2019高考物理二轮复习第11讲带电粒子在复合场中的运动专题.pdf
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1、第 11 讲 带电粒子在复合场中的运动第 11 讲 带电粒子在复合场中的运动 一、选择题(每小题 6 分,共 24 分)一、选择题(每小题 6 分,共 24 分) 1.(2018 北京理综,18)某空间存在匀强磁场和匀强电场。一个带电粒子(不计重力)以一定初速度射入该 空间后,做匀速直线运动;若仅撤除电场,则该粒子做匀速圆周运动。下列因素与完成上述两类运动无关 的是( ) A.磁场和电场的方向B.磁场和电场的强弱 C.粒子的电性和电量D.粒子入射时的速度 2.(2018 四川广元五校联考)(多选)长方形区域内存在有正交的匀强电场和匀强磁场,其方向如图所示, 一 个质量为 m、电荷量为 q 的小
2、球以初速度 v0竖直向下进入该区域。若小球恰好沿直线下降,则下列叙述 正确的是( ) A.小球带正电 B.电场强度 E= mg q C.小球做匀速直线运动 D.磁感应强度 B= mg qv0 3.(2018 江苏苏锡常镇四市联考)(多选)自行车速度计利用霍尔效应传感器获知自行车的运动速率。 如图 甲所示,自行车前轮上安装一块磁铁,轮子每转一圈,这块磁铁就靠近霍尔传感器一次,传感器会输出一 个脉冲电压。图乙为霍尔元件的工作原理图,当磁场靠近霍尔元件时,导体内定向运动的自由电荷在磁场 力作用下偏转,最终使导体在与磁场、电流方向都垂直的方向上出现电势差,即霍尔电势差。下列说法正 确的是( ) A.根
3、据单位时间内的脉冲数和自行车车轮的半径即可获知车速大小 B.自行车的车速越大,霍尔电势差越高 C.图乙中霍尔元件的电流 I 是由正电荷定向移动形成的 D.如果长时间不更换传感器的电源,霍尔电势差将减小 4.(多选)如图所示,区域中有正交的匀强电场和匀强磁场,区域只有匀强磁场,不同的离子(不计重力) 从左侧进入两个区域,在区域中都没有发生偏转,在区域中做圆周运动的轨迹都相同,下列关于这些 离子的说法正确的是( ) A.离子一定都带正电 B.离子进入复合场的初速度相等 C.离子的比荷一定相同 D.离子的初动量一定相同 二、非选择题(共 56 分)二、非选择题(共 56 分) 5.(12分)如图所示
4、,在纸平面内建立的直角坐标系xOy,在第一象限的区域存在沿y轴正方向的匀强电场。 现有一质量为 m、电荷量为 e 的电子从第一象限的某点 P以初速度 v0沿 x 轴的负方向开始运动,(L, 3 8 L) 经过 x 轴上的点 Q进入第四象限,先做匀速直线运动然后进入垂直纸面的矩形匀强磁场区域,磁场左( L 4,0) 边界和上边界分别与 y 轴、x 轴重合,电子偏转后恰好经过坐标原点 O,并沿 y 轴的正方向运动,不计电子 的重力。求: (1)电子经过 Q 点的速度 v; (2)该匀强磁场的磁感应强度 B 和磁场的最小面积 S。 6.(2018湖南常德模拟)(12分)如图所示,ABCD矩形区域内存
5、在互相垂直的有界匀强电场和匀强磁场的复 合场,有一带电小球质量为 m、电荷量大小为 q,小球在光滑绝缘的水平面上从静止开始经电压为 U 的电 场加速后,水平进入 ABCD 区域中,恰能在此空间的竖直面内做匀速圆周运动,且从 B 点射出,已知 AB 长度 为L,AD 长度为 L,求:3 (1)小球带何种电荷及进入复合场时的速度大小; (2)小球在复合场中做圆周运动的轨道半径; (3)小球在复合场中运动的时间。 7.(12 分)如图所示的平面直角坐标系 xOy,在第象限内有平行于 y 轴的匀强电场,方向沿 y 轴正方向; 在第象限的正三角形abc区域内有匀强磁场,方向垂直于xOy平面向里,正三角形
6、边长为L,且ab边与y 轴平行。一质量为 m、电荷量为 q 的粒子,从 y 轴上的 P(0,h)点,以大小为 v0的速度沿 x 轴正方向射入电 场,通过电场后从x轴上的a(2h,0)点进入第象限,又经过磁场从y轴上的某点进入第象限,且速度与y 轴负方向成 45角,不计粒子所受的重力。求: (1)电场强度 E 的大小; (2)粒子到达 a 点时速度的大小和方向; (3)abc 区域内磁场的磁感应强度 B 的最小值。 8.(20 分)如图所示,在 xOy 平面内,以 O1(0,R)为圆心、R 为半径的圆形区域内有垂直平面向里的匀强磁 场 B1,x 轴下方有一直线 ab,ab 与 x 轴相距为 d,
7、x 轴与直线 ab 区域间有平行于 y 轴的匀强电场 E,在 ab 的下方有一平行于 x 轴的感光板 MN,ab 与 MN 区域间有垂直平面向外的匀强磁场 B2。在 0y2R 的区域 内,质量为 m、电荷量为 e 的电子从圆形区域左侧的任何位置沿 x 轴正方向以速度 v0射入圆形区域,经过 磁场 B1偏转后都经过 O 点,然后进入 x 轴下方。已知 x 轴与直线 ab 间匀强电场场强大小 E=,ab 与 MN 3mv20 2ed 间匀强磁场磁感应强度大小 B2=,不计电子重力。求: mv0 ed (1)圆形区域内匀强磁场磁感应强度 B1的大小; (2)若要求从所有不同位置出发的电子都不能打在感
8、光板 MN 上,MN 与 ab 间的最小距离 h1; (3)若要求从所有不同位置出发的电子都能打在感光板 MN 上,MN 与 ab 间的最大距离 h2;当 MN 与 ab 间的距离最大时,电子从 O 点到 MN 运动的最长时间。 答案精解精析答案精解精析 一、选择题一、选择题 1.C 本题考查带电粒子在电、磁场中的运动。不计重力的带电粒子,在电场和磁场的复合场中做匀速直 线运动,则一定满足关系 Eq=qvB;若撤去电场后,粒子做匀速圆周运动,仅需满足洛伦兹力充当向心力, 即 qvB=m ,综合可知,粒子的电性和电量与能否完成题述两类运动无关,C 对。 v2 r 2.CD 小球在复合场内受到竖直
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- 2019 高考 物理 二轮 复习 11 带电 粒子 复合 中的 运动 专题
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