第九章 第3单元 课下综合提升

第九章 第3单元 课下综合提升内容摘要：

1、q、重为 G 的小球，从竖直的带电平行板上方 h 处自由落下，两极板间匀强磁场的磁感应强度为 B，方向如图 1 所示，则带电小球通过有电场和磁场的空间时()图 1A一定做曲线运动B不可能做曲线运动C有可能做匀速运动D有可能做匀加速直线运动解析：带电小球在重力场、电场和磁场中运动，所受重力、电场力是恒力，但受到的洛伦兹力是随速度的变化而变化的变力，因此小球不可能处于平衡状态，也不可能在电、磁场中做匀变速运动。 答案：双选) 如图 2 所示，虚线空间中存在由匀强电场 E 和匀强磁场 B 组成的正交或平行的电场和磁场，有一个带正电小球(电荷量为q，质量为 m)从正交或平行的电磁混合场上方的某一高度自由 2、落下，那么，带电小球可能沿直线通过的是()图 2解析：带电小球进入复合场时受力情况：A 项 ，B 项 ，C 项 ，D 项。 其中只有 C、D 两种情况下合外，所以有可能沿直线通过复合场区域，A 项中力 速度 以三力的合力不会总保持在竖直方向，合力与速度方向将产生夹角，做曲线运动，所以A 错。 答案：图 3 所示，一束正离子从 S 点沿水平方向射出，在没有偏转电场、磁场时恰好击中荧光屏上的坐标原点 O；若同时加上电场和磁场后，正离子束最后打在荧光屏上坐标系的第象限中，则所加电场 E 和磁场 B 的方向可能是(不计离子重力及其之间相互作用力)()图 3AE 向下，B 向上 BE 向下，B 向下CE 3、向上，B 向下 DE 向上，B 向上解析：正离子束打到第象限，相对原入射方向向下，所以电场 E 方向向下；根据左手定则可知磁场 B 方向向上，故 A 正确。 答案： 所示，一电子束垂直于电场线与磁感应线方向入射后偏向 A 极板，为了使电子束沿射入方向做直线运动，可采用的方法是()图 4A将变阻器滑动头 P 向右滑动B将变阻器滑动头 P 向左滑动C将极板间距离适当减小D将极板间距离适当增大解析：电子入射极板后，偏向 A 板，说明 E 可知，减小场强 E 的方减小板间电压，故 C 错误，D 正确；而移动滑动头 P 并不能改变板间电压，故 A、B 均错误。 ： 所示，一块通电金属板放在磁场中，板面与磁场 4、垂直，板内通有如图所示方向的电流，a、b 是金属板左、右边缘上的两点，若 a、b 两点的电势分别为 b，两点的电势相比有()图 5A a b B a 定是 也可能是 2解析：无论粒子带何种电荷，电场力和洛伦兹力的方向总是相反的，因此，把电场和磁场正交叠加时，粒子在电场力方向上的位移减小了，电场力做的功比原来小了，即1， B 项正确。 答案：用电磁血流计来监测通过动脉的血流速度。 电磁血流计由一对电极 a 和 b 以及磁极 N 和 S 构成，磁极间的磁场是均匀的。 使用时，两电极 a、触点的连线、磁场方向和血流速度方向两两垂直，如图 8 所示。 由于血液中的正负离子随血液一起在磁场中运动，电极 a、b 5、之间会有微小电势差。 在达到平衡时，血管内部的电场可看做是匀强电场，血液中的离子所受的电场力和磁场力的合力为零。 在某次监测中，两触点间的距离为 3.0 管壁的厚度可忽略，两触点间的电势差为 160 V，磁感应强度的大小为。 则血流速度的近似值和电极 a、b 的正负为()图 8A1.3 m/s，a 正、b 负 B2.7 m/s，a 正、b 负C1.3 m/s，a 负、b 正 D2.7 m/s，a 负、b 正解析：由于正负离子在匀强磁场中垂直于磁场方向运动，利用左手定则可以判断：b 电极带负电。 血液流动速度可根据离子所受的电场力和洛伦兹力的合力为，即 v 1.3 m/s。 9环形对撞机是研究高能离子的 6、重要装置，如图 9 所示正、负离子由静止经过电压为U 的直线加速器加速后，沿圆环切线方向注入对撞机的真空环状空腔内，空腔内存在着与圆环平面垂直的匀强磁场，磁感应强度大小为 B。 (两种带电粒子将被局限在环状空腔内，沿相反方向做半径相等的匀速圆周运动，从而在碰撞区迎面相撞)为维持带电粒子在环状空腔中的匀速圆周运动，下列说法正确的是()图 9A对于给定的加速电压，带电粒子的比荷 越大，磁感应强度 B 越大于给定的加速电压，带电粒子的比荷 越大，磁感应强度 B 越小于给定的带电粒子，加速电压 U 越大，粒子运动的周期越小D对于给定的带电粒子，不管加速电压 U 多大，粒子运动的周期都不变解析：在加速器中 7、 环状空腔内做匀速圆周运动的半径 r ，即 r 12 B，所以在半径不变的条件下 越大，B 越小，选项 B 正确；粒子在空腔内的周期 T2加速电压越大，粒子的速率 周期越小，选项 C 正确。 20 所示的方法可以测得金属导体中单位体积内的自由电子数 n，现测得一块横截面为矩形的金属导体的宽为 b，厚为 d，并加有与侧面垂直的匀强磁场 B，当通以图示方向电流 I 时，在导体上、下表面间用电压表可测得电压为 U。 已知自由电子的电荷量为 e，则下列判断正确的是( )图 10上表面电势高下表面电势高该导体单位体积内的自由电子数为 该导 BC D解析：画出平面图如图所示，由左手定则可知，自由电子向上表面偏 8、转，故下表面电势高，故正确，错误。 再根据e I v n ，故正确，错误。 11如图 11 所示，一质量为 m、电荷量为 q 的带正电的小球以水平初速度 离地高为 h 的地方做平抛运动，落地点为 N，不计空气阻力，求：图 11(1)若在空间加一个竖直方向的匀强电场，使小球沿水平方向做匀速直线运动，则场强E 为多大。 (2)若在空间再加上一个垂直于纸面向外的匀强磁场，小球的落地点仍为 N，则磁感应强度 B 为多大。 解析：(1)由于小球受电场力和重力且做匀速直线运动，故 qE以 E。 )再加上匀强磁场后，由于重力与电场力平衡，故小球在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动 R2x 2(Rh) 2v 0tv 02 9、案：(1) (2)2 所示，真空中有以(r,0) 为圆心，半径为 r 的圆柱形匀强磁场区域，磁场的磁感应强度大小为 B，方向垂直于纸面向里，在 yr 的虚线上方足够大的范围内，有方向水平向左的匀强电场，电场强度的大小为 E，从 O 点向不同方向发射速率相同的质子，质子的运动轨迹均在纸面内，设质子在磁场中的偏转半径也为 r，已知质子的电量为 e，质量为m，不计重力及阻力的作用，求：图 12(1)质子射入磁场时的速度大小。 (2)速度方向沿 x 轴正方向射入磁场的质子，到达 y 轴所需的时间。 (3)速度方向与 x 轴正方向成 30角(如图所示) 射入磁场的质子，到达 y 轴的位置坐标。 解析：(1)质子射入磁场后做匀速圆周运动，由 m 可得 )质子沿 弧后以速度 磁14场中运动的时间 到达 y 轴所用时间为 r 此有 12t 1t 2 )由数学知识知，四边形 O是平行四边形，故质子在磁场中转过 120角后从 C 点垂直电场线射出磁场进入电场，如图所示。 C 点距 y 轴的距离为x1rr 质子从进入电场至到达 y 轴所需时间为 15r 3y 轴方向做匀速直线运动，因此在电场中上移距离y3y 轴的位置为yryr 3y 轴的位置坐标为(0，r31) (2) )(0，r3。