《2018_2019高考物理二轮复习 专题限时训练9带电粒子在电磁场中的运动》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2018_2019高考物理二轮复习 专题限时训练9带电粒子在电磁场中的运动（6页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1 专题限时训练专题限时训练 9 9 带电粒子在电磁场中的运动带电粒子在电磁场中的运动 时间：45 分钟 一、单项选择题 1如图，空间某区域存在匀强电场和匀强磁场，电场方向竖直向上(与纸面平行)，磁场方向垂直于纸面 向里，三个带正电的微粒a、b、c电荷量相等，质量分别为ma、mb、mc.已知在该区域内，a在纸面内做匀速 圆周运动，b在纸面内向右做匀速直线运动，c在纸面内向左做匀速直线运动下列选项正确的是( B ) Amambmc Bmbmamc Cmcmamb Dmcmbma 解析：设电场强度为E、磁感应强度为B、三个微粒的带电量均为q，它们受到的电场力Eq方向均竖直 向上微粒a在纸面内做匀速
2、圆周运动，有Eqmag；b在纸面内向右做匀速直线运动，有EqBqvbmbg；c 在纸面内向左做匀速直线运动，有EqBqvcmcg；可得：mbmamc. 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作是匀强电场，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
3、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 ) 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：由左手定则可判定正离子向上运动，负离子向下运动，所以a正、b负，达到平衡时离子所受洛 伦兹力与电场力平衡，所以有：qvBq，代入数据解得v1.3 m/s.故正确答案为 A. U d 3(2018厦门检测)如图所示是速度选择器的原理图，已知电场强度为E、磁感应强度为B，并相互垂 直分布，某一带电粒子(重力不计)从P端沿图中虚线水平通过则该带
4、电粒子( B ) A一定带正电 B速度大小为 E B C可能沿QP方向运动 D若沿PQ方向运动的速度大于 ，将一定向下极板偏转 E B 解析：粒子从P端进入速度选择器沿题图中虚线水平通过，不论带正电还是负电，电场力大小为qE，洛 伦兹力大小为qvB，粒子做匀速直线运动，两个力平衡即大小相等，则qEqvB，可得粒子速度大小v ， E B 2 故 A 错误，B 正确；若粒子从Q端沿虚线方向进入，不论带正电还是负电，电场力与洛伦兹力在同一方向， 不能做直线运动，故 C 错误；若速度v ，则粒子受到的洛伦兹力大于电场力，粒子将偏转，只有当粒子带 E B 负电时，粒子向下极板偏转，故 D 错误 4.如图
5、所示，绝缘杆两端固定带电小球A和B，轻杆处于水平向右的匀强电场中，不考虑两球之间的相 互作用，初始时杆与电场线垂直现将杆右移，同时顺时针转过 90，发现A、B两球电势能之和不变根 据如图给出的位置关系，下列说法正确的是( B ) AA一定带正电，B一定带负电 BA、B两球所带电荷量的绝对值之比|qA|qB|12 CA球电势能一定增加 D电场力对A球和B球做功相等 解析：电场力做功与路径无关，两个小球在杆右移、旋转后电势能都变化，而两个小球组成的系统的电 势能不变，那么电场力对其中一个小球做正功，对另一个小球一定做负功，做功的绝对值相同，两个小球一 定带异种电荷，但不能准确判断每一个小球的电性，
6、A、C、D 错误；由电势能变化之和为零得 E|qB|LE|qA|2L，即|qA|qB|12，B 正确 5在真空中的x轴上的原点处和x6a处分别固定一个点电荷M、N，在x2a处由静止释放一个正点 电荷P，假设点电荷P只受电场力作用沿x轴方向运动，得到点电荷P速度大小与其在x轴上的位置关系如 图所示，则下列说法正确的是( D ) A点电荷M、N一定都是负电荷 B点电荷P的电势能一定是先增大后减小 C点电荷M、N所带电荷量的绝对值之比为 21 Dx4a处的电场强度一定为零 解析：根据题图可知，点电荷的速度先增大后减小，说明电场力对点电荷P先做正功，后做负功，则 M、N一定都是正电荷，且点电荷P的电势
7、能一定是先减小后增大，所以选项 A、B 错误；由于在x4a处速 度最大，说明点电荷M、N在此处产生的合场强为 0，则有，所以QMQN41，选项 C 错 kQM 4a2 kQN 2a2 误，D 正确 6.如图为洛伦兹力演示仪的结构图励磁线圈产生的匀强磁场方向垂直纸面向外，电子束由电子枪产生， 其速度方向与磁场方向垂直电子速度大小可通过电子枪的加速电压来控制，磁场强弱可通过励磁线圈的电 流来调节下列说法正确的是( B ) A仅增大励磁线圈的电流，电子束径迹的半径变大 B仅提高电子枪的加速电压，电子束径迹的半径变大 C仅增大励磁线圈的电流，电子做圆周运动的周期将变大 3 D仅提高电子枪的加速电压，电
8、子做圆周运动的周期将变大 解析：当仅增大励磁线圈的电流时，也就是增大磁感应强度B，由牛顿第二定律知qvBm，得 v2 R R，电子束径迹的半径变小，选项 A 错误；当仅提高电子枪的加速电压时，由qUmv2和qvBm得 mv qB 1 2 v2 R R，可知电子束径迹的半径变大，选项 B 正确；由T知，电子做圆周运动的周期T与速 2mqU qB 2R v 2m qB 度v大小无关，所以选项 C、D 错误 二、多项选择题 7正负电子对撞机的最后部分的简化示意图如图所示(俯视图)，位于水平面内的粗实线所示的圆环形真 空管道是正、负电子做圆周运动的“容器” ，经过加速器加速后，质量均为m的正、负电子被
9、分别引入该管道 时，具有相等的速率v，它们沿着管道向相反的方向运动在管道中控制它们转变的是一系列圆形电磁铁， 即图甲中的A1、A2、A3、An共有n个，均匀分布在整个圆环上，每组电磁铁内的磁场都是磁感应强度相 同的匀强磁场，并且方向竖直向下，磁场区域的直径为d(如图乙)，改变电磁铁内电流的大小，就可改变磁 场的磁感应强度从而改变电子偏转的角度经过精确的调整，首先实现电子在环形管道中沿图甲中虚线所示 的轨迹运动，这时电子经过每个电磁场区域时射入点和射出点都是电磁场区域的同一直径的两端，如图乙所 示若电子的重力不计，则下列相关说法正确的是( ACD ) A负电子在管道内沿顺时针方向运动 B电子经过
10、每个电磁铁偏转的角度是 n C碰撞点为过入射点所在直径的另一端 D电子在电磁铁内做圆周运动的半径为R d 2sin n 解析：电子在运动的过程中受力的方向指向圆心，根据左手定则可知，负电子在管道内沿顺时针方向运 动，故 A 正确；电子经过n个磁场的偏转后转过的角度是 2，经过每个电磁铁偏转的角度是，故 B 2 n 错误；由题意，首先电子在环形管道中沿题图甲中虚线所示的轨迹运动，电子经过每个电磁场区域时，射入 点和射出点都是电磁场区域的同一直径的两端，所以碰撞点为入射点所在直径的另一端，故 C 正确；由电子 经过每个电磁铁偏转的角度是，由几何关系知， sin，得R，故 D 正确 2 n d 2
11、R 2 d 2sin n 8电荷量为q、质量为m的滑块和电荷量为q、质量为m的滑块同时从完全相同的光滑斜面上由静止 开始下滑，设斜面足够长，斜面倾角为，在斜面上加如图所示的磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里 的匀强磁场，关于滑块下滑过程中的运动和受力情况，下面说法中正确的是(不计两滑块间的相互作用)( ACD ) 4 A两个滑块先都做匀加速直线运动，经过一段时间，q会离开斜面 B两个滑块先都做匀加速直线运动，经过一段时间，q会离开斜面 C当其中一个滑块刚好离开斜面时，另一滑块对斜面的压力为 2mgcos D两滑块运动过程中，机械能均守恒 解析：当滑块开始沿斜面向下运动时，带正电的滑块受的洛伦
12、兹力方向垂直斜面向上，带负电的滑块受 的洛伦兹力方向垂直斜面向下，开始时两滑块沿斜面方向所受的力均为mgsin，均做匀加速直线运动，随 着速度的增大，带正电的滑块受的洛伦兹力逐渐变大，当qvBmgcos时，带正电的滑块恰能离开斜面，A 正确，B 错误；由于两滑块加速度相同，所以在带正电的滑块离开斜面前两者在斜面上运动的速度总相同， 当带正电的滑块离开斜面时，带负电的滑块受的洛伦兹力也满足qvBmgcos，方向垂直斜面向下，斜面对 滑块的支持力大小为qvBmgcos2mgcos，故滑块对斜面的压力为 2mgcos，C 正确；由于洛伦兹力不 做功，故 D 正确 9(2018河南天一大联考)如图所示
13、，人工元素原子核Nh 开始静止在匀强磁场B1、B2的边界MN上， 286113 某时刻发生裂变生成一个氦原子核 He 和一个Rg 原子核，裂变后的微粒速度方向均垂直于B1、B2的边界 4 2282111 MN.氦原子核通过B1区域第一次经过MN边界时，距出发点的距离为l，Rg 原子核通过B2区域第一次经过 282111 MN边界时，距出发点的距离也为l.则下列有关说法正确的是( BC ) A两磁场的磁感应强度为B1B2111141 B两磁场的磁感应强度为B1B21112 C氦原子核和 Rg 原子核各自旋转第一个半圆的时间比为 2141 D氦原子核和 Rg 原子核各自旋转第一个半圆的时间比为 1
14、11141 解析：原子核裂变的方程为Nh HeRg.带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，偏转半径为 2861134 2282111 r，由题意可知二者偏转半径相等，由于氦核和 Rg 原子核由静止裂变生成，动量守恒，即m1v1m2v2，所 mv qB 以有q1B1q2B2，解得，B 正确，A 错误；又因为T，q1B1q2B2，所以，粒子在第 B1 B2 q2 q1 111 2 2m Bq T1 T2 m1 m2 一次经过MN边界时，均运动了半个周期，所以，C 正确，D 错误 t1 t2 4 282 2 141 10(2018河北邢台质检)如图所示，A、B为一匀强电场中同一电场线上的两点，现在A、
15、B所在直线 上某一点固定一电荷Q，然后在A点由静止释放一点电荷q，结果点电荷q运动到B时的速度为零，若点电荷 q只受电场力作用，则下列结论正确的是( ACD ) A电荷Q与点电荷q一定是同种电荷 B电荷Q一定在A点的左侧 C点电荷q的电势能一定是先减小后增大 DA、B两点电势一定相等 解析：由题意分析知电荷Q应在点A、B的外侧，如果Q在A点左侧，点电荷q从A由静止释放运动到点 5 B时速度为零，说明点电荷q先做加速运动后做减速运动，在A、B连线某一位置合场强为零，这时Q和q是 同种电荷，同理分析，如果Q在B点的右侧，则Q和q一定是同种电荷，A 项正确，B 项错误；由于只有电场 力做功，因此动能
16、与电势能之和不变，且两种能相互转化，又知q的速度先增大后减小，则其电势能先减小 后增大，C 项正确；由于点电荷q在A、B两点的动能均为零，因此点电荷在A、B两点的电势能相等，则 A、B两点电势相等，D 项正确 三、计算题 11(2018福建厦门质检)如图所示，光滑、绝缘的水平轨道AB与四分之一圆弧轨道BC平滑连接，并 均处于水平向右的匀强电场中，已知匀强电场的场强E5103 V/m，圆弧轨道半径R0.4 m现有一带电 荷量q2105 C、质量m5102 kg 的物块(可视为质点)从距B端s1 m 处的P点由静止释放，加 速运动到B端，再平滑进入圆弧轨道BC，重力加速度g10 m/s2.求： (1)物块在水平轨道
