2019年高考物理總復(fù)習(xí)第九章磁場(chǎng)專(zhuān)題講座七帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)課時(shí)訓(xùn)練教科版20180723324

.*;;專(zhuān)題講座七帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)1.一個(gè)電子穿過(guò)某一空間而未發(fā)生偏轉(zhuǎn),那么〔D〕A.此空間一定不存在磁場(chǎng)B.此空間一定不存在電場(chǎng)C.此空間可能只有勻強(qiáng)磁場(chǎng),方向與電子速度方向垂直D.此空間可能同時(shí)有電場(chǎng)和磁場(chǎng)解析:此空間可能只有磁場(chǎng),但與電子運(yùn)動(dòng)方向平行,電子不受力而不偏轉(zhuǎn),選項(xiàng)A,C錯(cuò)誤;此空間可能存在電場(chǎng)且與電子運(yùn)動(dòng)方向共線(xiàn),電子受電場(chǎng)力而做直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),選項(xiàng)B錯(cuò)誤;空間同時(shí)存在電場(chǎng)和磁場(chǎng),當(dāng)二者平行、與電子速度共線(xiàn),或二者垂直,電子所受電場(chǎng)力與洛倫茲力平衡時(shí),電子穿過(guò)該空間不偏轉(zhuǎn),選項(xiàng)D正確.2.〔2019·江蘇鎮(zhèn)江三模〕〔多項(xiàng)選擇〕如下圖是磁流體發(fā)電機(jī)的示意圖,兩平行金屬板P,Q之間有一個(gè)很強(qiáng)的磁場(chǎng).一束等離子體〔即高溫下電離的氣體,含有大量正、負(fù)帶電粒子〕沿垂直于磁場(chǎng)的方向噴入磁場(chǎng).把P,Q與電阻R相連接.以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是〔BD〕A.Q板的電勢(shì)高于P板的電勢(shì)B.R中有由a向b方向的電流C.假設(shè)只改變磁場(chǎng)強(qiáng)弱,R中電流保持不變D.假設(shè)只增大粒子入射速度,R中電流增大解析:等離子體進(jìn)入磁場(chǎng),根據(jù)左手定那么,正電荷向上偏,打在上極板上,負(fù)電荷向下偏,打在下極板上.所以上極板帶正電,下極板帶負(fù)電,那么P板的電勢(shì)高于Q板的電勢(shì),流過(guò)電阻電流方向由a到b,選項(xiàng)A錯(cuò)誤,B正確;根據(jù)電場(chǎng)力等于磁場(chǎng)力,即為q=qvB,那么有U=Bdv,再由歐姆定律I==,電流與磁感應(yīng)強(qiáng)度成正比,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;由上分析可知,假設(shè)只增大粒子入射速度,R中電流也會(huì)增大,選項(xiàng)D正確.3.〔2019·陜西黃陵期中〕如下圖,一束含有HH的帶電粒子束從小孔O1處射入速度選擇器,其中沿直線(xiàn)O1O2運(yùn)動(dòng)的粒子在小孔O2處射出后垂直進(jìn)入偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng),最終打在P1,P2兩點(diǎn),不計(jì)粒子間的互相作用.那么〔B〕A.打在P1點(diǎn)的粒子是HB.O2P2的長(zhǎng)度是O2P1長(zhǎng)度的2倍CH粒子與H粒子在偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的周期之比為2∶1DH粒子與H粒子在偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)半個(gè)周期的時(shí)間之比為1∶1解析:帶電粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng),洛倫茲力提供向心力,所以qvB=m,那么R=,可知粒子的比荷越大,那么運(yùn)動(dòng)的半徑越小,所以打在P1點(diǎn)的粒子是H,打在P2點(diǎn)的粒子是H,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;因H粒子與H粒子在偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的半徑比為1∶2,那么O2P1和O2P2長(zhǎng)度之比為1∶2,選項(xiàng)B正確;帶電粒子在沿直線(xiàn)通過(guò)速度選擇器時(shí),電場(chǎng)力與洛倫茲力大小相等方向相反,即qvB1=qE,所以v=,可知從粒子速度選擇器中射出的粒子具有相等的速度;粒子運(yùn)動(dòng)的周期T=,那么H粒子與H粒子在偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的周期之比為1∶2,運(yùn)動(dòng)半個(gè)周期,那么時(shí)間之比也為1∶2,選項(xiàng)C,D錯(cuò)誤.4.〔2019·河北邯鄲期中〕〔多項(xiàng)選擇〕如下圖為一個(gè)質(zhì)量為m,帶電荷量為+q的圓環(huán),可在程度放置的粗糙細(xì)桿上自由滑動(dòng),細(xì)桿處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,圓環(huán)以初速度v0向右運(yùn)動(dòng)直至處于平衡狀態(tài),那么圓環(huán)抑制摩擦力做的功可能為〔ABD〕A.0 B.m C. D.m〔-〕解析:當(dāng)qv0B=mg時(shí),圓環(huán)不受支持力和摩擦力,摩擦力做功為零,選項(xiàng)A正確;當(dāng)qv0B<mg時(shí),圓環(huán)做減速運(yùn)動(dòng)到靜止,只有摩擦力做功,根據(jù)動(dòng)能定理得-W=0-m,得W=m,選項(xiàng)B正確;當(dāng)qv0B>mg時(shí),圓環(huán)先做減速運(yùn)動(dòng),當(dāng)qvB=mg時(shí),不受摩擦力,做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng).當(dāng)qvB=mg時(shí)得v=,根據(jù)動(dòng)能定理得-W=mv2-m,代入解得W=m〔-〕,選項(xiàng)C錯(cuò)誤,D正確.5.〔2019·福建廈門(mén)一中期中〕〔多項(xiàng)選擇〕如下圖,某空間存在正交的勻強(qiáng)磁場(chǎng)和勻強(qiáng)電場(chǎng),電場(chǎng)方向程度向右,磁場(chǎng)方向垂直紙面向里,一個(gè)帶電微粒由a點(diǎn)進(jìn)入電磁場(chǎng)并剛好能沿ab直線(xiàn)向上運(yùn)動(dòng),以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是〔ABD〕A.微粒一定帶負(fù)電B.微粒一定做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)C.微粒的電勢(shì)能一定增加D.微粒的機(jī)械能一定增加解析:根據(jù)做直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的條件和受力情況〔如下圖〕可知,微粒一定帶負(fù)電,且做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),所以選項(xiàng)A,B正確;由于電場(chǎng)力向左,對(duì)微粒做正功,電勢(shì)能一定減小,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;由能量守恒可知,電勢(shì)能減小,機(jī)械能一定增加,所以選項(xiàng)D正確.6.〔2019·江西南昌期中〕〔多項(xiàng)選擇〕向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)和程度方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)〔圖中未畫(huà)出〕正交的區(qū)域里,一帶電粒子從a點(diǎn)由靜止開(kāi)場(chǎng)沿曲線(xiàn)abc運(yùn)動(dòng)到c點(diǎn)時(shí)速度變?yōu)榱?b點(diǎn)是運(yùn)動(dòng)中可以到達(dá)的最高點(diǎn),如下圖,假設(shè)不計(jì)重力,以下說(shuō)法中正確的選項(xiàng)是〔ABC〕A.粒子肯定帶負(fù)電,磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里B.a,c點(diǎn)處于同一程度線(xiàn)上C.粒子通過(guò)b點(diǎn)時(shí)速率最大D.粒子到達(dá)c點(diǎn)后將沿原途徑返回到a點(diǎn)解析:粒子開(kāi)場(chǎng)受到電場(chǎng)力作用而向上運(yùn)動(dòng),受到向右的洛倫茲力作用,那么知電場(chǎng)力方向向上,故離子帶負(fù)電.根據(jù)左手定那么判斷磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里,選項(xiàng)A正確;將粒子在c點(diǎn)的狀態(tài)與a點(diǎn)進(jìn)展比較,c點(diǎn)的速率為零,動(dòng)能為零,根據(jù)能量守恒可知,粒子在c與a兩點(diǎn)的電勢(shì)能相等,電勢(shì)相等,那么a,c兩點(diǎn)應(yīng)在同一條程度線(xiàn)上.由于在a,c兩點(diǎn)粒子的狀態(tài)〔速度為零,電勢(shì)能相等〕一樣,粒子就將在c右側(cè)重現(xiàn)前面的曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng),因此,粒子是不可能沿原曲線(xiàn)返回a點(diǎn)的,選項(xiàng)B正確;D錯(cuò)誤;根據(jù)動(dòng)能定理得,粒子從a運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)的過(guò)程電場(chǎng)力做功最大,那么b點(diǎn)速度最大,選項(xiàng)C正確.7.〔2019·湖北黃岡中學(xué)期中〕〔多項(xiàng)選擇〕正對(duì)著并程度放置的兩平行金屬板連接在如圖電路中,兩板間有垂直紙面磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng),D為理想二極管〔即正向電阻為0,反向電阻無(wú)窮大〕,R為滑動(dòng)變阻器,R0為定值電阻.將滑片P置于滑動(dòng)變阻器正中間,閉合開(kāi)關(guān)S,讓一帶電質(zhì)點(diǎn)從兩板左端連線(xiàn)的中點(diǎn)N以程度速度v0射入板間,質(zhì)點(diǎn)沿直線(xiàn)運(yùn)動(dòng).在保持開(kāi)關(guān)S閉合的情況下,以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是〔BC〕A.質(zhì)點(diǎn)可能帶正電,也可能帶負(fù)電B.假設(shè)僅將滑片P向上滑動(dòng)一段后,再讓該質(zhì)點(diǎn)從N點(diǎn)以程度速度v0射入板間,質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)軌跡一定會(huì)向上偏C.假設(shè)僅將滑片P向下滑動(dòng)一段后,再讓該質(zhì)點(diǎn)從N點(diǎn)以程度速度v0射入板間,質(zhì)點(diǎn)仍然會(huì)沿直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)D.假設(shè)僅將兩平行板的間距變大一些,再讓該質(zhì)點(diǎn)從N點(diǎn)以程度速度v0射入板間,質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)軌跡會(huì)向下偏解析:假設(shè)為正電荷,那么電場(chǎng)力向下,洛倫茲力向下,重力向下,那么不可能沿直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),應(yīng)為負(fù)電荷,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;為負(fù)電荷,電場(chǎng)力向上,洛倫茲力向上,滑片P向上滑動(dòng)一段后,電場(chǎng)強(qiáng)度變大,電場(chǎng)力變大,那么合力向上,選項(xiàng)B正確;將滑片P向下滑動(dòng)一段后,因二極管的單向?qū)щ娦?電容器不放電,那么電場(chǎng)強(qiáng)度不變,電場(chǎng)力不變,合力不變,質(zhì)點(diǎn)仍然會(huì)沿直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),選項(xiàng)C正確;間隔變大,但電荷量無(wú)法減小,那么電荷量不變,電場(chǎng)強(qiáng)度不變,電場(chǎng)力不變,那么質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)軌跡不變,選項(xiàng)D錯(cuò)誤.8.〔2019·遼寧盤(pán)錦期中〕〔多項(xiàng)選擇〕光滑絕緣的程度桌面上方存在垂直桌面向上范圍足夠大的勻強(qiáng)磁場(chǎng),虛線(xiàn)框abcd內(nèi)〔包括邊界〕存在平行于桌面的勻強(qiáng)電場(chǎng),如下圖,一帶電小球從d處?kù)o止開(kāi)場(chǎng)運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)到b處時(shí)速度方向與電場(chǎng)邊界ab平行,通過(guò)磁場(chǎng)作用又回到d點(diǎn),bc=2ab=2L,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,小球的質(zhì)量為m,電荷量為q.那么以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是〔ACD〕A.小球帶正電B.小球從d到b做勻變速曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)C.小球在虛線(xiàn)框外運(yùn)動(dòng)的速度大小為v=D.小球在b點(diǎn)時(shí)的加速度大小為a=解析:根據(jù)題意可知,粒子從b點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng),由洛倫茲力提供向心力做勻速圓周運(yùn)動(dòng),還可以回到d點(diǎn),如下圖,根據(jù)左手定那么知,小球帶正電,選項(xiàng)A正確;小球從d到b做曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng),速度方向一直改變,那么受到的洛倫茲力方向也改變,而電場(chǎng)力不變,所以合力變化,由牛頓第二定律可知,小球從d到b做變加速曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng),選項(xiàng)B錯(cuò)誤;小球在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng),設(shè)圓心為O,半徑為R,那么bO=dO=R,cO=2L-R,三角形dcO為直角三角形,由勾股定理有L2+〔2L-R〕2=R2,解得R=.根據(jù)洛倫茲力提供向心力有qvB=,故圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為R=,所以v=,選項(xiàng)C正確;在電場(chǎng)中從d點(diǎn)到達(dá)b點(diǎn)的過(guò)程中qE·2L=mv2,由以上得E=.在b點(diǎn)由牛頓第二定律得qvB-qE=ma,聯(lián)立以上解得a=,選項(xiàng)D正確.9.導(dǎo)學(xué)號(hào)58826199〔2019·福建龍巖質(zhì)檢〕〔多項(xiàng)選擇〕如下圖,空間的某一區(qū)域存在著互相垂直的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)〔圖中未畫(huà)出〕,一個(gè)帶電粒子以某一初速度由A點(diǎn)進(jìn)入這個(gè)區(qū)域沿直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),從C點(diǎn)分開(kāi)區(qū)域;假如將磁場(chǎng)撤去,其他條件不變,那么粒子從B點(diǎn)分開(kāi)區(qū)域,假如將電場(chǎng)撤去,其他條件不變,那么這個(gè)粒子從D點(diǎn)分開(kāi)場(chǎng)區(qū),BC=CD,設(shè)粒子在上述三種情況下,從A到B,從A到C和從A到D所用的時(shí)間分別是t1,t2,t3,分開(kāi)三點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能分別是Ek1,Ek2,Ek3,粒子重力忽略不計(jì),以下關(guān)系正確的選項(xiàng)是〔BC〕A.t1<t2=t3 B.t1=t2<t3C.Ek1>Ek2=Ek3 D.Ek1=Ek2<Ek3解析:當(dāng)電場(chǎng)、磁場(chǎng)同時(shí)存在時(shí),粒子做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),此時(shí)qE=qvB,當(dāng)只有電場(chǎng)時(shí),粒子從B點(diǎn)射出,做類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng),由運(yùn)動(dòng)的合成與分解可知,程度方向做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),所以t1=t2,當(dāng)只有磁場(chǎng)時(shí),粒子在洛倫茲力作用下做勻速圓周運(yùn)動(dòng),速度大小不變,但路程變長(zhǎng),有t2<t3,選項(xiàng)B正確,A錯(cuò)誤;粒子從B點(diǎn)射出時(shí),電場(chǎng)力做正功,動(dòng)能變大,選項(xiàng)C正確,D錯(cuò)誤.10.導(dǎo)學(xué)號(hào)58826200〔2019·吉林省實(shí)驗(yàn)中學(xué)五模〕在平面直角坐標(biāo)系xOy中,第一象限存在沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場(chǎng),第四象限存在垂直于直角坐標(biāo)平面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電的粒子從y軸正半軸上的M點(diǎn)以速度v0垂直于y軸射入電場(chǎng),經(jīng)x軸上的N點(diǎn)與x軸正方向成θ=60°角射入磁場(chǎng),最后從y軸負(fù)半軸上的P點(diǎn)垂直于y軸射出磁場(chǎng),如下圖,不計(jì)粒子的重力,求:〔1〕M,N兩點(diǎn)間的電勢(shì)差U;〔2〕粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌道半徑R;〔3〕粒子從M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)的總時(shí)間.解析:〔1〕粒子在第一象限內(nèi)做類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng),進(jìn)入第四象限做勻速圓周運(yùn)動(dòng),設(shè)粒子過(guò)N點(diǎn)的速度為v,有=cosθ,得v=2v0.粒子從M點(diǎn)到N點(diǎn)的過(guò)程,由動(dòng)能定理有qUMN=mv2-m解得UMN=.〔2〕粒子在磁場(chǎng)中以O(shè)′為圓心做勻速圓周運(yùn)動(dòng)如下圖,半徑為O′N(xiāo),有qvB=,解得R=.〔3〕由幾何關(guān)系得ON=Rsinθ設(shè)粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t1,那么有ON=v0t1,t1=粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期為T(mén)=設(shè)粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t2,有t2=T,得t2=運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間為t=t1+t2,即t=.答案:〔1〕〔2〕〔3〕11.導(dǎo)學(xué)號(hào)58826201〔2019·江西南昌期末〕如圖〔甲〕所示,在坐標(biāo)系xOy中,y軸左側(cè)有沿x軸正向的勻強(qiáng)電場(chǎng),場(chǎng)強(qiáng)大小為E;y軸右側(cè)有如圖〔乙〕所示,大小和方向周期性變化的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B0.磁場(chǎng)方向垂直紙面向里為正.t=0時(shí)刻,從x軸上的P點(diǎn)無(wú)初速度釋放一帶正電的粒子,質(zhì)量為m,電荷量為q〔粒子重力不計(jì)〕,粒子第一次在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間與第一次在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間相等.求:〔1〕P點(diǎn)到O點(diǎn)的間隔;〔2〕粒子經(jīng)一個(gè)周期沿y軸發(fā)生的位移;〔3〕粒子能否再次經(jīng)過(guò)O點(diǎn),假設(shè)不能說(shuō)明理由.假設(shè)能,求粒子再次經(jīng)過(guò)O點(diǎn)的時(shí)刻.解析:〔1〕設(shè)粒子在電場(chǎng)中勻加速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t0,t0=,Eq=ma設(shè)OP間間隔為x,x=a,解得x=.〔2〕設(shè)粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑分別為R1和R2,R1=,R2=v0=at0=.粒子每經(jīng)一個(gè)周期沿y軸向下挪動(dòng)Δx,如下圖Δx=2R2-2R1=.〔3〕當(dāng)粒子從左側(cè)射入向上偏轉(zhuǎn)時(shí)可能再次經(jīng)過(guò)O點(diǎn),故從O點(diǎn)下方2R1處入射時(shí),2R1=NΔx,解得N=2,粒子能再次經(jīng)過(guò)O點(diǎn)的時(shí)刻t=2T+2t0,解得t=.答案:〔1〕〔2〕〔3〕12.導(dǎo)學(xué)號(hào)58826202〔2019·河南洛陽(yáng)統(tǒng)考〕如下圖,在無(wú)限長(zhǎng)的豎直邊界AC和DE間,上、下部分分別充滿(mǎn)方向垂直于ADEC平面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng),上部分區(qū)域的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0,OF為上、下磁場(chǎng)的程度分界限.質(zhì)量為m,帶電荷量為+q的粒子從AC邊界上與O點(diǎn)相距為a的P點(diǎn)垂直于AC邊界射入上方磁場(chǎng)區(qū)域,經(jīng)OF上的Q點(diǎn)第一次進(jìn)入下方磁場(chǎng)區(qū)域,Q與O點(diǎn)的間隔為3a,不考慮粒子重力.〔1〕求粒子射入時(shí)的速度大小;〔2〕要使粒子不從AC邊界飛出,求下方磁場(chǎng)區(qū)域的磁感應(yīng)強(qiáng)度B1應(yīng)滿(mǎn)足的條件;〔3〕假設(shè)下方區(qū)域的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=3B0,粒子最終垂直DE邊界飛出,求邊界DE與AC間間隔L的可能值.解析:〔1〕設(shè)粒子在OF上方做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為R,運(yùn)動(dòng)軌跡如圖〔甲〕所示,由幾何關(guān)系可知R=5a由洛倫茲力提供向心力可知qvB0=m,解得v=.〔2〕當(dāng)粒子恰好不從AC邊界飛出時(shí),運(yùn)動(dòng)軌跡與AC相切,如圖〔乙〕所示,設(shè)粒子在OF下方做圓周運(yùn)動(dòng)