2014高三物理一轮复习 第八章 第3讲 带电粒子在复合场中的运动4

1 第八章第八章 第第 3 3 讲讲 带电粒子在复合场中的运动带电粒子在复合场中的运动 4 4 随堂巩固提升 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 选 D 此空间可能有磁场 但与电子运动方向平行 电子不受力而不偏转 A 错 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 电子速 度与匀强磁场垂直 受洛伦兹力做匀速圆周运动 C 错 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 2 如图 8 3 9 所示的 虚线区域内 充满垂直于纸面向里的匀强磁场和竖直向下的匀 强电场 一带电粒子a 不计重力 以一定的初速度由左边界的O点射入磁场 电场区域 恰好沿直线由区域右边界的O 点 图中未标出 穿出 若撤去该区域内的磁场而保留电场 不变 另一个同样的粒子b 不计重力 仍以相同初速度由O点射入 从区域右边界穿出 则粒子b 图 8 3 9 A 穿出位置一定在O 点下方 B 穿出位置一定在O 点上方 C 运动时 在电场中的电势能一定减小 D 在电场中运动时 动能一定减小 解析 选 C a粒子要在电场 磁场的复合场区内做直线运动 则该粒子一定沿水平方 向做匀速直线运动 故对粒子a有 Bqv Eq 即只要满足E Bv 无论粒子带正电还是负 电 粒子都可以沿直线穿出复合场区 因不知带电粒子的电性 故穿出位置可能在O 点 上方 也可能在O 点下方 A B 错误 当撤去磁场时 粒子仅受电场力 做类平抛运动 电场力一定做正功 电势能减少 动能增加 C 正确 D 错误 3 如图 8 3 10 所示 空间存在竖直向下的匀强电场和垂直纸面向外的匀强磁场 一 带电液滴从静止开始自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 则以下叙述正确的是 2 图 8 3 10 A 液滴一定带负电 B 液滴在C点时动能最大 C 液滴在C点电势能最小 D 液滴在C点机械能最小 解析 选 ABD 液滴偏转是由于受洛伦兹力作用 据左手定则可判断液滴一定带负电 A 正确 液滴所受电场力必向上 而液滴能够从静止向下运动 是因为重力大于电场力 由A C合力做正功 故在C处液滴的动能最大 B 正确 而由于A C克服电场力做功最 多 电势能增加最多 又机械能与电势能的和不变 因此 由A C机械能减小最多 故 液滴在C点机械能最小 C 错 D 正确 4 在平面直角坐标系xOy中 第 象限存在沿y轴负方向的匀强电场 第 象限存在 垂直于坐标平面向外的匀强磁场 磁感应强度为B 一质量为m 电荷量为q的带正电的粒 子从y轴正半轴上的M点以速度v0垂直于y轴射入电场 经x轴上的N点与x轴正方向成 60 角射入磁场 最后从y轴负半轴上的P点垂直于y轴射出磁场 如图 8 3 11 所示 不计粒子重力 求 图 8 3 11 1 M N两点间的电势差UMN 2 粒子在磁场中运动的轨道半径r 3 粒子从M点运动到P点的总时间t 解析 1 设粒子过N点时的速度为v 有 cos v0 v 得v 2v0 粒子从M点运动到N点的过程中 由动能定理得 3 qUMN mv2 mv 1 2 1 22 0 得UMN 3mv2 0 2q 2 粒子在磁场中以O 为圆心做匀速圆周运动 半径为O N 有qvB mv2 r r 2mv0 qB 3 由几何关系得ON rsin 设粒子在电场中运动的时间为t1 有ON v0t1 t1 3m qB 粒子在磁场中做匀速圆周运 动的周期T 2 m qB 设粒子在磁场中运动的时间为t2 有