第八章 磁场课时跟踪检测(二十九)带电粒子在叠加场中的运动

第八章 磁场课时跟踪检测(二十九)带电粒子在叠加场中的运动内容摘要：

1、高中物理资源下载平台世昌的博客 (二十九) 带电粒子在叠加场中的运动1医生做某些特殊手术时，利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 1 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 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 2、a、b 的正负为( )图 1A1.3 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2(多选) (2015江苏阜宁中学月考 )利用霍尔效应制作的霍尔元件，广泛应用于测量和自动控制等领域。 如图 2 是霍尔元件的工作原理示意图，磁感应强度 B 垂直于霍尔元件的工作面向下，通入图示方向的电流 I，C、D 两侧面会形成电势差 列说法中正确的是( )图 2A电势差 霍尔元件的载流子是自由电子，则电势差 速度选择器内部存在着相互垂直的场强大小为 匀强电场和磁感应强度大小为 匀强磁场，照相底片 D 与狭缝 2 的连线平行且距离为 L 3、，忽略重力的影响。 高中物理资源下载平台世昌的博客 (1)求从狭缝 出的离子速度 大小；(2)若打在照相底片上的离子在偏转电场中沿速度 向飞行的距离为 x，求出 x 与离子质量 m 之间的关系式(用 0、E、q、m、L 表示)。 4(多选) 如图 4 所示，两平行、正对金属板水平放置，使上面金属板带上一定量正电荷，下面金属板带上等量的负电荷，再在它们之间加上垂直纸面向里的匀强磁场，一个带电粒子以初速度 垂直于电场和磁场的方向从两金属板左端中央射入后向上偏转。 若带电粒子所受重力可忽略不计，仍按上述方式将带电粒子射入两板间，为使其向下偏转，下列措施中可能可行的是( )图 4A仅增大带电粒子射入时的速 4、度B仅增大两金属板所带的电荷量C仅减小粒子所带电荷量D仅改变粒子的电性5(多选) (2015浙江三校模拟) 如图 5，空间中存在正交的匀强电场 E 和匀强磁场 B(匀强电场水平向右)，在竖直平面内从 a 点沿 ab、向抛出两带电小球 (不考虑两带电球的相互作用，两球电荷量始终不变)，关于小球的运动，下列说法正确的是( )图 5A沿 ab、向抛出的带电小球都可能做直线运动B只有沿 出的带电小球才可能做直线运动高中物理资源下载平台世昌的博客 若有小球能做直线运动，则它一定是匀速运动D两小球在运动过程中机械能均守恒6(多选)(2015名校联盟模拟)如图 6 甲所示，某空间存在着足够大的匀强磁场，磁场 5、沿水平方向。 磁场中有 A、B 两个物块叠放在一起，置于光滑水平面上。 物块 A 带正电，物块 B 不带电且表面绝缘。 在 t0 时刻，水平恒力 F 作用在物块 B 上，物块 A、B 由静止开始做加速度相同的运动。 在物块 A、B 一起运动的过程中，图乙反映的可能是()图 6A物块 A 所受洛伦兹力大小随时间 t 变化的关系B物块 A 对物块 B 的摩擦力大小随时间 t 变化的关系C物块 A 对物块 B 的压力大小随时间 t 变化的关系D物块 B 对地面压力大小随时间 t 变化的关系7. (2015南京月考)如图 7 所示的虚线区域内，充满垂直于纸面向里的匀强磁场和竖直向下的匀强电场。 一带电粒子 a( 6、不计重力) 以一定的初速度由左边界的 O 点射入磁场、电场区域，恰好沿直线由区域右边界的 O点( 图中未标出)穿出。 若撤去该区域内的磁场而保留电场不变，另一个同样的粒子 b(不计重力) 仍以相同初速度由 O 点射入，从区域右边界穿出，则粒子 b()图 7A穿出位置一定在 O点下方B穿出位置一定在 O点上方C运动时，在电场中的电势能一定减小D在电场中运动时，动能一定减小8(2015吉林模拟)如图 8 所示，一带电塑料小球质量为 m，用丝线悬挂于 O 点，并在竖直平面内摆动，最大摆角为 60，水平磁场垂直于小球摆动的平面。 当小球自左方摆到最低点时，悬线上的张力恰为零，则小球自右方最大摆角处摆到最低 7、点时悬线上的张力为( )高中物理资源下载平台世昌的博客 0 B2 D6多选) (2015江西八校联考 )如图 9 所示，在水平匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场中，有一竖直足够长固定绝缘杆 球 P 套在杆上，已知 P 的质量为 m、电荷量为q，电场强度为 E，磁感应强度为 B，P 与杆间的动摩擦因数为 ，重力加速度为 g。 小球由静止开始下滑直到稳定的过程中()图 9A小球的加速度一直减小B小球的机械能和电势能的总和保持不变C下滑加速度为最大加速度一半时的速度可能是 v2滑加速度为最大加速度一半时的速度可能是 v22015陕西长安一中等五校一模) 如图 10 所示，区域内有与水平方向成 45角的匀 8、强电场 域宽度为 域内有正交的有界匀强磁场 B 和匀强电场 域宽度为 场方向垂直纸面向里，电场方向竖直向下。 一质量为 m、带电荷量为 q 的微粒在区域左边界的 P 点，由静止释放后水平向右做直线运动，进入区域后做匀速圆周运动，从区域右边界上的 Q 点穿出，其速度方向改变了 60，重力加速度为 g，求：图 10(1)区域和区域内匀强电场的电场强度 2 的大小；(2)区域内匀强磁场的磁感应强度 B 的大小；高中物理资源下载平台世昌的博客 (3)微粒从 P 运动到 Q 的时间。 11(2014四川高考)在如图 11 所示的竖直平面内，水平轨道 倾斜轨道 半径 r m 的光滑圆弧轨道分别相切于 D 点和 9、 G 点，水平面的夹角 37。 过 直于纸面的竖直平面左侧有匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向里，磁感应强度BT；过 D 点、垂直于纸面的竖直平面右侧有匀强电场，电场方向水平向右，电场强度 E1 104 N/C。 小物体 量 m2 103 荷量 q810 6 C，受到水平向右的推力 F 03 N 的作用，沿 右做匀速直线运动，到达 D 点后撤去推力。 当 达倾斜轨道底端 G 点时，不带电的小物体 端静止释放，经过时间t 0.1 s 与 遇。 P 1 和 轨道 H 间的动摩擦因数均为 g10 m/s2，37 0.6，7 体电荷量保持不变，不计空气阻力。 求：图 11(1)小物体 水平轨道 运动速度 v 的大小 10、；(2)倾斜轨道 长度 s。 答 案1选 A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：a 电极带正电， 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0，即 v 1.3 m/s。 势差 、材料有关，选项 A 错误；若霍尔元件的载流子是自由电子，由左手定则可知，电子向 C 侧面偏转，则电势差 ，选项 B 正确；仅增大磁感应强度时，电势差 项 C 正确；在测定地球赤道上方的地磁场强弱时，高中物理资源下载平台世昌的博客 ，选项 D 错误。 3解析：(1)能从速度选择器射出的离子满足)离子进入匀强偏转电场 E 后做类平抛运动，则xv 0tL 2由牛顿第二定律 11、得 qE解得 x 1) (2) 0 电粒子在两板之间受电场力与洛伦兹力，但两者的大小不等，且方向不确定。 若仅增大带电粒子射入时的速度，可能因为所受的洛伦兹力变大，而使带电粒子向下偏转，A 正确；若仅增大两金属板所带的电荷量，因两极板间的电场强度增大，故带电粒子可能向下偏转，B 正确；若仅减小粒子所带的电荷量，则由于粒子所受电场力与洛伦兹力以相同的倍数变化，故带电粒子仍向上偏转，C 错误；仅改变粒子的电性，则由于两个力的方向都发生变化，带电粒子将向下偏转，D 正确。 5选 向抛出的带正电小球，或沿 向抛出的带负电的小球，在重力、电场力、洛伦兹力作用下，都可能做匀速直线运动，A 正确，B 错误。 在重 12、力、电场力、洛伦兹力三力都存在时的直线运动一定是匀速直线运动，C 正确。 两小球在运动过程中除重力做功外还有电场力做功，故机械能不守恒，D 错误。 6选 伦兹力 F 洛 以 A 错误。 物块 A 对物块 B 的摩擦力大小以 t 的变化保持不变， B 错误。 A 对 B 的压力m AgC 正确。 B 对地面的压力 m Am B)g 正确。 7选 Ca 粒子要在电场、磁场的复合场区内做直线运动，则该粒子一定沿水平方向高中物理资源下载平台世昌的博客 ，故对粒子 a 有：q，即只要满足 E论粒子带正电还是负电，粒子都可以沿直线穿出复合场区；当撤去磁场只保留电场时，粒子 b 由于电性不确定，故无法判断从 O点的上方还是下方穿出，选项 A、B 错误；粒子 b 在穿过电场区的过程中必然受到电场力的作用而做类平抛运动，电场力做正功，其电势能减小，动能增大，故 C 项正确，D 项错误。 8选 C设小球自左方摆到最低点时速度为 v，则 0)，此时12m ，当小球自右方摆到最低点时，v 大小不变，洛伦兹力方向发生变化，mgm ，得 T4 C 正确。 小球受力分析如图所示，则 (qE着 球加速度先增大，当 qE达到最大值，a g，继续运动， (着 a 逐渐减小，所以 A 错误。 因为有摩擦力做功，机械能与电势能总和在减小，B 错误。 若在前半段达到最大加速度的一半，则 (qE m ，得 v ；若在后半段。