《2013年高考物理二轮复习训练 专题3 第8讲 带电粒子在复合场中的运动》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2013年高考物理二轮复习训练 专题3 第8讲 带电粒子在复合场中的运动（7页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、带电粒子在复合场中的运动一、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()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 a 做直线运动，受力分析知电场力与洛伦兹力平衡，今只保留电场，粒子 b 射入后做类平抛运动若正电，穿出位置在 O下方，若负电，在 O上方无论正电
2、、负电，电场力都做正功，电势能减小，动能增大，即只有 C 正确2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流一起在磁场中运动，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 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 ，则血流速度的近似值
3、和电极 a、 b 的正负为()A1.3 m/s， a 正、 b 负 B2.7 m/s， a 正、 b 负C1.3 m/s， a 负、 b 正 D2.7 m/s， a 负、 b 正解析：选 洛伦兹力作用，正负离子分别向上下两侧运动，在血管内形成一与血流方向垂直的电场，稳定后： q v 1.3 m/s，且上正、下负，A 正(2011 年山西太原模拟)如图所示，一个带正电荷的物块 m，由静止开始从斜面上 到水平面 的 D 点停下来已知物块与斜面及水平面间的动摩擦因数相同，且不计物块经过 B 处时的机械能损失先在 在空间加竖直向下的匀强电场，第二次让物块 m 从 A 点由静止开始下滑，结果物块在水平面
4、上的 D点停下来后又撤去电场，在 在空间加水平向里的匀强磁场，再次让物块 m 从 A 点由静止开始下滑，结果物块沿斜面滑下并在水平面上的 D点停下来则以下说法中正确的是()A D点一定在 D 点左侧 B D点一定与 D 点重合C D点一定在 D 点左侧 D D点一定与 D 点重合解析：选 块由 A 点至 D 点的过程中，由动能定理得 s 1 0，即 h s 20，由题意知 A 点距水平面的高度 h、物块与斜面及水平面间的动摩擦因数 、斜面倾角 、斜面长度 以 2与重力在 在空间加竖直向下的匀强电场后，相当于把重力增大了， 点一定与 D 点重合，在 在空间加水平向里的匀强磁场后，洛伦兹力垂直于接
5、触面，正压力变小，摩擦力变小，重力做的功不变，所以 D点一定在 D 点右侧，只有选项 B 正确4.(2011 年长春调研)如图所示为一种获得高能粒子的装置，环形区域内存在垂直纸面向外、大小可调节的均匀磁场，质量为 m、电荷量为 q 的粒子在环中做半径为 R 的圆周运动，A、 B 为两块中心开有小孔的极板，原来电势都为零，每当粒子顺时针飞经 A 板时， A 板电势升高为 U， B 板电势仍保持为零，粒子在两板间电场中得到加速，每当粒子离开 B 板时，A 板电势又降为零，粒子在电场中一次次加速下动能不断增大，而绕行半径不变()A粒子从 A 板小孔处由静止开始在电场作用下加速，绕行 n 圈后回到 A
6、 板时获得的总动能为 2粒子绕行的整个过程中， A 板电势可以始终保持为 粒子绕行的整个过程中，每一圈的周期不变D为使粒子始终保持在半径为 R 的圆轨道上运动，磁场必须周期性递增，则粒子绕行第 n 圈时的磁感应强度为 1R 2 场力做功 行 n 圈时，电场力做功即粒子获得的动能为 错误；若 A 板电势始终不变，则粒子运行一周时电场力做功为零， 粒子得不到加速，B 错误；粒子每次加速后速度增大而运行半径不变，则周期 T 应减小，由 R ， B ，故可知 B 应随加速圈数的增2 R 2 正确5如图所示，两虚线之间的空间内存在着正交或平行的匀强电场 E 和匀强磁场 B，有一个带正电的小球(电荷量为
7、q，质量为 m)从正交或平行的电磁混合场上方的某一高度自由落下，那么带电小球可能沿直线通过下列哪几个电磁混合场()A BC D解析：选 小球进入混合场后，小球受到的合力为零或小球所受合力与运动方向在同一条直线上，则不能满足电场力、重力、洛伦兹力三力平衡，不能沿直线穿过混合场区域故选 知磁场方向垂直纸面向里，一个带电油滴能沿一条与竖直方向成 角的直线 动( 垂直于磁场方向的平面内)，如图所示则以下判断中正确的是()如果油滴带正电，它是从 M 点运动到 N 点如果油滴带正电，它是从 N 点运动到 M 点如果电场方向水平向左，油滴是从 M 点运动到 N 点如果电场方向水平向右，油滴是从 M 点运动到
8、 N 点A BC D解析：选 力竖直向下；洛伦兹力要垂直于运动轨迹 能斜向右上方(因为电场方向是水平方向的，不论油滴带何种电荷，电场力一定水平，如果洛伦兹力垂直 向左下方，不论电场力方向水平向左还是向右，三力一定不能平衡)；电场力的方向水平向左，如图所示如果油滴带正电荷，则从 M 运动到 N， E 向左，、正确；如果油滴带负电荷，则从 N 运动到 M， E 向右7如图所示，匀强电场水平向右，虚线右边空间存在着方向水平、垂直纸面向里的匀强磁场，虚线左边有一固定的光滑水平杆，杆右端恰好与虚线重合有一电荷量为 q、质量为 m 的小球套在杆上并从杆左端由静止释放，带电小球离开杆的右端进入正交电、磁场后
9、，开始一小段时间内，小球()A可能做匀速直线运动B一定做变加速曲线运动C重力势能一定减小D电势能可能增加解析：选 球受到的电场力向右，因此小球带正电小球以一定的速度刚进入复合电磁场时，受到的洛伦兹力向上，重力向下，电场力向右，合力不可能为零，因此不可能做匀速直线运动，A 项错误；小球的速度会发生变化，洛伦兹力发生变化，因此合外力方向发生变化，小球的速度方向肯定会发生变化，加速度发生变化，因此小球做变加速曲线运动，B 项正确；如果重力明显地大于洛伦兹力，则进入磁场后的一小段时间内小球可能向下运动，重力势能可能减小，C 项错误；小球在电场力的作用下肯定会向右运动，因此电势能只能减小，D 项错误质子
10、以速度 v 穿过相互垂直的电场和磁场区域没有偏转，则下列说法不正确的是()A若电子以相同的速度 v 射入该区域，仍不会偏转B无论是何种带电粒子(重力不计)，只要以相同的速度 v 射入，均不会偏转C若质子入射速度小于 v，它将向下偏转，做类平抛运动D若质子入射速度大于 v，它将向上偏转，其轨迹既不是抛物线，也不是圆弧解析：选 有 此可知 v 相同的任何粒子(重力不计)进入该区域都做匀速直线运动，若 v 变小，洛伦兹力变小，质子向下偏转，但合力变化不是类平抛，同理 v 变大，亦然，即本题应选 2011 年济南模拟)狄拉克曾经预言，自然界应该存在只有一个磁极的磁单极子，(如图甲所示)，距离它 r 处
11、的磁感应强度大小为 B (其磁场分布与负点电荷 Q 的电场(如图乙)分布相似现假设磁单极子 S 和负点电荷 Q 均固定，有带电小球分别在 S 和 Q 附近做匀速圆周运动则关于小球做匀速圆周运动的判断不正确的是()A若小球带正电，其运动轨迹平面可在 S 的正上方，如图甲所示B若小球带正电，其运动轨迹平面可在 Q 的正下方，如图乙所示C若小球带负电，其运动轨迹平面可在 S 的正上方，如图甲所示D若小球带负电，其运动轨迹平面可在 Q 的正下方，如图乙所示解析：选 轨迹平面都可以在 S 的正上方，此时受洛伦兹力F 洛 如图丙所示， F 洛 与重力的合力提供向心力，A、C 正确；若小球带正电，其轨迹平面
12、可以在 Q 的正下方，此时受电场力 F 如图丁所示， F 与重力的合力提供向心力，B 正确；若小球带负电，其轨迹平面不可以在 Q 的正下方，此时电场力 F 与重力的合力不指向圆心，、非选择题10(2010 年高考福建理综卷)如图所示的装置，左半部分为速度选择器，右半部为匀强的偏转电场一束同位素离子流从狭缝 够沿直线通过速度选择器并从狭缝 沿着与电场垂直的方向，立即进入场强大小为 E 的偏转电场，最后打在照相底片 D 上已知同位素离子的电荷量为 q(q0)，速度选择器内部存在着相互垂直的场强大小为 0的匀强磁场，照相底片 D 与狭缝，忽略重力的影响(1)求从狭缝 2)若打在照相底片上的离子在偏转
13、电场中沿速度 x，求出 x 与离子质量 m 之间的关系式(用 E、 q、 m、 L 表示)解析：(1)能从速度选择器射出的离子满足.)离子进入匀强偏转电场 E 后做类平抛运动，则x 2 解得 x 1) (2) x 02010 年高考北京理综卷)利用霍尔效应制作的霍尔元件以及传感器，广泛应用于测量和自动控制等领域如图甲所示，将一金属或半导体薄片垂直置于磁场 B 中，在薄片的两个侧面 a、 b 间通以电流 I 时，另外两侧 c、 f 间产生电势差，这一现象称为霍尔效应其原因是薄片中的移动电荷受洛伦兹力的作用向一侧偏转和积累，于是 c、 f 间建立起电场 时产生霍尔电势差 B 以及霍尔元件厚度 d 之间满足关系式 其中比例系数 1)设半导体薄片
