【志鸿优化设计】（重庆专用）2014届高考物理第一轮复习 第八章磁场第三节带电粒子在复合场中的运动练习

1 课时作业课时作业 2626 带电粒子在复合场中的运动带电粒子在复合场中的运动 一 单项选择题 1 2012 江西南昌调研 某空间存在水平方向的匀强电场 图中未画出 带电小球沿 如图所示的直线斜向下由A点沿直线向B点运动 此空间同时存在由A指向B的匀强磁场 则下列说法正确的是 A 小球一定带正电 B 小球可能做匀速直线运动 C 带电小球一定做匀加速直线运动 D 运动过程中 小球的机械能不变 2 利用霍尔效应制作的霍尔元件 广泛应用于测量和自动控制等领域 如图是霍尔元 件的工作原理示意图 磁感应强度B垂直于霍尔元件的工作面向下 通入图示方向的电流 I C D两侧面会形成电势差UCD 下列说法中正确的是 A 电势差UCD仅与材料有关 B 若霍尔元件的载流子是自由电子 则电势差UCD 0 C 仅增大磁感应强度时 电势差UCD变大 D 在测定地球赤道上方的地磁电场强度弱时 元件的工作面应保持水平 3 如图 空间某一区域内存在着相互垂直的匀强电场和匀强磁场 一个带电粒子以某 一初速度由A点进入这个区域沿直线运动 从C点离开区域 如果这个区域只有电场 则 粒子从B点离开场区 如果这个区域只有磁场 则粒子从D点离开场区 设粒子在上述三 种情况下 从A到B点 A到C点和A到D点所用的时间分别是t1 t2和t3 比较t1 t2 和t3的大小 则有 粒子重力忽略不计 A t1 t2 t3 B t2 t1 t3 C t1 t2 t3 D t1 t3 t2 4 2012 南京模拟 如图所示 从S处发出的热电子经加速电压U加速后垂直进入相 互垂直的匀强电场和匀强磁场中 发现电子流向上极板偏转 设两极板间电场强度为E 磁感应强度为B 欲使电子沿直线从电场和磁场区域通过 只采取下列措施 其中可行的 是 A 适当减小电场强度E B 适当减小磁感应强度B C 适当增大加速电场极板之间的距离 D 适当减小加速电压U 5 如图所示 空间存在正交的匀强电场和匀强磁场 匀强电场方向竖直向上 匀强磁 2 场的方向垂直纸面向里 有一内壁光滑 底部有带正电小球的试管 在水平拉力F作用下 试管向右匀速运动 带电小球能从试管口处飞出 已知小球质量为m 带电荷量为q 电场 强度大小为E 关于带电小球及其在离开试管前的运动 下列说法中不正确的是 mg q A 洛伦兹力对小球不做功 B 洛伦兹力对小球做正功 C 小球的运动轨迹是一条抛物线 D 维持试管匀速运动的拉力F应逐渐增大 6 质谱仪是测带电粒子的质量和分析同位素的一种仪器 它的工作原理是带电粒子 不计重力 经同一电场加速后 垂直进入同一匀强磁场做圆周运动 然后利用相关规律计 算出带电粒子质量 其工作原理如图所示 虚线为某粒子运动轨迹 由图可知 A 此粒子带负电 B 下极板S2比上极板S1电势高 C 若只增大加速电压U值 则半径r变大 D 若只增大入射粒子的质量 则半径r变小 7 医生做某些特殊手术时 利用电磁血流计来监测通过动脉的血流速度 电磁血流计 由一对电极a和b以及一对磁极 N 和 S 构成 磁极间的磁场是均匀的 使用时 两电极 a b均与血管壁接触 两触点的连线 磁场方向和血流速度方向两两垂直 如图所示 由 于血液中的正负离子随血液一起在磁场中运动 电极a b之间会有微小电势差 在达到 平衡时 血管内部的电场可看做是匀强电场 血液中的离子所受的电场力和磁场力的合力 为零 在某次监测中 两触点间的距离为 3 0 mm 血管壁的厚度可忽略 两触点间的电势 差为 160 V 磁感应强度的大小为 0 040 T 则血流速度的近似值和电极a b的正负为 A 1 3 m s a正 b负 B 2 7 m s a正 b负 C 1 3 m s a负 b正 D 2 7 m s a负 b正 二 非选择题 8 如图所示 绝缘直棒上的小球 其质量为m 带电荷量为 q 小球可在棒上滑动 将此棒竖直放在互相垂直且在水平方向的匀强电场和匀强磁场中 电场强度是E 磁感应 强度是B 小球与棒间的动摩擦因数为 求小球由静止沿棒下滑的最大加速度和最大速 度 小球带电荷量不变 3 9 2012 南昌模拟 如图所示 真空中有以O 为圆心 r为半径的圆柱形匀强磁场 区域 圆的最下端与x轴相切于坐标原点O 圆的右端与平行于y轴的虚线MN相切 磁感 应强度为B 方向垂直纸面向外 在虚线MN右侧x轴上方足够大的范围内有方向竖直向下 电场强度大小为E的匀强电场 现从坐标原点O向纸面内不同方向发射速率相同的质子 质子在磁场中做匀速圆周运动的半径也为r 已知质子的电荷量为e 质量为m 不计质子 的重力 质子对电磁场的影响及质子间的相互作用力 求 1 质子进入磁场时的速度大小 2 沿y轴正方向射入磁场的质子到达x轴所需的时间 10 如图所示 匀强电场电场强度E 4 V m 方向水平向左 匀强磁场的磁感应强度 B 2 T 方向垂直纸面向里 质量m 1 kg 的带正电小物体A 从M点沿绝缘粗糙的竖直 墙壁无初速度下滑 它滑行h 0 8 m 到N点时脱离墙壁做曲线运动 在通过P点瞬时A受 力平衡 此时其速度与水平方向成 45 角 且P点与M点的高度差为H 1 6 m g取 10 m s2 试求 1 A沿墙壁下滑时 克服摩擦力做的功Wf是多少 2 P点与M点的水平距离s是多少 4 参考答案参考答案 1 C 2 C 3 C 4 A 5 B 6 C 解析 解析 粒子从 S3小孔进入磁场中 速度方向向下 粒子向左偏转 由左手定则 可 知粒子带正电 带正电的粒子在 S1和 S2两板间加速 则要求电场强度的方向向下 那 么 S1板的电势高于 S2板的电势 粒子在电场中加速 由动能定理有 mv2 qU 在磁场中 1 2 偏转 则有 r 联立两式解得 r 由此式可以看出只增大 U 或只增大m 时 粒子 mv qB 2Um qB2 的轨道半径都变大 7 A 解析 解析 根据左手定则 可知 a 正 b 负 所以C D错 因为离子在场中所受合力 为零 Bqv q 所以 v 1 3 m s A对 B错 U d U Bd 8 答案 g qE m mg qB E B 解析 解析 在带电小球下滑的过程中 小球受重力 电场力 弹力 摩擦力和洛伦兹力 受力分析如图所示 在 y 方向 mg Ff ma 摩擦力 Ff FN 弹力 FN Bqv Eq 解得 a mgqvBqE m 随着小球速度 v 增加 小球加速度减小 所以 小球向下做加速度逐渐减小的加速运 动 最后加速度减小到零 小球做匀速直线运动 开始时 v 0 此时加速度最大 amax g qE m 匀速运动时 a 0 速度最大 mg qvmaxB qE 0 所以 vmax mg qB E B 9 答案 1 2 Ber m m 2eB 2mr eE 解析 解析 1 由洛伦兹力公式和牛顿第二定律得 Bev mv2 r 则 v Ber m 2 沿 y 轴正方向射入磁场的质子在磁场中运动了 T 然后垂直电场方向射入匀强电 1 4 场 质子在磁场中运动的时间 tB T 1 4 1 4 2 m eB m 2eB 进入电场后质子做类平抛运动 y 方向上的位移 y r at2 t 1 2 eE 2m 2 E 5 解得 tE 2mr eE 则 t tB tE m 2eB 2mr eE 10 答案 1 6 J 2 1 2 m 解析 解析 1 在 N 点对 A 物体受力分析如图 此时 qE qvNB 则 vN m s 2 m s 4 2 E B 从 M N 由动能定理得 mgh W