陕西省交大附中高三物理 第41课 带电粒子在复合场中的运动练习试题（B卷）.doc

第41课 带电粒子在复合场中的运动（b卷）1易错现象1.不注意带电粒子在复合场中运动的周期性.2.易弄错物体在复合场中的受力情况.纠错训练图41-b11.（98年高考）如图41-b1所示，在x轴上方有垂直于xy平面向里的匀强磁场，磁感应强度为b；在x轴下方有沿y轴负方向的匀强电场，场强为e.一质量为m，电量为-q的粒子从坐标原点o沿着y轴正方向射出.射出之后，第三次到达x轴时，它与点o的距离为l.求此粒子射出时的速度v和运动的总路程s（重力不计）.图41-b22. 如图41-b2所示，在方向相同的水平匀强电场e和匀强磁场b中，有一固定的竖直绝缘杆，杆上套一个质量为m、电量为q的小球，它们之间的动摩擦因数为，现由静止释放小球，试分析小球运动的加速度和速度的变化情况，并求出最大速度vm（设绝缘杆足够长，电场、磁场范围足够大）检测提高一、选择题1某电子以固定的正电荷为圆心在匀强磁场中作匀速圆周运动，磁场方向垂直于它的运动平面，电子所受电场力恰好是磁场对它的作用力的3倍，若电子电量为e，质量为m，磁感应强度为b，那么，电子运动的可能角速度是：（ ） a4bem b3bem c2bem dbem图41-b32设空间存在竖直向下的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场如图41-b3所示已知一离子在电场力和洛仑兹力的作用下，从静止开始自a点沿曲线acb运动，到达b点时速度为零，c点是运动轨迹的最低点以下说法中正确的是（ ） a这离子必带正电荷 ba点和b点位于同一高度 c离子在c点时速度最大 d离子到达b点后,将沿原曲线返回a点图41-b43由中国提供的永磁体的阿尔法磁谱仪如图41-b4所示，它曾由航天飞机携带升空，将来安装在阿尔法国际空间站中主要使命之一是探索宇宙中的反物质，所谓的反物质即质量与正粒子相等，带电量与正粒子相等但电性相反假若使一束质子、反质子、粒子和反粒子组成的射线，沿直线oo进入匀强磁场b2而形成的4条径迹，则（ ） a1、4是反粒子径迹 b3、4是反粒子径迹c2是反粒子径迹 d1是反粒子径迹 图41-b54如图41-b5所示，带电粒子以一定速度v0竖直上抛，未加磁场时最大高度为hl，若加上水平方向的匀强磁场，且保持初速度仍为vo，最大高度为h2，若把磁场改为竖直方向的匀强电场，保持初速度为v0，最大高度为h3，若不计空气阻力，则（ ）a.h1h2 b.h1h2h3 c.h1=h2h3 d.h3无法比较图41-b6二、填空题5.三个带正电的粒子a、b、c(不计重力)以相同的动量水平射入相互垂直的电场、磁场中，轨迹如图41-b6所示则可知它们的质量ma、mb、mc大小次序 ，三个粒子中动能增加的是 粒子 图41-b76如图41-b7所示，一带电微粒以速度v从p点射入匀强电场和匀强磁场中，电场和磁场相互垂直，且都沿水平方向，不计空气阻力若微粒的速度方向与电场方向成角且与磁场方向垂直时，粒子做匀速直线运动.则当微粒的速度v与磁场方向垂直时,且与电场方向所成角度_，粒子在p点的加速度最大，最大加速度a_图41-b8 7两块面积为s的平行板，彼此相距l，板间通入已电离的气流，气流速度为v，两板间存在一磁感应强度为b的磁场，磁场方向与气流垂直，如图41-b8所示把两板与外电阻r连接起来，在磁场力作用下，气流中的正、负离子分别向两板移动形成电流，这个装置就是磁流体发电机设气体的电阻率为，流过外电阻r的电流强度i应等于_三、计算题ooyxz图41-b98.在如图41-b9所示的直角坐标系中，坐标原点o处固定有正点电荷，另有平行与y轴的匀强磁场.一个质量为m,带电量为+q的微粒，恰能以y轴上的o(0,a,0)点为圆心，做匀速圆周运动，其轨迹平面与xoz平面平行，角速度为，旋转方向如图中箭头所示试求匀强磁场的磁感应强度大小和方向图41-b109.（2000年高考）如图41-b10，两个共轴的圆筒形金属电极，外电极接地，其上均匀分布着平行于轴线的四条狭缝a、b、c和d，外筒的外半径为r0.在圆筒之外的足够大区域中有平行于轴线方向的均匀磁场，磁感强度的大小为b，在两极间加上电压，使两圆筒之间的区域内有沿半径向外的电场.一质量为m、带电量为+q的粒子，从紧靠内筒且正对狭缝a的s点出发，初速为零.如果该粒子经过一段时间的运动之后恰好又回到出发点s，则两极之间的电压u应是多少？（不计重力，整个装置在真空中）abc加速管图41-b1110.（2003年高考）串列加速器是用来产生高能离子的装置.图41-b11中虚线框内为其主体的原理示意图，其中加速管的中部b处有很高的正电势u,a、c两端均有电极接地（电势为零）.现将速度很低的负一价碳离子从a端输入，当离子到达b处时，可被设在b处的特殊装置将其电子剥离，成为n价正离子，而不改变其速度大小.这些正n价碳离子从c端飞出后进入一与其速度方向垂直的、磁感应强度为b的匀强磁场中，在磁场中做半径为r的圆周运动.已知碳离子的质量m=2.01026kg,u=7.5105v,b=0.5t,n=2,基元电荷e=1.61019c,求r.11在如图41-b12所示的装置中m n是一对相距为d的水平金属板在它们上方另有一水平金属板q，其上有一小孔s正对着板m上的小孔omn间有一垂直向里的磁感应强度为b匀强磁场在板q的s孔处有质量为m、电荷量为-q的负离子，其重力和初速度不计，电源的电动势为e,内阻为r，rab总电阻为2r，滑动触头c在ab的中点,离子从mn的中点飞出，求离子飞出磁场时的速度大小图41-b12 图41-b1312.如图41-b13所示，匀强电场的场强e4vm，方向水平向左，匀强磁场的磁感应强度b=2t，方向垂直于纸面向里.一个质量m=1g、带正电的小物体a从m点沿绝缘粗糙的竖直壁无初速下滑，当它滑行h=08m到n点时离开壁做曲线运动，运动到p点时恰好处于平衡状态，此时速度方向与水平方向成45设p与m的高度差h=1.6m.求：(1)a沿壁下滑过程中摩擦力做的功；(2)p与m的水平距离s.(g取10ms2) 第41课 带电粒子在复合场中的运动（b卷）纠错训练1.解：由几何关系得4r=l 洛仑兹力作向心力qvb=mv2/r 由得设粒子从刚进入电场到速度减为零的过程中的位移为s1,根据动能定理粒子运动的总路程s=2r+2s12.解：在水平面内小球受到的弹力、电场力、洛仑兹力的合力为零f=n 根据牛顿第二定律mg-f=ma v洛仑兹力n fa当a=0时，速度最大由式得检测提高1.ac 2.abc 3 c 4 ad 5.mambmc,c 62gcos 7blvs（rsl）8.解：微粒受到重力mg、库仑力f、洛仑兹力qvb的作用，合外力作向心力fcos=mgqvb-fsin=mr2r=atan解得b=(ma2+mg)/aq磁场方向为+y方向9解：带电粒子从s出发，在两筒之间的电场力作用下加速，沿径向穿出a而进入磁场区，在洛仑兹力作用下做匀速圆周运动.粒子再回到s点的条件是能沿径向穿过狭缝b.只要穿过了b，粒子就会在电场力作用下先减速，再反向加速，经b 重新进入磁场区.然后，粒子将以同样方式经过c、d，再经过a回到s点.设粒子射入磁场区的速度为v，根据动能定理，有设粒子在洛仑兹力作用下做匀速圆周运动的半径为r，由洛仑兹力公式和牛顿定律得由前面分析可知，要回到s点，粒子从a到b必经过3/4圆周，所以半径r必定等于筒的外半径r0，即r=r0 由以上各式解得10.解：设碳离子到达b处的速度为v1,从c端射出时的速度为v2,由能量关系得: 进入磁场后，碳离子做圆周运动，可得由以上三式可得由式及题中所给数值可解得 r=0.75m11解：根据闭合