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.pdf
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1、专题限时训练 9 带电粒子在电磁场中的运动专题限时训练 9 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.
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 ) 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 U d 答案为 A. 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
4、虚线水平通过则该带电 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qE qvB,可得粒子速度大小v ,故 A 错误,B 正确;若粒子从Q端沿虚线方向进入,不论带 E B 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 , E B 则粒子受到的洛伦兹力大于电场力, 粒子将偏转, 只有当粒子带负电时, 粒子向下极板偏转
5、, 故 D 错误 4.如图所示,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,
6、 但不能准确判断每一个小球的电性, 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,
7、则M、N一定都是正电荷, 且点电荷P的电势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 kQM 4a2 ,所以QMQN41,选项 C 错误,D 正确 kQN 2a2 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
8、做圆周运动的周期将变大 D仅提高电子枪的加速电压,电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qU v2 R mv qB mv2和qvBm得R,可知电子束径迹的半径变大,选项 B 正确 ; 由T 1 2 v2 R 2mqU qB 2R v 2m qB 知,电子做圆周运动的周期T与速度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
9、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
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