X鼠酬皆、血力場(chǎng)兩兩餐加，或三者疊出和痂仄鼻力，人卓力Gj速直線(xiàn)運(yùn)期C建皿閭運(yùn)動(dòng)、為空速陶線(xiàn)道勒，并切慢速直蛾盤(pán)動(dòng)、花句空摩曲選規(guī)律列方程運(yùn)磁學(xué)公式！ 牛根第二定 倬、功能美星工。力和運(yùn)動(dòng)面角度：福煙帶電粒子所要 的力，近用T*第二定律利第任遠(yuǎn)助學(xué)J* 律求密，必亶時(shí)避行遇動(dòng)的件成呵分熊，如 婁平攤運(yùn)動(dòng)21功能的前度:相雷場(chǎng)力及其他外力時(shí) 帶電位子做功川劇的

11、解量變化或全過(guò)程 中的切處工系解決同聯(lián).遂條統(tǒng)索不但.造 用于唐勾場(chǎng).把運(yùn)用亦均為場(chǎng)，因就要 茜品售神力做功的將點(diǎn)【變式訓(xùn)練2】(2019山西晉城質(zhì)量檢測(cè))如圖甲所示，絕緣粗糙的豎直平面MN£側(cè)同時(shí)存在相互垂直的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)，電場(chǎng)方向水平向右，電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E,磁場(chǎng)方向垂直紙面向外，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為Bo質(zhì)量為m電荷量為q的帶正電的小滑塊從A點(diǎn)由靜止開(kāi)始沿MNT71,到達(dá)C點(diǎn)時(shí)離開(kāi)MN故曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。AC兩點(diǎn)間距離為h,重力加速度為go(1)求小滑塊運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)時(shí)的速度大小vc(2)求小滑塊從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)過(guò)程中克服摩擦力做的功W=(3)若D點(diǎn)為小滑塊在電場(chǎng)力、洛倫茲力及重力作用下運(yùn)動(dòng)

12、過(guò)程中速度最大的位置，當(dāng)小滑塊運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)時(shí)撤去磁場(chǎng)，此后小滑塊繼續(xù)運(yùn)動(dòng)到水平地面上的P點(diǎn)。已知小滑塊在D點(diǎn)時(shí)的速度大小為Vd,從D點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)的時(shí)間為t,求小滑塊運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)時(shí)速度的大小Vp。【解析】小滑塊沿MN動(dòng)的過(guò)程中，水平方向受力滿(mǎn)足qvB+FN=qE小滑塊在C點(diǎn)離開(kāi)MN寸Fn=0.一?解得VC=?O(2)由動(dòng)能定理有mgh-VW1n?2-0.一?2解得W=mgh-2?2。撤去磁場(chǎng)后小滑塊將做類(lèi)平(3)如圖乙所示，小滑塊速度最大時(shí)，速度方向與電場(chǎng)力、重力的合力方向垂直。拋運(yùn)動(dòng)，等效加速度為g'g'=%?)+?2且？?2=?2+g'2t2解得VP=V?2+(?)2+?

13、2?2?！敬鸢浮?1)?(2)mgh槳(3)V?2+(?)2+?2?2題型三帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的應(yīng)用實(shí)例裝置質(zhì)譜儀回旋加速器速度選擇器磁流體發(fā)電機(jī)電磁流量計(jì)霍爾元件原理圖規(guī)律1m3力用粒子由靜止被加速電場(chǎng)加速，qU,mv,在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，qvB=,則比何反*q_2Um=B2p接交流電源當(dāng)磁場(chǎng)方向與電流方向垂直時(shí)勢(shì)差交流電的周期和粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的周期相等，粒子在做圓周運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中每次經(jīng)過(guò)D>WBMMo由qvB=m當(dāng)qv0B=Eq即V0=EH,粒子做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)B等離子體射入，受洛倫茲力偏轉(zhuǎn)，使兩極板帶正、負(fù)電荷，兩極電壓為U時(shí)穩(wěn).U7E,qd=qvoB,U=voBdDq=qvB

14、可彳導(dǎo)v*所以Q=vS甯導(dǎo)體在與磁場(chǎng)、電流方向都垂直的方向上出現(xiàn)電:粒子源NP、Q間的加速【例3】如圖所示為某種質(zhì)譜儀的工作原理示意圖。此質(zhì)譜儀由以下幾部分構(gòu)成電場(chǎng)；靜電分析器，即中心線(xiàn)半徑為R的四分之一圓形通道，通道內(nèi)有均勻輻射電場(chǎng)，方向沿徑向指向圓心O且與圓心O等距的各點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等；磁感應(yīng)弓II度為B的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)，方向垂直紙面向外；膠片從由粒子源發(fā)出的不同帶電粒子，經(jīng)加速電場(chǎng)加速后進(jìn)入靜電分析器，某些粒子能沿中心線(xiàn)通過(guò)靜電分析器并經(jīng)小孔S垂直磁場(chǎng)邊界進(jìn)入磁場(chǎng)，最終打到膠片上的某點(diǎn)。粒子從粒子源發(fā)出時(shí)的初速度不同，不計(jì)粒子所受重力。下列說(shuō)法正確的是(A.從小孔S進(jìn)入磁場(chǎng)的粒子速度大小

15、一定相等B.從小孔S進(jìn)入磁場(chǎng)的粒子動(dòng)能一定相等C.打到膠片上同一點(diǎn)的粒子速度大小一定相等D.打到膠片上位置距離O點(diǎn)越遠(yuǎn)的粒子，比荷越大?2【解析】從小孔S進(jìn)入磁場(chǎng)，說(shuō)明粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)半徑相同,在靜電分析器中，qEF，無(wú)法判斷出粒子的?2?速度和動(dòng)能是否相等，A、B兩項(xiàng)錯(cuò)誤；打到膠片上同一點(diǎn)的粒子,在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的半徑相同,由qvB=m?,qE-聯(lián)立可得尸建,所以打到膠片上同一點(diǎn)的粒子速度相等，與比荷無(wú)關(guān)，C項(xiàng)正確,D項(xiàng)錯(cuò)誤?！敬鸢浮緾把握三點(diǎn)，解決現(xiàn)代科技中的組合場(chǎng)問(wèn)題(1)對(duì)題目背景涉及的物理知識(shí)和原理機(jī)制進(jìn)行認(rèn)真分析。（2）從力、運(yùn)動(dòng)、能量三個(gè)角度分析粒子的運(yùn)動(dòng)過(guò)程，并畫(huà)出運(yùn)動(dòng)軌跡的草圖。

16、（3）構(gòu)建物理模型，選擇合適的物理規(guī)律和方法解決問(wèn)題?！咀兪接?xùn)練3】（2018河北刑臺(tái)第三次質(zhì)量檢測(cè)）（多選）回旋加速器的工作原理示意圖如圖所示。置于真空中的D形金屬盒半徑為R兩盒間的狹縫很小，帶電粒子穿過(guò)的時(shí)間可忽略。磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)與盒面垂直，高頻交流電頻率為f,加速電壓為U若A處粒子源產(chǎn)生的質(zhì)子的質(zhì)量為m電荷量為+q,在加速器中被加速,且加速過(guò)程中不考慮相對(duì)論效應(yīng)和重力的影響。則下列說(shuō)法正確的是（）。品A質(zhì)子被加速后的最大速度不可能超過(guò)2兀RfB.質(zhì)子離開(kāi)回旋加速器時(shí)的最大動(dòng)能與加速電壓U成正比C質(zhì)子第2次和第1次經(jīng)過(guò)兩D形盒間狹縫后軌道半徑之比為v2：1D.只要不改變磁感應(yīng)強(qiáng)度

17、B,質(zhì)子離開(kāi)回旋加速器的最大動(dòng)能就不變2?【解析】質(zhì)子被加速后的最大速度受到D形盒半徑R的制約，因v=二2兀Rf,故A項(xiàng)正確；質(zhì)子離開(kāi)回旋加速器的最大動(dòng)能&m=2mV=2mt2Rf2,與加速電壓U無(wú)關(guān),B項(xiàng)錯(cuò)誤；根據(jù)R=?,qu'n?qU=2n?22，得質(zhì)子第2次和第1次經(jīng)過(guò)兩D形盒間狹縫后軌道半徑之比為冠：1,C項(xiàng)正確；因質(zhì)子的最大動(dòng)能Em=2mTt2Rf2,與B無(wú)關(guān)，故D項(xiàng)錯(cuò)誤?！敬鸢浮緼C【變式訓(xùn)練4】（2019湖北武漢第一次模擬考試）目前，世界上正在研究一種新型發(fā)電機(jī)一一磁流體發(fā)電機(jī)。如圖所示，將一束等離子體噴射入磁場(chǎng)，磁場(chǎng)中有兩塊平行金屬板A、B,這時(shí)金屬板上就會(huì)聚集

18、電荷，產(chǎn)生電壓。如果射入的等離子體的初速度為V,兩金屬板的板長(zhǎng)（沿初速度方向）為匚板間距離為d,金屬板的正又面積為S,勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,方向垂直于離子初速度方向（如圖所示），負(fù)載電阻為R電離氣體充滿(mǎn)兩板間的空間。當(dāng)發(fā)電機(jī)穩(wěn)定發(fā)電時(shí),電流表的示數(shù)為I ,那么板間電離氣體的電阻率為（等寓子悻? ?A國(guó)（-R）? ?B.?（h-R）? ?C.?（ ?R）? ?D.?（h-R）【解析】由左手定則知，正離子向B板運(yùn)動(dòng)，即B板帶正電。發(fā)電機(jī)穩(wěn)定時(shí)，離子所受電場(chǎng)力等于洛倫茲力即qvB=q?，解得U=Bvd又R+R=?,R為板間電離氣體的電阻，且R二p三聯(lián)立得到電阻率p的表達(dá)式為P=?（?-R）,B項(xiàng)

19、正確，A、C、D三項(xiàng)錯(cuò)誤。居二定=的濟(jì)C精練案3二諜遇三諜測(cè)=三陪刷考點(diǎn)1.（2018河北保定第二次檢測(cè)）（多選）在半導(dǎo)體離子注入工藝中，初速度可忽略的磷離子P+和P3+,經(jīng)電壓為U的電場(chǎng)加速后，垂直進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為R方向垂直紙面向里、有一定寬度的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，如圖所示。已知離子P+在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)過(guò)8=30°后從磁場(chǎng)右邊界射出。在電場(chǎng)和磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，離子P+和P3+（）。A在電場(chǎng)中的加速度之比為1：1B.在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的半徑之比為v3：1C,在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)過(guò)的角度之比為1：2D.離開(kāi)電場(chǎng)區(qū)域時(shí)的動(dòng)能之比為1：3【解析】?jī)呻x子所帶電荷量之比為1：3,在電場(chǎng)中時(shí)由qE=m條口aq,故加速度之比

20、為1：3,A項(xiàng)錯(cuò)誤；離開(kāi)?21O.12?1電場(chǎng)區(qū)域時(shí)的動(dòng)能由E=qU知Ek0cq，故D項(xiàng)正確；在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的半徑由Bqv=m?、E=2mv知R=?d?-0c字，故B項(xiàng)正確；設(shè)磁場(chǎng)區(qū)域的寬度為d,則有sine=?2,即駕=1,故0'=60。=20,C項(xiàng)正確。?sin?v3【答案】BCD2. （2018廣東汕頭期末考試）如圖所示，空間某區(qū)域存在勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)，電場(chǎng)方向豎直向上（與紙面平行）,磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里。紙面內(nèi)有兩個(gè)半徑不同的半圓在b點(diǎn)平滑連接后構(gòu)成一絕緣光滑環(huán)。一帶電小球套在環(huán)上從a點(diǎn)開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，發(fā)現(xiàn)其速率保持不變。則小球（）。A.帶負(fù)電B.受到的洛倫茲力大小不變C.運(yùn)動(dòng)過(guò)程

21、的加速度大小保持不變D.光滑環(huán)對(duì)小球始終沒(méi)有作用力【解析】粒子速率不變，則粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，可知粒子所受的電場(chǎng)力和重力平衡，所以粒子受向上的電場(chǎng)力，則粒子帶正電,A項(xiàng)錯(cuò)誤；粒子的速率不變,根據(jù)f=Bqv可知,粒子受到的洛倫茲力大小不變，B項(xiàng)正確；因粒子.一,，一?2在不同的圓環(huán)中運(yùn)動(dòng)的半徑不同，根據(jù)a=為可知，粒子從小圓環(huán)過(guò)渡到大圓環(huán)的過(guò)程中加速度變小，C項(xiàng)錯(cuò)誤；粒子從小圓環(huán)過(guò)渡到大圓環(huán)的過(guò)程中，加速度減小，根據(jù)F+qvB=maT知光滑環(huán)對(duì)小球的彳用力要發(fā)生變化，且作用力不可能總是零，D項(xiàng)錯(cuò)誤?！敬鸢浮緽3. （2018河南平頂山期末考試）在水平地面上方有正交的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)，勻強(qiáng)電場(chǎng)方

22、向豎直向下，勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向水平向里，現(xiàn)將一個(gè)帶正電的金屬小球從M點(diǎn)以初速度V0水平拋出，小球著地時(shí)的速度為vi,在空中的飛行時(shí)間為ti。若將磁場(chǎng)撤除，其他條件均不變，那么小球著地時(shí)的速度為V2,在空中飛行的時(shí)間為12。小球所受空氣阻力可忽略不計(jì)，則關(guān)于vi和V2,11和12的大小比較，以下判斷正確的是（）。A.V1>V2,t1>t2B.Vi=V2,t1>t2C.V1=V2,t1<t2D.V1<V2,t1<t2【解析】因?yàn)槁鍌惼澚?duì)粒子永遠(yuǎn)不做功，則根據(jù)動(dòng)能定理可知，不管磁場(chǎng)存在與否，重力和電場(chǎng)力對(duì)小球做功相同，則小球著地時(shí)的速率都應(yīng)該是相等的，即V1=V2。存

23、在磁場(chǎng)時(shí)，小球就要受到向右上方的洛倫茲力，有豎直向上的分力，使得小球在豎直方向的加速度小于沒(méi)有磁場(chǎng)時(shí)的加速度，在空中飛行的時(shí)間要更長(zhǎng)些，即t1>t2,B項(xiàng)正確,A、GD三項(xiàng)錯(cuò)誤?！敬鸢浮緽4.（2018河北衡水階段測(cè)試）（多選）帶電小球以一定的初速度V0豎直向上拋出，能夠達(dá)到的最大高度為hi,如圖甲所示；若加上水平方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，且保持初速度仍為V。,小球上升的最大高度為h2,如圖乙所示；若加上水平方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，且保持初速度仍為v。,小球上升的最大高度為h3,如圖丙所示；若加上豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)，且保持初速度仍為v。,小球上升的最大高度為h4,如圖丁所示。不計(jì)空氣阻力，則（）。A一定有

24、h尸片B一定有hi<kCh 2與h4無(wú)法比較D.h i與h2無(wú)法比較【解析】圖甲：由豎直上拋運(yùn)動(dòng)的最大高度公式得hi=2?02。圖丙：當(dāng)加上電場(chǎng)時(shí)，由運(yùn)動(dòng)的分解可知，在豎直方向上有？?02=2g%,所以hi=%,A項(xiàng)正確。圖乙：洛倫茲力改變速度的方向，當(dāng)小球在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)，小球應(yīng)有水平速度，設(shè)此時(shí)球的動(dòng)能為&則由能量守恒得mgh+E=2m?。2,又由于2m?02=mgh，所以hi>h2,D項(xiàng)錯(cuò)誤。圖?。阂蛐∏螂娦圆恢?，則電場(chǎng)力方向不清，故高度可能大于hi,也可能小于hi,C項(xiàng)正確，B項(xiàng)錯(cuò)誤?！敬鸢浮緼C5.（2018遼寧盤(pán)錦第二次模擬考試）（多選）磁流體發(fā)電機(jī)可以把

25、氣體的內(nèi)能直接轉(zhuǎn)化為電能,是一種低碳環(huán)保發(fā)電機(jī)，有著廣泛的發(fā)展前景，其發(fā)電原理示意圖如圖所示。將一束等離子體（高溫下電離的氣體，含有大量帶正電和負(fù)電的微粒，整體上呈電中性）噴射入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)區(qū)域有兩塊面積為S相距為d的平行金屬板與外電阻R相連構(gòu)成一電路，設(shè)氣流的速度為v,氣體的電導(dǎo)率（電阻率的倒數(shù)）為g。則以下說(shuō)法正確的是（A上板是電源的正極，下板是電源的負(fù)極B發(fā)電機(jī)穩(wěn)定時(shí)，R兩端的電壓U=Bdv?C流經(jīng)R的電流I=-?-?D.流經(jīng)R的電流I=?+?【解析】等離子體射入勻強(qiáng)磁場(chǎng)，由左手定則可知，正粒子向上偏轉(zhuǎn)，負(fù)粒子向下偏轉(zhuǎn)，產(chǎn)生豎直向下的電場(chǎng)，正離子受向下的電場(chǎng)力和向上的

26、洛倫茲力，當(dāng)電場(chǎng)力和洛倫茲力平衡時(shí),電場(chǎng)最強(qiáng),即Eq=BqvE=Bv兩板間的電?一動(dòng)勢(shì)為Bvd則通過(guò)R的電流I=?k,R兩端的電壓U=IR=?+?，而氣氣?,I=?+?,故AD兩項(xiàng)正確?！敬鸢浮緼D6.（2019四川綿陽(yáng)模擬考試）如圖所示，空間存在相互垂直的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng),電場(chǎng)的方向豎直向下，磁場(chǎng)的方向垂直于紙面向里，一帶電液滴P恰好處于靜止?fàn)顟B(tài)，則下列說(shuō)法正確的是（A.若撤去電場(chǎng)，P可能做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)B.若撤去磁場(chǎng)，P可能做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)C.若給P初速度下可能做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)D.若給P初速度，P可能沿順時(shí)針?lè)较蜃鰟蛩賵A周運(yùn)動(dòng)【解析】?jī)H撤去電場(chǎng)，液滴受重力向下運(yùn)動(dòng)從而具有向下的速度，液滴

27、受洛倫茲力，速度改變，洛倫茲力方向隨速度方向的變化而變化，P不可能做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，A項(xiàng)錯(cuò)誤；液滴靜止時(shí)不受洛倫茲力，重力和電場(chǎng)力相互平衡，所以?xún)H撤去磁場(chǎng)，P仍然靜止，B項(xiàng)錯(cuò)誤；若給P初速度，則當(dāng)P初速度方向與磁場(chǎng)平行時(shí),P不受洛倫茲力重力和電場(chǎng)力仍平衡，P受力平衡，可以做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，但是不能做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，C項(xiàng)錯(cuò)誤；當(dāng)P的初速度方向與磁場(chǎng)垂直時(shí)，重力和電場(chǎng)力的合力為零，洛倫茲力提供向心力，P帶負(fù)電，做順時(shí)針?lè)较虻膭蛩賵A周運(yùn)動(dòng),D項(xiàng)正確。1 .（2017全國(guó)卷I,16）如圖，空間某區(qū)域存在勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)，電場(chǎng)方向豎直向上（與紙面平行），磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里。三個(gè)帶正電的微粒a、b、c

28、電荷量相等，質(zhì)量分別為ma、mi、mc。已知在該區(qū)域內(nèi)，a在紙面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，b在紙面內(nèi)向右做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),c在紙面內(nèi)向左做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。下列選項(xiàng)正確的是（）。Ama>m>mB.mb>m>mCmc>m>mD.mc>m>m【解析】對(duì)微粒a,洛倫茲力提供其做圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力,且mg=Eq對(duì)微粒b有qvB+Eq=ibg,對(duì)微粒c有qvB+rcg=Eq聯(lián)立解得m>m>m,B項(xiàng)正確?！敬鸢浮緽2 .(2018全國(guó)卷I,25)如圖甲所示,在y>0的區(qū)域存在方向沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場(chǎng),電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E;在y<0的區(qū)域存在方向垂直

29、于xOy平面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。一個(gè)五核；H和一個(gè)笊核1H第一次進(jìn)入磁場(chǎng)的位置到原點(diǎn)O的距離。(2)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小。2 1 H第一次離開(kāi)磁場(chǎng)的位置到原點(diǎn)O的距離?！窘馕觥?1)1h在電場(chǎng)中做類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)，在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)軌跡如圖乙所示。設(shè)1h在電場(chǎng)中的加速度大小為a1,初速度大小為V1,它在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t1,第一次進(jìn)入磁場(chǎng)的位置到原點(diǎn)O的距離為S1。由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有H先后從y軸上y=h點(diǎn)以相同的動(dòng)能射出，速度方向沿x軸正方向。已知1H進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，速度方向與x軸正方向的夾角為60,并從坐標(biāo)原點(diǎn)O處第一次射出磁場(chǎng)。H的質(zhì)量為m電荷量為q。不計(jì)重力。求*|Si=Vit1ih=2ai?

30、i2由題給條件，；H進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)速度的方向與x軸正方向夾角e 1=60i1 H進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)速度沿豎直方向的分量的大小為aiti=vitan91聯(lián)立以上各式得Si=Tho3(2)；H在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，由牛頓第二定律有qE=ma設(shè)1H進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)速度的大小為vi',由速度合成法則有vi'=V?12+(?i?i)2R,由洛倫茲力公式和牛頓第二定律有設(shè)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,；H在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的圓軌道半徑為?_,'2qvi'B=?-i由幾何關(guān)系得Si=2Rsin9i聯(lián)立以上各式得B=V6?o設(shè)2H在電場(chǎng)中沿x軸正方向射出的速度大小為V2,在電場(chǎng)中的加速度大小為a2,由題給條件得2x2

31、n?22=2m?i2由牛頓第二定律有qE=2ma設(shè)2H第一次射入磁場(chǎng)時(shí)的速度大小為V2',速度的方向與X軸正方向夾角為02,入射點(diǎn)到原點(diǎn)的距離為S2,在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t2。由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有S2=V2t2h=1a2?2222V2'=V?22+(?2?2)?2?2sine2y聯(lián)立以上各式得一一八八2,S2=Sl,02=01,V2'=Vl'設(shè)2h在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為R,由上式及粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑公式得竺”二R2?1所以出射點(diǎn)在原點(diǎn)左側(cè)。設(shè)2H進(jìn)入磁場(chǎng)的入射點(diǎn)到第一次離開(kāi)磁場(chǎng)的出射點(diǎn)的距離為S2,由幾何關(guān)系有S2'=2Rsin92第H2 1

32、 貝次離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)的位置到原點(diǎn)O的距離As=s2'-s2=2-(v2-1)h。3【答案】(1)斗(2)建篙(3)2-(v2-1)h3.(2018全國(guó)卷m,24)如圖，從離子源產(chǎn)生的甲、乙兩種離子，由靜止經(jīng)加速電壓U加速后在紙面內(nèi)水平向右運(yùn)動(dòng)，自M點(diǎn)垂直于磁場(chǎng)邊界射入勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里，磁場(chǎng)左邊界豎直。已知甲種離子射入磁場(chǎng)的速度大小為vi,并在磁場(chǎng)邊界的N點(diǎn)射出；乙種離子在MN勺中點(diǎn)射出；MN£為l。不計(jì)重力影響和離子間的相互作用。求：/I1-1IJ(1)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小。(2)甲、乙兩種離子的比荷之比。【解析】(1)設(shè)甲種離子所帶電荷量為qi、質(zhì)量為mi,在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為R,磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,由動(dòng)能定理有iqiU=2m