【三维设计】高中物理 第三章 磁场小专题 大智慧 专题冲关 新人教版选修31(1).doc

【三维设计】2013-2014学年高中物理 第三章 磁场小专题 大智慧 专题冲关 新人教版选修3-11.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33所示，已知一粒子在电场力和洛伦兹力的作用下，从静止开始自a点沿曲线acb运动，到达b点时速度为零，c点是运动的最低点，忽略重力，以下说法正确的是()图33a.粒子必带正电荷b.a点和b点位于同一高度c.粒子在c点时速度最大d.粒子到达b点后，将沿原曲线返回a点解析：(1)平行板间电场方向向下，粒子由a点静止释放后在电场力的作用下向下运动，所以粒子必带正电荷，a正确。(2)粒子具有速度后，它就在向下的电场力f及总与速度方向垂直的洛伦兹力f洛的作用下沿acb做曲线运动，因洛伦兹力不做功，电场力做功等于动能的变化，而粒子到达b点时的速度为零，所以从a到b电场力所做正功与负功加起来为零。这说明粒子在电场中的b点与a点的电势能相等，即b点与a点位于同一高度，b正确。(3)因c点为轨道最低点，粒子从a运动到c电场力做功最多，c点具有的动能最大，所以粒子在c点速度最大，c正确。(4)只要将粒子在b点的状态与a点进行比较，就可以发现它们的状态(速度为零，电势能相等)相同，如果右侧仍有同样的电场和磁场的叠加区域，粒子就将在b的右侧重复前面的曲线运动，因此，粒子是不可能沿原曲线返回a点的。答案：abc2.如图34所示，在虚线所示宽度范围内，用电场强度为e的匀强电场可使初速度是v0的某种正离子偏转角。在同样宽度范围内，若改用方向垂直纸面向外的匀强磁场，使该离子穿过该区域，并使偏转角也为，(不计离子的重力)求：图34(1)匀强磁场的磁感应强度是多大？(2)离子穿过电场和磁场的时间之比是多大？解析：(1)离子在电场中做类平抛运动，有vyv0tanvyt且t其中d为场的宽度。当改用匀强磁场时，离子做匀速圆周运动。轨道半径r联立得：b(2)离子在电场中运动的时间t1d/v0离子在磁场中运动的时间t2由得：t1t2sin。答案：(1)(2)sin3.如图35所示，ab间存在方向与竖直方向成45角斜向上的匀强电场e1，bc间存在竖直向上的匀强电场e2，ab间距为0.2 m，bc间距为0.1 m，c为荧光屏。质量m1.0103 kg，电荷量q1.0102 c的带电粒子由a点静止释放，恰好沿水平方向经过b点到达荧光屏的o点。若在bc间再加方向垂直纸面向外、大小b1.0 t的匀强磁场，粒子经b点偏转到达荧光屏的o点(未画出)。取g10 m/s2，求：图35(1)e1的大小；(2)加上磁场后，粒子由b点到o点电势能的变化量。解析：(1)粒子在ab间做匀加速直线运动，受力如图甲所示，qe1cos45mg，e1 v/m1.4 v/m。(2)由动能定理得qe1sin45dabmv甲vb2 m/s加磁场前粒子在bc间做匀速直线运动，则有qe2mg，加磁场后粒子做匀速圆周运动，轨迹如图乙所示。由洛伦兹力提供向心力得qvbb，r0.2 m设偏转距离为y，由几何关系得 乙r2d(ry)2，