全国通用2020版高考物理一轮复习第九章微专题68带电粒子在叠加场中的运动加练半小时含解析.pdf
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1、带电粒子在叠加场中的运动带电粒子在叠加场中的运动 方法点拨 (1)先确定各场的方向、强弱等,后正确分析带电体受力情况、运动情况,寻 找临界点、衔接点;(2)若带电粒子在叠加场中做匀速直线运动,则重力、电场力与磁场力 的合力为零;(3)若带电粒子在叠加场中做匀速圆周运动,则重力与电场力等大、反向. 1.(多选)(2019四川省成都七中月考)太阳风含有大量高速运动的质子和电子, 可用于发电. 如图 1 所示,太阳风进入两平行极板之间的区域,速度为v,方向与极板平行,该区域中有 磁感应强度大小为B的匀强磁场,方向垂直纸面,两极板间的距离为L,则( ) 图 1 A.在开关 K 未闭合的情况下,两极板间
2、稳定的电势差为BLv B.闭合开关 K 后,若回路中有稳定的电流I,则极板间电场恒定 C.闭合开关 K 后,若回路中有稳定的电流I,则电阻消耗的热功率为 2BILv D.闭合开关 K 后,若回路中有稳定的电流I,则电路消耗的能量等于洛伦兹力所做的功 2.(2018黑龙江省牡丹江市第一中学模拟)如图 2 所示, 空间存在水平向左的匀强电场和垂 直纸面向里的水平匀强磁场.在该区域中,有一个竖直放置的光滑绝缘圆环,环上套有一个 带正电的小球.O点为圆环的圆心,a、b、c、d为圆环上的四个点,a点为最高点,c点为最 低点,bd沿水平方向.已知小球所受电场力与重力大小相等.现将小球从环的顶端a点由静 止
3、释放.下列判断正确的是( ) 图 2 A.小球能越过与O等高的d点并继续沿环向上运动 B.当小球运动到c点时,洛伦兹力最大 C.小球从a点运动到b点,重力势能减小,电势能增大 D.小球从b点运动到c点,电势能增大,动能先增大后减小 3.如图 3 所示,一个质量为m、电荷量为q的带电小球从M点自由下落,M点距场区边界PQ 高为h,边界PQ下方有方向竖直向下、电场强度为E的匀强电场,同时还有垂直于纸面的 匀强磁场,小球从边界上的a点进入复合场后,恰能做匀速圆周运动,并从边界上的b点穿 出,重力加速度为g,不计空气阻力.则下列说法正确的是( ) 图 3 A.小球带负电荷,匀强磁场方向垂直于纸面向外
4、B.小球的电荷量与质量的比值 q m g E C.小球从a运动到b的过程中,小球和地球系统机械能守恒 D.小球在a、b两点的速度相同 4.(多选)(2018福建省厦门外国语学校模拟)如图 4 所示, 水平固定一截面为正方形的绝缘 方管,其长度为L,空间存在场强为E、方向水平向右的匀强电场和磁感应强度为B、方向 竖直向下的匀强磁场.将质量为m、 带电荷量为q的小球从左侧管口无初速度释放, 已知小 球与管道各接触面间的动摩擦因数均为, 重力加速度为g, 小球运动到右侧管口处时速度 为v,该过程中( ) 图 4 A.洛伦兹力对小球做功为qvBL 1 2 B.电场力对小球做功为qEL C.系统因摩擦而
5、产生的热量为mgL D.系统因摩擦而产生的热量为qELmv2 1 2 5.如图 5 所示, 一个内壁光滑绝缘的 环形细圆筒轨道竖直放置, 环的半径为R, 圆心O与A 1 3 端的同一竖直线上,在OA连线的右侧,有一竖直向上的电场强度E的匀强电场和垂直 mg q 纸面向里的匀强磁场.现有一个质量为m、 电荷量为q的小球(可视为质点)从圆筒的C端由 静止释放, 进入OA连线右边的区域后从该区域的边界水平射出, 然后, 刚好从C端射入圆筒, 圆筒的内径很小,可以忽略不计.则: 图 5 (1)小球第一次运动到A端时,对轨道的压力有多大? (2)匀强磁场的磁感应强度为多大? 6.(2018新疆乌鲁木齐市
6、诊断)如图6所示, 在平面直角坐标系中,AO是xOy的角平分线,x 轴上方存在水平向左的匀强电场,下方存在竖直向上的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁 场,两电场的电场强度大小相等.一质量为m、带电荷量为q的质点从OA上的M点由静止 释放,质点恰能沿AO运动而通过O点,经偏转后从x轴上的C点进入第一象限内并击中AO 上的D点(C、D均未画出).已知ODOM,匀强磁场的磁感应强度大小为B (T),重力加 3 4 m q 速度g取 10m/s2.求: 图 6 (1)两匀强电场的电场强度E的大小; (2)OM的长度L; (3)质点从M点出发到击中D点所经历的时间t. 7.(2018湖北省黄冈市模拟)如图
7、 7 所示, 在平面直角坐标系xOy的第二象限内存在电场强 度大小为E0、方向水平向右的匀强电场,x轴下方是竖直向上的匀强电场和垂直纸面向外的 匀强磁场的复合场区域.一带电小球从x轴上的A点以一定初速度v0垂直x轴向上射出,小 球恰好以速度v0从y轴上的C点垂直y轴进入第一象限,然后从x轴上的D点进入x轴下 方的复合场区域,小球在复合场区域内做圆周运动,最后恰好击中原点O,已知重力加速度 为g.求: 图 7 (1)带电小球的比荷 ; q m (2)x轴下方匀强电场的电场强度大小E和匀强磁场的磁感应强度B的大小; (3)小球从A点运动到O点经历的时间t. 答案精析答案精析 1.AB 太阳风进入两
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