2011届高考物理一轮复习单元练习：第08章[1].第3讲-带电粒子在复合场中的运动.doc

1如图所示，MN是纸面内的一条直线，其所在空间充满与纸面平行的匀强电场或与纸面垂直的匀强磁场(场区都足够大)，现有一重力不计的带电粒子从MN上的O点以水平初速度v0射入场区，下列有关判断正确的是 ()A如果粒子回到MN上时速度增大，则空间存在的一定是电场B如果粒子回到MN上时速度大小不变，则该空间存在的一定是电场C若只改变粒子的速度大小，发现粒子再回到MN上时与其所成夹角不变，则该空间存在的一定是磁场D若只改变粒子的速度大小，发现粒子再回到MN所用的时间不变，则该空间存在的一定是磁场答案AD2(2010湖南省师大附中月考)一带电粒子以初速度v0沿垂直于电场线和磁感线的方向，先后穿过宽度相同且紧邻在一起的有明显边界的匀强电场(场强为E)和匀强磁场(磁感应强度为B)，如图甲所示电场和磁场对粒子做功为W1，粒子穿出磁场时的速度为v1；若把电场和磁场正交叠加，如图乙所示，该粒子仍以初速度v0穿过叠加场区，电场和磁场对粒子做功为W2，粒子穿出场区时的速度为v2，比较W1和W2、v1和v2的大小(v0W2，v1v2BW1W2，v1v2CW1W2，v1v2答案A3如图甲所示为一个质量为m、带电荷量为q的圆环，可在水平放置的足够长的粗糙细杆上滑动，细杆处于磁感应强度为B的匀强磁场中现给圆环向右的初速度v0，在以后的运动过程中，圆环运动的速度时间图象可能是图乙中的()答案AD4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，如图所示，已知一离子在静电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，下述说法中错误的是()A该离子必带正电荷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点答案D5在某地上空同时存在着匀强的电场与磁场，一质量为m的带正电小球，在该区域内沿水平方向向右做直线运动，如图所示，关于场的分布情况不可能的是()A该处电场方向和磁场方向重合B电场竖直向上，磁场垂直纸面向里C电场斜向里侧上方，磁场斜向外侧上方，均与v垂直D电场水平向右，磁场垂直纸面向里答案D6(2009江苏省姜堰中学、淮阴中学、如皋中学、前黄中学模拟)如图所示，一粒子源位于一边长为a的正三角形ABC的中点O处，可以在三角形所在的平面内向各个方向发射出速度大小为v、质量为m、电荷量为q的带电粒子，整个三角形位于垂直于ABC的匀强磁场中，若使任意方向射出的带电粒子均不能射出三角形区域，则磁感应强度的最小值为()A. B.C. D.答案D7如图所示，带电粒子以速度v0从a点进入匀强磁场，运动中经过b点，OaOb，若撤去磁场加一个与y轴平行的匀强电场，仍以v0从a点进入电场，粒子仍能通过b点，那么电场强度E与磁感应强度B之比为()Av0 B.C2v0 D.答案C8(2009皖南八校二模)如图所示，用一块金属板折成横截面为“”形的金属槽放置在磁感应强度为B的匀强磁场中，并以速率v1向右匀速运动，从槽口右侧射入的带电微粒的速率是v2，如果微粒进入槽后恰能做匀速圆周运动，则微粒做匀速圆周运动的轨道半径r和周期T分别为()A.， B.，C.， D.，答案B9某空间区域存在匀强电场和匀强磁场，匀强电场的电场强度为0.5N/C，一带电量为q103C，质量为m3105kg的油滴从高5m处落入该区域后，恰好做匀速直线运动(忽略空气阻力的作用)，求匀强磁场的磁感应强度的最小值(重力加速度g10m/s2)102008年9月25日中国“神舟七号”宇宙飞船顺利升空，9月27日，中国宇航员首次实现太空出舱下一步我国将于2015年发射空间站，设该空间站体积很大，宇航员可以在里面进行多项体育活动，一宇航员在站内玩垒球(万有引力可以忽略不计)，上半侧为匀强电场，下半侧为匀强磁场，中间为分界面，电场与分界面垂直，磁场垂直纸面向里，电场强度为E100V/m，宇航员位于电场一侧距分界面为h3m的P点，PO垂直于分界面，D位于O点右侧，垒球质量为m0.1kg，带电量为q0.05C，该宇航员从P点以初速度v010m/s平行于界面投出垒球，要使垒球第一次通过界面就击中D点，且能回到P点求：(1)OD之间的距离d.(2)垒球从抛出第一次回到P点的时间t.(计算结果保留三位有效数字)答案(1)3.46m(2)1.53s解析(1)设垒球在电场中运动的加速度为a，时间为t1，有：qEmahatdv0t1代入数据得：a50m/s2，t1s，d2m3.46m(2)垒球进入磁场时与分界面夹角为tan60进入磁场时的速度为v20m/s设垒球在磁场中做匀速圆周运动的半径为R由几何关系得：R4m又由R，得B10T球在磁场中运动时间为：t2TT，故t2s运动总时间为：t2t1t21.53s11如图甲所示，竖直面MN的左侧空间存在竖直向上的匀强电场(上、下及左侧无边界)一个质量为m、电荷量为q的可视为质点的带正电的小球，以大小为v0的速度垂直于竖直面MN向右做直线运动小球在t0时刻通过电场中的P点，为使小球能在以后的运动中竖直向下通过D点(P、D间距为L，且它们的连线垂直于竖直平面MN，D到竖直面MN的距离DQ等于L/)，经过研究，可以在电场所在的空间叠加如图乙所示的随时间周期性变化的、垂直于纸面向里的磁场(g10m/s2)，求：(1)场强E的大小；(2)如果磁感应强度B0为已知量，试推出满足条件t1的表达式；(3)进一步的研究表明，竖直向下的通过D点的小球将做周期性运动则当小球运动的周期最大时，求出磁感应强度B0及运动的最大周期T的大小，并在图中定性地画出小球运动一个周期的轨迹(只需要画出一种可能的情况)答案(1)mg/q(2)(3)轨迹见解析图乙解析(1)小球进入电场，做匀速直线运动时Eqmg，Emg/q.(2)在t1时刻加磁场，小球在时间t0内做匀速圆周运动(如图甲所示)，设圆周运动的周期为T0，半径为R0.竖直向下通过D点，则t03T0/4， B0qv0mPFPDR即v0t1LR， 将代入式解得t1.(3)小球运动的速率始终不变，当R变大时，T0也增加，小球在电场中的运动周期T也增加在小球不飞出电场的情况下，当T0最大时，有：DQ2R，即， T0， 结合式是B0，T0.结合轨迹图可知，小球在电场中运动的最大周期T4(t0)结合上式解得T.所以小球在电场中运动一个周期的轨迹如图乙所示12如图甲所示，水平地面上有一辆固定有竖直光滑绝缘管的小车，管的底部有一质量m0.2g、电荷量q8105C的小球，小球的直径比管的内径略小在管口所在水平面MN的下方存在着垂直纸面向里、磁感应强度B115T的匀强磁场，MN面的上方还存在着竖直向上、场强E25V/m的匀强电场和垂直纸面向外、磁感应强度B25T的匀强磁场现让小车始终保持v2m/s的速度匀速向右运动，以带电小球刚经过场的边界PQ为计时的起点，测得小球对管侧壁的弹力FN随高度h变化的关系如图乙所示g取10m/s2，不计空气阻力，求：(1)小球刚进入磁场B1时的加速度大小a；(2)绝缘管的长度L；(3)小球离开管后再次经过水平面MN时距管口的距离x.答案(1)2m/s2(2)1m(3)m解析(1)以小球为研究对象，竖直方向小球受重力和恒定的洛伦兹力f1，故小球在管中竖直方向做匀加速直线运动，加速度设为a，设a2m/s2.(2)当小球运动到管口时，FN2.4103N，设v1为小球竖直分速度，由FNqv1B1，则v12m/s，由v2aL得L1m.(3)小球离开管口进入复合场，其中qE2103N，mg2103N.故电场力与重力平衡，小球在复合场中做匀速圆周运动，合速度v2m/s，与M