高考物理总复习磁场专题讲座七带电粒子在复合场中的运动课时训练教科版20180723324
专题讲座七 带电粒子在复合场中的运动
1.一个电子穿过某一空间而未发生偏转,则( D )
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,选项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,选项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,选项D正确.
2.(2019·江苏镇江三模)(多选)如图所示是磁流体发电机的示意图,两平行金属板P,Q之间有一个很强的磁场.一束等离子体(即高温下电离的气体,含有大量正、负带电粒子)沿垂直于磁场的方向喷入磁场.把P,Q与电阻R相连接.下列说法正确的是( BD )
A.Q板的电势高于P板的电势
B.R中有由a向b方向的电流
C.若只改变磁场强弱,R中电流保持不变
D.若只增大粒子入射速度,R中电流增大
解析:等离子体进入磁场,根据左手定则,正电荷向上偏,打在上极板上,负电荷向下偏,打在下极板上.所以上极板带正电,下极板带负电,则P板的电势高于Q板的电势,流过电阻电流方向由a到b,选项A错误,B正确;依据电场力等于磁场力,即为q=qvB,则有U=Bdv,再由欧姆定律I==,电流与磁感应强度成正比,选项C错误;由上分析可知,若只增大粒子入射速度,R中电流也会增大,选项D正确.
3.(2019·陕西黄陵期中)如图所示,一束含有HH的带电粒子束从小孔O1处射入速度选择器,其中沿直线O1O2运动的粒子在小孔O2处射出后垂直进入偏转磁场,最终打在P1,P2两点,不计粒子间的相互作用.则( B )
A.打在P1点的粒子是H
B.O2P2的长度是O2P1长度的2倍
CH粒子与H粒子在偏转磁场中运动的周期之比为2∶1
DH粒子与H粒子在偏转磁场中运动半个周期的时间之比为1∶1
解析:带电粒子在磁场中做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力,所以qvB=m,则R=,可知粒子的比荷越大,则运动的半径越小,所以打在P1点的粒子是H ,打在P2点的粒子是H,选项A错误;因H粒子与H粒子在偏转磁场中运动的半径比为1∶2,则O2P1和O2P2长度之比为1∶
2,选项B正确;带电粒子在沿直线通过速度选择器时,电场力与洛伦兹力大小相等方向相反,即qvB1=qE,所以v=,可知从粒子速度选择器中射出的粒子具有相等的速度;粒子运动的周期T= , 则H粒子与H粒子在偏转磁场中运动的周期之比为1∶2,运动半个周期,则时间之比也为1∶2,选项C,D错误.
4.(2019·河北邯郸期中)(多选)如图所示为一个质量为m,带电荷量为+q的圆环,可在水平放置的粗糙细杆上自由滑动,细杆处于磁感应强度为B的匀强磁场中,圆环以初速度v0向右运动直至处于平衡状态,则圆环克服摩擦力做的功可能为( ABD )
A.0 B.m
C. D.m(-)
解析:当qv0B=mg时,圆环不受支持力和摩擦力,摩擦力做功为零,选项A正确;当qv0B
mg时,圆环先做减速运动,当qvB=mg时,不受摩擦力,做匀速直线运动.当qvB=mg时得v=,根据动能定理得-W=mv2-m,代入解得W=m（-）,选项C错误,D正确.
5.(2019·福建厦门一中期中)(多选)如图所示,某空间存在正交的匀强磁场和匀强电场,电场方向水平向右,磁场方向垂直纸面向里,一个带电微粒由a点进入电磁场并刚好能沿ab直线向上运动,下列说法正确的是( ABD )
A.微粒一定带负电
B.微粒一定做匀速直线运动
C.微粒的电势能一定增加
D.微粒的机械能一定增加
解析:根据做直线运动的条件和受力情况(如图所示)可知,微粒一定带负电,且做匀速直线运动,所以选项A,B正确;由于电场力向左,对微粒做正功,电势能一定减小,选项C错误;由能量守恒可知,电势能减小,机械能一定增加,所以选项D正确.
6.(2019·江西南昌期中)(多选)向下的匀强电场和水平方向的匀强磁场(图中未画出)正交的区域里,一带电粒子从a点由静止开始沿曲线abc运动到c点时速度变为零,b点是运动中能够到达的最高点,如图所示,若不计重力,下列说法中正确的是( ABC )
A.粒子肯定带负电,磁场方向垂直于纸面向里
B.a,c点处于同一水平线上
C.粒子通过b点时速率最大
D.粒子到达c点后将沿原路径返回到a点
解析:粒子开始受到电场力作用而向上运动,受到向右的洛伦兹力作用,则知电场力方向向上,故离子带负电.根据左手定则判断磁场方向垂直于纸面向里,选项A正确;将粒子在c点的状态与a点进行比较,c点的速率为零,动能为零,根据能量守恒可知,粒子在c与a两点的电势能相等,电势相等,则a,c两点应在同一条水平线上.由于在a,c两点粒子的状态(速度为零,电势能相等)相同,粒子就将在c右侧重现前面的曲线运动,因此,粒子是不可能沿原曲线返回a点的,选项B正确;D错误;根据动能定理得,粒子从a运动到b点的过程电场力做功最大,则b点速度最大,选项C正确.
7.(2019·湖北黄冈中学期中)(多选)正对着并水平放置的两平行金属板连接在如图电路中,两板间有垂直纸面磁感应强度为B的匀强磁场,D为理想二极管(即正向电阻为0,反向电阻无穷大),R为滑动变阻器,R0为定值电阻.将滑片P置于滑动变阻器正中间,闭合开关S,让一带电质点从两板左端连线的中点N以水平速度v0射入板间,质点沿直线运动.在保持开关S闭合的情况下,下列说法正确的是( BC )
A.质点可能带正电,也可能带负电
B.若仅将滑片P向上滑动一段后,再让该质点从N点以水平速度v0射入板间,质点运动轨迹一定会向上偏
C.若仅将滑片P向下滑动一段后,再让该质点从N点以水平速度v0射入板间,质点依然会沿直线运动
D.若仅将两平行板的间距变大一些,再让该质点从N点以水平速度v0射入板间,质点运动轨迹会向下偏
解析:若为正电荷,则电场力向下,洛伦兹力向下,重力向下,则不可能沿直线运动,应为负电荷,选项A错误;为负电荷,电场力向上,洛伦兹力向上,滑片P向上滑动一段后,电场强度变大,电场力变大,则合力向上,选项B正确;将滑片P向下滑动一段后,因二极管的单向导电性,电容器不放电,则电场强度不变,电场力不变,合力不变,质点依然会沿直线运动,选项C正确;距离变大,但电荷量无法减小,则电荷量不变,电场强度不变,电场力不变,则质点运动轨迹不变,选项D错误.
8.(2019·辽宁盘锦期中)(多选)光滑绝缘的水平桌面上方存在垂直桌面向上范围足够大的匀强磁场,虚线框abcd内(包括边界)存在平行于桌面的匀强电场,如图所示,一带电小球从d处静止开始运动,运动到b处时速度方向与电场边界ab平行,通过磁场作用又回到d点,已知bc=2ab=2L,磁感应强度为B,小球的质量为m,电荷量为q.则下列说法正确的是( ACD )
A.小球带正电
B.小球从d到b做匀变速曲线运动
C.小球在虚线框外运动的速度大小为v=
D.小球在b点时的加速度大小为a=
解析:根据题意可知,粒子从b点进入磁场,由洛伦兹力提供向心力做匀速圆周运动,还能够回到d点,如图所示,根据左手定则知,小球带正电,选项A正确;小球从d到b做曲线运动,速度方向一直改变,则受到的洛伦兹力方向也改变,而电场力不变,所以合力变化,由牛顿第二定律可知,小球从d到b做变加速曲线运动,选项B错误;小球在磁场中做匀速圆周运动,设圆心为O,半径为R,则bO=dO=R,cO=2L-R,三角形dcO为直角三角形,由勾股定理有L2+(2L-R)2=R2,解得R=.根据洛伦兹力提供向心力有qvB=,故圆周运动的半径为R=,所以v=,选项C正确;在电场中从d点到达b点的过程中qE·2L=mv2,由以上得E=.在b点由牛顿第二定律得qvB-qE=ma,联立以上解得a=,选项D正确.
9.导学号 58826199(2019·福建龙岩质检)(多选)如图所示,空间的某一区域存在着相互垂直的匀强电场和匀强磁场(图中未画出),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;如果将磁场撤去,其他条件不变,则粒子从B点离开区域,如果将电场撤去,其他条件不变,则这个粒子从D点离开场区,已知BC=CD,设粒子在上述三种情况下,从A到B,从A到C和从A到D所用的时间分别是t1,t2,t3,离开三点时的动能分别是Ek1,Ek2,Ek3,粒子重力忽略不计,以下关系正确的是( BC )
A.t1Ek2=Ek3 D.Ek1=Ek2
查看更多
