（新课标）高考物理一轮复习 第八章 磁场 第三节 带电粒子在复合场中的运动课时作业.doc

带电粒子在复合场中的运动时间：45分钟一、单项选择题1一个电子穿过某一空间而未发生偏转，则()a此空间一定不存在磁场b此空间一定不存在电场c此空间可能只有匀强磁场，方向与电子速度方向垂直d此空间可能同时有电场和磁场解析：此空间可能只有磁场，但与电子运动方向平行，电子不受力而不偏转，a、c错误；此空间可能存在电场且与电子运动方向共线，电子受电场力而做直线运动，b错误；空间同时存在电场和磁场，当二者平行、与电子速度共线，或二者垂直，电子所受电场力与洛伦兹力平衡时，电子穿过该空间不偏转，d正确答案：d2.如图所示，在平行线mn、pq之间存在竖直向上的匀强电场和垂直纸面的磁场(未画出)，磁场的磁感应强度从左到右逐渐增大一带电微粒进入该区域时，由于受到空气阻力作用，恰好能沿水平直线oo通过该区域带电微粒所受的重力忽略不计，运动过程带电量不变下列判断正确的是()a微粒从左向右运动，磁场方向向里b微粒从左向右运动，磁场方向向外c微粒从右向左运动，磁场方向向里d微粒从右向左运动，磁场方向向外解析：由微粒恰好能沿水平直线oo通过该区域说明洛伦兹力qvb与电场力qe平衡，微粒受到空气阻力作用，速度逐渐减小，沿运动方向磁场的磁感应强度必须逐渐增大，因此微粒从左向右运动，磁场方向向外，b正确答案：b3.如图所示，某一真空室内充满竖直向下的匀强电场e，在竖直平面内建立坐标系xoy，在y0的空间内，将一质量为m的带电液滴(可视为质点)自由释放，此液滴则沿y轴的负方向，以加速度a2g(g为重力加速度)做匀加速直线运动，当液滴运动到坐标原点时，瞬间被安装在原点的一个装置改变了带电性质(液滴所带电荷量和质量均不变)，随后液滴进入y0的空间内运动，液滴在y0的空间内，根据液滴沿y轴负方向以加速度a2g(g为重力加速度)做匀加速直线运动可知，液滴在此空间内运动时所受电场力方向向下，大小等于重力；进入y0c仅增大m、n间的宽度，电势差umn变大d通过控制磁感应强度可以改变电势差umn解析：电流是电荷定向运动形成的，电荷在磁场中运动由于受到洛伦兹力作用而发生偏转，在m、n间形成电压，同时电荷又受到m、n间电压形成的电场作用，当qqvb时，umn稳定，d为霍尔元件宽度，v为电荷定向移动速度，与霍尔元件的材料有关，因此umn与磁感应强度、霍尔元件的材料及形状有关，a错误；由左手定则可知，若载流子是电子，则电子向n端偏移，umn0，b正确；由qqvb可知，umnbdv，c、d正确答案：bcd8如图所示，质量为m、带电荷量为q的带电圆环套在足够长的绝缘杆上，杆与环之间的动摩擦因数为，杆处于正交的匀强电场和匀强磁场中，杆与水平电场的夹角为，若环能从静止开始下滑，则以下说法正确的是()a环在下滑过程中，加速度不断减小，最后为零b环在下滑过程中，加速度先增大后减小，最后为零c环在下滑过程中，速度不断增大，最后匀速d环在下滑过程中，速度先增大后减小，最后为零解析：环受重力、电场力、洛伦兹力和杆的弹力、摩擦力作用，由牛顿第二定律可知，加速度a1，当速度v增大时，加速度也增大，当速度v增大到弹力反向时，加速度a2随速度v的增大而减小，当加速度减为零时，环做匀速运动，b、c正确答案：bc三、非选择题9.带电粒子的质量m1.71027 kg，电荷量q1.61019 c，以速度v3.2106 m/s沿垂直于磁场同时又垂直于磁场边界的方向进入匀强磁场中，磁场的磁感应强度为b0.17 t，磁场的宽度l10 cm，g取10 m/s2，如图所示(1)求带电粒子离开磁场时的速度和偏转角(2)求带电粒子在磁场中运动的时间以及射出磁场时偏离入射方向的距离解析：粒子所受的洛伦兹力fqvb8.71014 n，远大于粒子所受的重力g1.71026 n，因此重力可忽略不计(1)由于洛伦兹力不做功，所以带电粒子离开磁场时速度仍为3.2106 m/s由qvbm得轨迹半径r m0.2 m由题图可知偏转角满足sin0.5，故30.(2)带电粒子在磁场中运动的周期t可见带电粒子在磁场中运动的时间ttt s3.27108 s离开磁场时偏离入射方向的距离dr(1cos)0.2(1) m2.68102 m.答案：(1)3.2106 m/s30(2)3.27108 s2.68102 m10如图甲所示，在坐标系xoy中，y轴左侧有沿x轴正方向的匀强电场，场强大小为e；y轴右侧有如图乙所示，大小和方向周期性变化的磁场，磁感应强度大小为b0.已知磁场方向垂直纸面向里为正t0时刻，从x轴上的p点无初速度释放一带正电的粒子，质量为m，电荷量为q(粒子重力不计)，粒子第一次在电场中运动的时间与第一次在磁场中运动的时间相等求：(1)p点到o点的距离；(2)粒子经一个周期沿y轴发生的位移解析：(1)设粒子第一次在电场中做匀加速运动的时间为t0，则t0，eqmaop间距离为x，xat，解得：x.(2)如图所示，设粒子在磁场中做圆周运动的半径分别为r1和r2，r1，r2粒子每经一个周期沿y轴向下移动x，x2r22r1答案：(1)(2)11.如图所示，在一个圆形区域内，两个方向相反且都垂直于纸面的匀强磁场分布在以直径a2a4为边界的两个半圆形区域、中，a2a4与a1a3的夹角为60.一质量为m、电荷量为q的粒子以某一速度从区的边缘点a1处沿与a1a3成30角的方向射入磁场，随后该粒子沿垂直于a2a4的方向经过圆心o进入区，最后再从a4处射出磁场已知该粒子从射入到射出磁场所用的时间为t，求：(1)画出粒子在磁场和中的运动轨迹；(2)粒子在磁场和中的轨迹半径r1和r2的比值；(3)区和区中磁感应强度的大小(忽略粒子重力)解析：(1)画出粒子在磁场和中的运动轨迹如图所示(2)设粒子的入射速度为v，已知粒子带正电，故它在磁场中先顺时针做圆周运动，再逆时针做圆周运动，最后从a4点射出，用b1、b2，r1、r2，t1、t2分别表示在磁场、区的磁感应强度、轨迹半径和周期设圆形区域的半径为r，已知带电粒子过圆心且垂直a2a4进入区磁场，连接a1a2，a1oa2为等边三角形，a2为带电粒子在区磁场中运动轨迹的圆心，其半径r1a1a