（志鸿优化设计）2015高考物理二轮总复习 专项能力训练 专题10 带电粒子在组合场、复合场中的运动（含解析）

（志鸿优化设计）2015高考物理二轮总复习 专项能力训练 专题10 带电粒子在组合场、复合场中的运动（含解析）内容摘要：

1、高中物理资源下载平台世昌的博客 带电粒子在组合场、复合场中的运动(时间:45 分钟满分:100 分)一、选择题(本题共 8 小题,每小题 8 分,共 64 分。 在每小题给出的四个选项中,只有一个选项符合题目要求)速器”装置示意图。 a、b 为水平放置的平行金属板,其电容为 C,板间距离为 d,平行板内存在垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为 B。 a、b 板带上电荷量,可在平行板内产生匀强电场,且电场方向和磁场方向互相垂直。 一带电粒子以速度 进入正交电磁场可沿直线 动,由 O射出,粒子所受重力不计,则 a 板所带电荷量情况是()电荷量为 间的某一正方形区域存在着相互垂直的匀强电场和匀强磁场,一个带 2、电粒子以某一初速度由边界中点 A 进入这个区域沿直线运动,从中点 C 离开区域;如果将磁场撤去,其他变件不变,则粒子从 B 点离开场区;如果将电场撤去,其他条件不变,则粒子从 D 点离开场区。 已知 D,设粒子在上述三种情况下,从 A 到 B、从 A 到 C 和从 A 到 D 所用的时间分别是 t1、t 2、t 3,离开三点时的动能分别是 子重力忽略不计,以下关系式正确的是()束质量、速度和电荷量不全相等的离子,经过由正交的匀强电场和匀强磁场组成的速度选择器后,进入另一个匀强磁场中并分裂为 A、B 束,下列说法中正确的是()、B 、B 离子的比荷大于 B 世昌的博客 ,在第二象限内有水平向右的匀 3、强电场,电场强度为 E;在第一、四象限内分别存在如图所示的匀强磁场,磁感应强度大小相等。 有一个带电粒子以初速度 x 轴上的 好与 y 轴成 45角射出电场,再经过一段时间又恰好垂直于 x 轴进入下面的磁场。 已知 O、P 之间的距离为 d,则带电粒子()x 子在运动过程中第二次经过 x 束带电粒子以一定的初速度沿直线通过由相互正交的匀强磁场(B)和匀强电场(E)组成的速度选择器,然后粒子通过平板 S 上的狭缝 P,进入另一匀强磁场(B),最终打在 列表述正确的是()1磁场 B 1,糙且足够长的水平管道中有一带电荷量为 q、质量为 m 的带电球体,管道半径略大于球体半径,整个管道处于磁感应强度为 4、B 的水平匀强磁场中,磁感应强度方向与管道垂直,现给带电球体一个水平速度 在整个运动过程中,带电球体克服摩擦力所做的功不可能为()2C. ()2一金属块放在垂直于侧面 C 的匀强磁场中,当有稳恒电流自左向右通过时,下列说法中正确的是()属块上、下两表面间的电压 U 属块上、下两表面间的电压 U 减小高中物理资源下载平台世昌的博客 ,金属块中单位体积内自由电子越多,上、下两表面间的电压 U 越大8.(2014重庆荣昌中学期末训练)如图所示,竖直放置的平行板电容器,A 板接电源正极,电容器中加一与电场方向垂直的、水平向里的匀强磁场。 一批带正电的微粒从 A 板中点小孔 C 射入,射入的速度大小方向各 5、不相同,考虑微粒所受重力,微粒在平行板A、B 间运动过程中()选择题(本题共 2 小题,共 36 分)9.(18 分)(2014北京海淀模拟)磁流体发电是一项新兴技术,如图是它的示意图。 相距为d 的两平行金属板 P、Q 之间有一个很强的磁场。 一束等离子体(即高温下电离的气体,含有大量正、负带电粒子)以速度 v 沿垂直于磁场的方向射入磁场,由于等离子体在磁场力的作用下运动方向发生偏转,P、Q 板上就会聚集电荷,从而在两板间产生电压。 若 P、Q 两板间的磁场、电场按匀强磁场、匀强电场处理,磁感应强度为 B。 (1)求这个发电机的电动势 E;(2)发电机的输出端 a、b 间接有阻值为 R 的电阻,发电 6、机的内电阻为 r。 断通过电阻 R 的电流方向; 的电流大小 I。 高中物理资源下载平台世昌的博客 (18 分)(2014辽宁沈阳质检)如图所示,在足够大的空间范围内,同时存在着竖直向上的匀强电场和垂直纸面向外的匀强磁场,电场强度为 E,磁感应强度为 B,足够长的斜面固定在水平面上,斜面倾角为 45。 有一带电的小球 P 静止于斜面顶端 A 处,且恰好对斜面无压力。 若将小球 P 以初速度 视为质点)。 一段时间后,小球落在斜面上的 知小球的运动轨迹在同一竖直平面内,重力加速度为 g,求:(1)小球 P 落到斜面时速度方向与斜面的夹角 及由 A 到 C 所需的时间 t;(2)小球 P 从抛出到落回斜面的 7、位移 x 的大小。 高中物理资源下载平台世昌的博客 带电粒子在组合场、析:对带电粒子受力分析, a 极板带正电,带电粒子受力平衡,有 q,U=,可得电荷量为 Q=题只有选项 C 正确。 析:根据题意可知,粒子在复合场中做直线运动,由于忽略粒子重力,则洛伦兹力与电场力平衡,即有 qE=得粒子从 A 到 C 的运动时间为 其中 d 表示 距;若将磁场撤去,粒子从 B 点离开场区,该过程中粒子在电场力作用下做类平抛运动,运动时间若撤去电场,粒子做匀速圆周运动,从 A 到 D 的过程中,沿 向的速度分量逐渐减小,且均小于 有 据以上分析,选项 A 正确,选项 B 错误。 粒子从 A 到 C 过程是匀速直线运 8、动,动能不变;从 A 到 D 过程中,粒子只在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动,动能不变,则 子从 A 到 B 过程中,合外力是电场力,电场力做了正功,粒子的动能增加,则有项 C、D 错误。 析:由左手定则可知组成 A、 B 束的离子都带正电,选项 A 错误。 经过速度选择器后的离子速度相等,根据在匀强磁场中做匀速圆周运动的轨道半径不同,由 r=可知组成A、 B 束的离子比荷一定不同,而质量有可能相同, A 束离子的比荷大于 B 束离子的比荷,选项B 错误,C 正确。 由于离子带正电,所受电场力向右,所受洛伦兹力一定向左,由左手定则,速度选择器中的磁场方向垂直纸面向里,选项 D 错误。 析:粒子在电场中做 9、类平抛运动,沿 x 轴方向上的平均速度为,所以在电场中运动时间为。 由题意知,进入磁场时竖直方向速度等于水平方向速度 速度为 磁场中做圆周运动的半径为 r=2d,在第一象限内运动时间为 =,在第四象限内运动时间为=,所以自进入磁场至第二次经过 x 轴时间为 t=t1+从进入电场到第二次经过 x 轴的时间为 t=+t=,所以 D 正确。 析:粒子在匀强磁场 B中向左偏转,根据左手定则可知粒子带正电,选项 A 错误;打在 t=,与粒子的比荷有关,粒子的比荷不同,在磁场 B中运动时间不同,选项 B 错误;粒子在复合场中做直线运动, 以 v=,选项 C 错误;粒子打在 ,粒子在磁场 B中做圆周运动的轨道半 10、径 r 越小,根据 r=可得,所以粒子的比荷越大,选项 D 正确。 析:给带电球体一个水平速度 摩擦力等于 0,带电球体克服摩擦力所做的功为 0,选项 A 可能;若 最终带电球体速度达到满足 ,摩擦力等于 0,速度不再变化,此时 v=,带电球体克服摩擦力所做的功m-()2,选项 D 可能。 析:电流方向水平向右,则自由电子的运动方向水平向左,根据左手定则可知电子向上偏,上表面得到电子带负电,下表面失去电子带正电,可知下表面的电势高,选项 A 错误;电流的微观表达式为 I=n 表示单位体积内的电子数, S 表示横截面积,则 n=,当电子匀速穿过匀强磁场时,此时电场力等于洛伦兹力,即 e=得 U=n= 11、,选项 B 正确、流 I 增大, v 增大, U 增大,选项 C 错误。 析:带电微粒受到重力、洛伦兹力和电场力。 若速度较大,则洛伦兹力向上且可能大于重力,此时将向上偏,洛伦兹力不做功,重力做负功,电场力做正功,则动能可能不变,可能减小,也可能增大,若速度较小,则洛伦兹力可能小于重力,微粒将向下偏,重力做正功,高中物理资源下载平台世昌的博客 ,动能一定增大,选项 A 错误。 由于除重力以外的电场力对微粒做了功,机械能不守恒,故选项 B 错误。 因液滴重力与电场力不可能平衡,所以粒子不可能做匀速圆周运动,选项 C 错误。 若洛伦兹力与重力、电场力三力平衡,粒子可能做匀速直线运动,选项 D 正确。 故选 D。 考点:本题考查了带电微粒在复合场中的运动、能量守恒定律、运动的判断。 解析解析:(1)发电机的电动势 E=) 的电流方向:从 a 到 =通过电阻 R 的电流大小 I=解析解析:(1)小球 P 静止时对斜面无压力 mg= 获得水平初速度后做匀速圆周运动,由对称性可得小球 P 落到斜面时其速度方向与斜面的夹角为 45mT=小球 P 由 A 到 C 所需的时间:t=(2)由式可知, P 做匀速圆周运动 R=由几何关系知 x=R联立解得位移 x=。