20192020學(xué)年高二物理人教版選修31課時(shí)練(26)帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)Word版含答案

帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)1、盤旋加快器是加快帶電粒子的裝置，其核心部分是分別與高頻溝通電極相連結(jié)的兩個(gè)D形金屬盒，兩盒間的狹縫中形成的周期性變化的電場(chǎng)，使粒子在經(jīng)過(guò)狹縫時(shí)都能獲得加快，兩D形金屬盒處于垂直于盒底的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，如下圖?，F(xiàn)要增大帶電粒子從冋旋加快器射出時(shí)的動(dòng)能，以下方法可行的是（）減小磁場(chǎng)的磁感覺強(qiáng)度減小狹縫間的距離C.增大高頻溝通電壓D.增大金屬盒的半徑2、質(zhì)量為m、電荷量為q的微粒以速度v與水平方向成θ角從O點(diǎn)進(jìn)入方向如下圖的正交的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)構(gòu)成的復(fù)合場(chǎng)區(qū)，該微粒在電場(chǎng)力、洛倫茲力和重力的共同作用下，恰巧沿直線運(yùn)動(dòng)到A，以下說(shuō)法中正確的選項(xiàng)是()A.該微粒帶正電荷B.微粒從O到A的運(yùn)動(dòng)可能是勻變速運(yùn)動(dòng)C.該磁場(chǎng)的磁感覺強(qiáng)度大小為mgD.該電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)為Bvcosqvcos3、一帶電粒子以初速度v先后經(jīng)過(guò)勻強(qiáng)電場(chǎng)E和勻強(qiáng)磁場(chǎng)B(如圖甲所示),電場(chǎng)和磁場(chǎng)對(duì)粒子做功為W,若把電場(chǎng)和磁場(chǎng)正交疊加后(如圖乙所示),粒子仍以v(不計(jì)重力的影響)則12()A.W1=W2B.W1>W2C.W1<W2D.沒法比較4、霍爾效應(yīng)已經(jīng)被寬泛應(yīng)用于科研、生產(chǎn)和生活中。通電導(dǎo)體中的自由電荷定向挪動(dòng)時(shí)受到洛倫茲力而發(fā)生偏轉(zhuǎn)產(chǎn)生霍爾電勢(shì)差。如下圖

,一矩形薄片擱置在豎直向下

(垂直

e、f兩面)的勻強(qiáng)磁場(chǎng)

B中,沿垂直

c、d兩面的方向通以恒定電流

I

,則()A.在c、d兩面間存在霍爾電勢(shì)差B.必定是

a面電勢(shì)高于

b面電勢(shì)C.經(jīng)過(guò)

a、b兩面電勢(shì)高低能夠判斷薄片中載流子的電性D.電解液

(同時(shí)存在等電荷量的正、負(fù)離子

)導(dǎo)電也能產(chǎn)生霍爾效應(yīng)5、如下圖,豎直平面內(nèi)的平面直角坐標(biāo)系的y軸豎直向上、

x軸水平向右

,電場(chǎng)方向斜向右上,磁場(chǎng)方向水平向里,帶正電小球在磁場(chǎng)中做直線運(yùn)動(dòng),則(

)A.小球可能沿x軸正方向運(yùn)動(dòng)B.小球可能沿x軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)C.小球可能沿y軸正方向運(yùn)動(dòng)D.小球可能沿y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)6、當(dāng)前生界上正在研究一種新式發(fā)電機(jī)叫磁流體發(fā)電機(jī)，它能夠把氣體的內(nèi)能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔埽缦聢D為它的發(fā)電原理圖．將一束等離子體(即高溫下電離的氣體，含有大批帶正電和負(fù)電的粒子，從整體上來(lái)說(shuō)呈電中性)發(fā)射入磁感覺強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)中有兩塊面積為S、相距為d的平行金屬板，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，則流過(guò)外電阻R的電流強(qiáng)度I及電流方向?yàn)?)A．IBdv，A→R→BRB．IBdvSg，A→R→BgSRdC．IBdv，B→R→ARD．IBdvS，→→SRgd7、有一混淆正離子束先后經(jīng)過(guò)正交電磁場(chǎng)地區(qū)Ⅰ和勻強(qiáng)磁場(chǎng)地區(qū)Ⅱ,如下圖,假如這束正離子流在地區(qū)Ⅰ中不偏轉(zhuǎn),進(jìn)入地區(qū)Ⅱ后偏轉(zhuǎn)半徑r同樣,則它們必定擁有同樣的()A.速度B.質(zhì)量C.電荷量D.比荷8、如下圖,在x軸上方有沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場(chǎng),電場(chǎng)強(qiáng)度為,在x軸下方的等腰直E角三角形地區(qū)內(nèi)有垂直于xOy平面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感覺強(qiáng)度為,此中、D在x軸CDMBC上,它們到原點(diǎn)O的距離均為a?，F(xiàn)將質(zhì)量為m,電荷量為+q的粒子從y軸上的P點(diǎn)由靜止釋放,設(shè)P點(diǎn)到O點(diǎn)的距離為h,不計(jì)重力作用與空氣阻力的影響。以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是()A.若粒子垂直于CM射出磁場(chǎng),則hB.若粒子垂直于CM射出磁場(chǎng),則h

B2a2q2mEB2a2q8mEC.若粒子平行于x軸射出磁場(chǎng),則hB2a2q2mED.若粒子平行于x軸射出磁場(chǎng),則hB2a2q8mE9、電磁流量計(jì)是依據(jù)法拉第電磁感覺定律制造的用來(lái)丈量管內(nèi)導(dǎo)電介質(zhì)體積流量的感覺式儀表.如下圖為電磁流量計(jì)的表示圖,勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里,磁感覺強(qiáng)度大小為B.當(dāng)管中的導(dǎo)電液體流過(guò)時(shí),測(cè)得管壁上a、b兩點(diǎn)間的電壓為U.單位時(shí)間內(nèi)流過(guò)管道某一橫截面的液體體積為流量,已知管道直徑為D,則()A.管中的導(dǎo)電液體流速為UBDB.管中的導(dǎo)電液體流速為BDUC.管中的導(dǎo)電液體流量為BDUπD.管中的導(dǎo)電液體流量為BU4B10、如下圖,虛線空間中存在由勻強(qiáng)電場(chǎng)E和勻強(qiáng)磁場(chǎng)B構(gòu)成的正交或平行的電場(chǎng)和磁場(chǎng)(圖中實(shí)線為電場(chǎng)線),有一個(gè)帶正電小球(電荷量為q,質(zhì)量為m)從正交或平行的電磁復(fù)合場(chǎng)上方的某一高度自由落下,那么,帶電小球可能沿直線經(jīng)過(guò)的是()A.B.C.D.11、在相互垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)和勻強(qiáng)電場(chǎng)中固定擱置一圓滑的絕緣斜面,其傾角為,斜面足夠長(zhǎng),磁場(chǎng)的磁感覺強(qiáng)度為B,方向垂直紙面向外,電場(chǎng)方向豎直向上,如下圖.一質(zhì)量為m、帶電量為q的小球靜止放在斜面的最高點(diǎn),小球?qū)π泵娴膲毫η∏蔀榱?在開釋小球的同時(shí),將電場(chǎng)方向快速改為豎直向下,電場(chǎng)強(qiáng)度大小不變.1.小球沿斜面下滑的速度為v多大時(shí),小球?qū)π泵娴膲毫υ俅螢榱?2.小球從開釋到走開斜面所用時(shí)間是多少?12、如下圖，在平面直角坐標(biāo)系xOy內(nèi)，第二、三象限內(nèi)存在沿y軸正方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，第一、四象限內(nèi)存在半徑為L(zhǎng)的圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直于坐標(biāo)平面向外．一個(gè)質(zhì)量為m，帶電量為q的帶正電的粒子從第三象限中的Q（-2L，-L）點(diǎn)以速度v0沿x軸正方向射出，恰巧從坐標(biāo)原點(diǎn)O進(jìn)入磁場(chǎng)，從P（2L，0）點(diǎn)射出磁場(chǎng)．不計(jì)粒子重力，求：（1）電場(chǎng)強(qiáng)度E（2）從P點(diǎn)射出時(shí)速度vp的大?。?）粒子在磁場(chǎng)與電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間之比．答案及分析：答案：D分析：依據(jù)qvBv2得，粒子出D形金屬盒時(shí)的速度vBqR,則粒子出D形mRm金屬盒時(shí)的動(dòng)能Ek1mv2B2q2R2,可知：Ek與高22m頻溝通電壓、狹縫間的距離沒關(guān)；減小磁場(chǎng)的磁感覺強(qiáng)度，能夠減小Ek;增大D形金屬盒的半徑，能夠增大Ek。故ABC錯(cuò)誤，D正確。答案及分析：答案：C分析：3答案及分析：答案：B分析：在乙圖中,因?yàn)関<E/B,電場(chǎng)力力有與電場(chǎng)力方向相反的分力;

qE大于洛倫茲力qBv,依據(jù)左手定章判斷可知:洛倫茲而在甲圖中帶電粒子粒子只受電場(chǎng)力電場(chǎng)力做功許多,

qE,則在甲圖的狀況下,粒子沿電場(chǎng)方向的位移較大,所以選項(xiàng)A、C、D錯(cuò)誤,選項(xiàng)B正確.應(yīng)選:B.答案及分析：答案：C分析：在霍爾效應(yīng)中,霍爾電勢(shì)差對(duì)應(yīng)方向、磁場(chǎng)方向和通電電流方向相互垂直,因此必定是在a、b兩面間存在霍爾電勢(shì)差,A錯(cuò)誤;由左手定章能夠判斷,當(dāng)薄片中載流子帶正電荷時(shí),ab,當(dāng)薄片中載流子帶負(fù)電荷時(shí),則ab,B錯(cuò)誤,C正確;電解液中存在等電荷量的正、負(fù)離子,通電時(shí)正、負(fù)離子的運(yùn)動(dòng)方向相反,所受洛倫茲力方向同樣,向同樣方向偏轉(zhuǎn),所以不可以產(chǎn)生霍爾效應(yīng),D錯(cuò)誤。答案及分析：答案：C分析：小球帶正電,電場(chǎng)力斜向右上、重力豎直向下,小球做直線運(yùn)動(dòng),則小球所受協(xié)力為0或所受協(xié)力與運(yùn)動(dòng)方向共線,剖析四個(gè)選項(xiàng)可知,選項(xiàng)C對(duì),ABD錯(cuò)。答案及分析：答案：B分析：依據(jù)左手定章知正電荷向上偏，負(fù)電荷向下偏，上極板帶正電，下極板帶負(fù)電，所以流過(guò)外電阻R的電流方向?yàn)锳→R→B.最后電荷處于均衡有：qvBE，解得電動(dòng)勢(shì)E＝Bdvqd.ddEBdvBdvSg，故B內(nèi)電阻rgS,依據(jù)閉合電路歐姆定律有：IdgSRgdsRrRgS正確，A、C、D錯(cuò)誤．答案及分析：答案：AD分析：在地區(qū)Ⅰ,運(yùn)動(dòng)的正離子遇到豎直向下的電場(chǎng)力和豎直向上的洛倫茲力

,且

Eq=Bqv,離子以速度

v

E勻速穿過(guò)地區(qū)Ⅰ

,進(jìn)入地區(qū)Ⅱ

,離子做勻速圓周運(yùn)動(dòng),軌道半徑

r

mv

,因?yàn)锽

qB離子在地區(qū)Ⅰ中不偏轉(zhuǎn),則v同樣,當(dāng)v同樣時(shí),必有q/m同樣,應(yīng)選AD。答案及分析：答案：AD分析：粒子在電場(chǎng)中加快,有qEh1mv02在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng),若粒子垂直于CM射出磁場(chǎng),2則軌跡所對(duì)的圓心角θ=45°,半徑=,由洛倫茲力供給向心力,有qv0Bmv02Ra,得RRmv0,聯(lián)立以上各式得hB2a2q,A正確;若粒子平行于x軸射出磁場(chǎng),則軌跡所對(duì)的圓qB2mE心角θ=90°,半徑a,同理可得hB2a2q,D正確。28mE答案及分析：答案：AD分析：a和b兩點(diǎn)的電勢(shì)差達(dá)到穩(wěn)固的條件為qUqvB,則vU,應(yīng)選項(xiàng)A正確,B錯(cuò)誤;DBD導(dǎo)電液體的流量即單位時(shí)間經(jīng)過(guò)某一橫截面的液體體積,故流量Vvtπ(D)2π2UπDU2D,將vQtv代入可得Q,應(yīng)選項(xiàng)C錯(cuò)誤,D正確.t4BD4B答案及分析：答案：CD分析：帶電小球進(jìn)入復(fù)合場(chǎng)時(shí)受力狀況,如下圖(圖B中洛倫茲力Bqv的方向垂直于紙面向外),此中只有C、D兩種狀況下帶電小球合外力可能為零,所以C、D項(xiàng)中帶電小球有可能沿直線經(jīng)過(guò)復(fù)合場(chǎng)地區(qū);A項(xiàng)中帶電小球遇到的洛倫茲力qvB隨其速度v的增大而增大,所以三力的協(xié)力不會(huì)總保持在豎直方向,協(xié)力與速度方向?qū)a(chǎn)生夾角,做曲線運(yùn)動(dòng);B項(xiàng)中帶電小球在洛倫茲力qvB作用下做曲線運(yùn)動(dòng)。答案及分析：答案：1.由題意知,電場(chǎng)方向反轉(zhuǎn)前,有mgqE電場(chǎng)方向反轉(zhuǎn)后,小球先沿斜面向下做勻加快直線運(yùn)動(dòng),到對(duì)斜面壓力為零時(shí)開始走開斜面,此時(shí)有qvB(mgqE)cos2mgcos.聯(lián)立以上各式得vqB2.小球在斜面上下滑速度為v2mgcos時(shí)走開斜面,又有vatqBa2gsin聯(lián)立以上各式得,所用時(shí)間為tmcot.qB分析：答案及分析：答案：粒子在電場(chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng)，在磁場(chǎng)中做平拋運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)軌跡如下圖；（1）粒子在電場(chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng)，x軸方向：2L=v0t，y方向：L1at21qEt2，22m解得，電場(chǎng)強(qiáng)度：Emv20；2qL2）設(shè)粒子抵達(dá)坐標(biāo)原點(diǎn)時(shí)豎直分速度為vy