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（A卷）.doc

第41课 带电粒子在复合场中的运动（a卷）1考测点导航1复合场：这里所说的复合场是磁场与电场的复合场，或者是磁场与重力场的复合场，或者是磁场与电场、重力场的复合场.2分析方法：当带电粒子在复合场中所受合外力为零时，所处状态是静止或匀速直线状态；当带电粒子所受合外力作向心力时，粒子做匀速圆周运动；粒子在复合场作曲线运动时，一般用能量的观点(动能定理或能量守恒定律)求解. 3速度选择器、磁流体发电机：是洛仑兹力与电场力同时作用的典型.若带电粒子匀速直线穿过正交的匀强电场和匀强磁场，则qeqvb，ve/b.需注意的是若qvbqe，则粒子将发生偏转,其轨迹既不是圆弧也不抛物线、只能用动能定理建立方程(注意洛仑兹力不做功、电场力做功与中径无关).典型题点击e,b图41-a11在图41-a1中虚线所围的区域内，存在电场强度为e的匀强电场和磁感强度为b的匀强磁场已知从左方水平射入的电子，穿过这区域时未发生偏转设重力可以忽略不计，则在这区域中e和b的方向可能是( )ae和b都沿水平方向，并与电子运动方向相同be和b都沿水平方向，并与电子运动方向相反ce竖直向上，b垂直纸面向外de竖直向上，b垂直纸面向里（该题考查粒子在复合场中的运动规律，注意不发生偏转不等于作匀速直线运动）图41-a22如图41-a2所示，在互相垂直的水平方向的匀强电场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）（该题考查带电体在磁场与电场、重力场的复合场中的运动规律，注意加速度、速度的动态分析）图41-a33如图41-a3所示，一个质量为m、带电量为q的正离子，在d处沿着图示的方向进入磁感强度为b的匀强磁场，此磁场方向垂直纸面向里，结果离子正好从离开a点距离为d的小孔c沿垂直于ac的方向进入匀强电场，此电场方向与ac平行且向上，最后离子打在b处，而b离a点距离为2d（abac），不计粒子重力，离子运动轨迹始终在纸面内求：（1）离子从d到b所需的时间；（2）离子到达b处时的动能（该题考查带电粒先后在磁场、电场中的运动规律，注意在两种场中的运动性质不同）新活题网站一、选择题图41-a41如图41-a4所示，匀强电场方向竖直向上，匀强磁场的方向垂直纸面向外有一正离子(不计重力)，恰能沿直线从左向右水平飞越此区域则（ ）a若电子从右向左水平飞入，电子也沿直线运动b若电子从右向左水平飞入,电子将向上偏c若电子从右向左水平飞入，电子将向下偏d若电子从右向左水平飞入，电子将向外偏（该题考查粒子速度选择器的知识，注意速度选择器只选择粒子速度的大小和方向，与粒子的带电情况无关）图41-a52如图41-a5所示，质量为m，电量为q的带正电物体，在磁感应强度为b方向垂直纸面向里的匀强磁场中，沿动摩擦因数为的水平面向左运动，则（ ）a.速度由v减小到零所用的时间等于mv(mg+qvb)b.速度由v减小到零所用的时间小于mv(mg+qvb)c.若另加一个电场强度为(mg+qvb)q，方向水平向左的匀强电场，物体做匀速运动d若另加一个电场强度为(mg+qvb)q，方向竖直向上的匀强电场，物体做匀速运动.图41-a6（该题考查物体在磁场、重力场中的运动规律，注意定量、定性判断方法的结合）3如图41-a6所示，在互相垂直的匀强电场和匀强磁场中，电量为q的液滴做半径为r的匀速圆周运动，已知电场强度为e，磁感应强度为b，则油滴的质量和环绕速度分别为（ ）aeqg，bgre bb2qre，ebc， deqg，eb图41-a7（该题考查物体在电场、磁场、重力场中运动规律，注意物体作匀速圆周运动的条件）4如图41-a7所示，实线表示处在竖直平面内的匀强电场的电场线，与水平方向成角，水平方向的匀强磁场与电场正交，有一带电液滴沿斜向上的虚线做直线运动，与水平方向成角，且，则下列说法中正确的是（ ）a液滴一定做匀速直线运动b液滴一定带正电c电场线方向一定斜向上d液滴有可能做匀变速直线运动（该题考查物体在复合场中的运动，注意力的方向）图41-a85如图41-a8所示，匀强电场e的方向竖直向下，匀强磁场b的方向垂直纸面向里，让三个带有等量同种电荷的油滴m、n、p进入该区域中，m进入后能向左做匀速运动，n进入后能在竖直平面内做匀速圆周运动，p进入后能向右做匀速运动，不计空气阻力，则三个油滴的质量关系是ammmbmmmcmmmdmmm（该题考查物体在复合场中的运动，注意物体的受力情况决定它的运动）图41-a96如图41-a9所示，两个半径相同的半圆形光滑轨道分别竖直放在匀强电场和匀强磁场中，轨道两端在同一高度上两个相同的带正电小球同时从两轨道左端最高点由静止释放，m、n为轨道的最低点，则（ ）a两小球到达轨道最低点的速度vvb两小球到达轨道最低点时对轨道的压力nnc小球第一次到m点的时间大于第一次到n点的时间d在磁场中小球能到达轨道的另一端，在电场中小球不能到达轨道的另一端（该题考查物体在不同的复合场中的运动规律，注意电场力与洛仑兹力的不同）二、填空题图41-a107.如图41-a10所示，质量为m、带电量为q的粒子，从两平行电极板正中央垂直电场线和磁感线方向以速度v飞入已知两板间距为d，磁感应强度为b，这时粒子恰能沿直线穿过电场和磁场区域（重力不计）现将磁感应强度增大到某值，则粒子将落到极板上，粒子落到极板上时的动能为_图41-a118磁流体发电是一项新兴技术，它可以把气体的内能直接转化为电能，图41-a11是磁流体发电机的装置：a、b组成一对平行电极，两极间距为d,内有磁感应强度为b的匀强磁场，现持续将一束等离子体（即高温下电离的气体，含有大量带正电和带负电的微粒，而从整体来说呈中性）垂直喷射入磁场，每个离子的速度为v，电量大小为q，忽略两极之间等效内阻，稳定时，电势较高的是_极，磁流体发电机的电动势e_，外电路电阻为r，则r所消耗的功率为p_图41-a12（该题考查复合场的应用，注意电动势的计算） 9如图41-a12，在一霍耳效应实验中，一个宽d=10cm，长l=4.0cm，厚h=10cm的导体，沿长度方向载有i=3.0a的电流，当有b=15t的磁场垂直地通过这个薄导体时，产生u=1.0l0-5v的横向霍耳电压(在宽度两端)，假定载流子是电子，载流子的漂移速度v= ，每立方厘米的载流子数目n= （该题考查复合场的应用和电流强度的微观表达式，注意霍耳电压产生的机理）三、计算题图41-a1310一根长为l的绝缘细线，一端固定在o点，另一端系一质量为m、电量为q的带正电小球，已知匀强磁场方向水平，且垂直与水平线oa向里，磁感应强度为b同时还存在有水平向右的匀强电场，电场强度为e，使图41-a13中的小球由静止开始释放，当小球摆到最低点时速度为多少？此时绳的拉力为多少? （该题综合考查复合场的知识，注意从能量角度分析）11（1996年高考）设在地面上方的真空室内存在匀强电场和匀强磁场。已知电场强度和磁感应强度的方向是相同的，电场强度的大小e4.0v/m，磁感应强度的大小b0.15t.今有一个带负电的质点以v20m/s的速度在此区域内沿垂直场强方向做匀速直线运动，求此带电质点的电量与质量之比q/m以及磁场的所有可能方向. （该题考查物体在复合场中的运动）第41课 带电粒子在复合场中的运动（a卷）答案典型题点击1abc 2.解：小球在水平方向所受合力为零 根据牛顿第二定律：，v增大，洛仑兹力增大，n增大f增大，a减小，当a减为零时，小球速度最大. 3解：如图，离子从d处进入磁场做匀速圆周运动，设半径为r，离子初速度为v0，则qbv0mv02r，由几何关系得：dr+rcos60dc圆弧对应圆心角120，在磁场中运动时间t1t32m3qb2m3bq在电场中离子做类似平抛运动，设运动时间为t2，场强为e，则2dv0t2，dat 222qet222m，解得t23mqb离子从d到b需时间tt1+t2（2+9）m3qb（2）离子从c到b电场力做功由动能定理得qedemv022，解得e4q2b2d29m新活题网站1.c 2.cd 3.a 4abc 5a6abd 7.mv2/2-qvbd/2 8b , bdv , b2d2v2/r9.6.710-5m/s,2.81026/m310解：小球在摆动过程中，受重力、拉力、电场力、洛仑兹力作用，根据动能定理得：mgl-qel=mv2/2,由向心力公式得：t-qvb-mg=mv2/l,11解:.由质点做匀速直线运动可知：此质点所受的重力、电场力和洛仑兹力的合力为零，且三个力在同一竖直平面内，如右