高中物理知识点总结《粒子在复合场中运动》高频考点巩固(2018年最新版)(十)

时间:2018-03-18 09:56:38

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1、选择题  如图所示,两竖直平行板间同时存在匀强电场和匀强磁场,电场的场强为E、方向水平向左,磁场的磁感应强度为B、方向与电场垂直且水平向里.一带点液滴以竖直向下的初速度v0=

E
B
进入电、磁场区域,最终能飞出该区域.则液滴在电、磁场中(  )
A.做匀速直线运动
B.做匀变速曲线运动
C.运动速度逐渐减小
D.机械能逐渐减小
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参考答案:A、带点液滴进入场中时,由题意可知,电场力等于洛伦兹力,所以重力使其加速运动,从而影响洛伦兹力,使其大小增大,导致方向也发生变化,所以带点液滴将向右做变速曲线运动,故AB均错误;
C、由题意可知,带点液滴向右偏离并射出复合场,则运动速度渐渐增大,故C错误;
D、由上分析可知,电场力做负功,导致电势能增加,则机械能减小,故D正确;
故选D


本题解析:


本题难度:一般



2、计算题  如图所示,在直角坐标系的原点O处有一放射源,向四周均匀发射速度大小相等、方向都平行于纸面的带电粒子。在放射源右边有一很薄的挡板,挡板与xoy平面交线的两端MN与原点O正好构成等腰直角三角形。已知带电粒子的质量为m,带电量为+q,速度为υMN的长度为L

(1)若在y轴右侧加一平行于x轴的匀强电场,要使y轴右侧所有运动的粒子都能打到挡板MN上,则电场强度E0的最小值为多大?在电场强度为E0时,打到板上的粒子动能为多大?
(2)若在整个空间加一方向垂直纸面向里的匀强磁场,要使板右侧的MN连线上都有粒子打到,磁场的磁感应强度不能超过多少(用mυqL表示)?若满足此条件,放射源O向外发射出的所有带电粒子中有几分之几能打在板的左边?


参考答案:


本题解析:略


本题难度:简单



3、计算题  如图所示,在坐标系xOy内有一半径为a的圆形区域,圆心坐标为O1(a,0),圆内分布有垂直纸面向里的匀强磁场。在直线y=a的上方和直线x=2a的左侧区域内,有一沿y轴负方向的匀强电场,场强大小为E。一质量为m、电荷量为+q(q>0)的粒子以速度v从O点垂直于磁场方向射入,当速度方向沿x轴正方向时,粒子恰好从O1点正上方的A点射出磁场,不计粒子重力。
(1)求磁感应强度B的大小;
(2)若粒子以速度v从O点垂直于磁场方向射入第一象限,当速度方向沿x轴正方向的夹角=30°时,求粒子从射入磁场到最终离开磁场的时间t。


参考答案:解:(1)设粒子在磁场中做圆运动的轨迹半径为R,
粒子自A点射出,由几何知识,
解得
(2)粒子在磁场中做圆运动的周期
粒子从磁场中的P点射出,因磁场圆和粒子的轨迹圆的半径相等,OO1PO2构成菱形,故粒子从P点的出射方向与y轴平行,粒子由O到P所对应的圆心角为=60°
由几何知识可知,粒子由P点到x轴的距离S=acos
粒子在电场中做匀变速运动,在电场中运动的时间
粒子由P点第2次进入磁场,由Q点射出,PO1QO3构成菱形,由几何知识可知Q点在x轴上,粒子由P到Q的偏向角为=120°,则
粒子先后在磁场中运动的总时间
粒子在场区之间做匀速运动的时间
解得粒子从射入磁场到最终离开磁场的时间


本题解析:


本题难度:困难



4、实验题  如图所示,在直角坐标系O-xyz中存在磁感应强度为、方向竖直向下的匀强磁场,在(0,0,h)处固定一电量为+q(q>0)的点电荷,在xOy平面内有一质量为m(m未知),电量为-q的微粒绕原点O沿图示方向作匀速圆周运动。若微粒的圆周运动可以等效为环形电流,求:

(1)若已知+q与-q的连线与z轴的夹角θ和静电力常量k,则此微粒所受的库仑力多大
(2)此微粒作匀速圆周运动的角速度ω;
(3)等效环形电流的电流强度I(已知重力加速度为g)。


参考答案:(1)(2)(3)


本题解析:(1)(6分)该微粒受到的库仑力FE: (2分), (2分),? (2分)。

(2)(8分),由几何关系 ?(2分),微粒沿在z轴方向上受力平衡 ?(2分),微粒在xoy平面内做圆周运动 ?(2分),联立,解得 ,解得 (2分),
(3)(5分)微粒圆周运动的周期 (2分),等效电流强度 ?(3分)


本题难度:简单



5、计算题  如图所示,在XOY直角坐标系中,OQ与OP分别与X轴正负方向成450,在POQ区域中存在足够大的匀强电场,场强大小为E,其余区域存在匀强磁场,一带电量为+q的质量为m粒子在Y轴上A点(0,-L)以平行于X轴速度v0进入第四象项,在QO边界垂直进入电场,后又从PO边界离开电场,不计粒子的重力.

求(1)匀强磁场的磁感应强度大小?
(2)粒子从PO进入磁场的位置坐标?


参考答案:(1)?(2)(


本题解析:(1)设磁感应强度为B则在磁场中运动,根据牛顿第二定律有
? 3分
由几何关系可得r=L? 3分
? 3分
(2)设粒子在电场中运动的加速度大小为α则根据牛顿第二定律有
? 3分
由平抛运动规律知? 3分
? 2分
则坐标值为()? 2分


本题难度:一般



Learning is a bitter root, but it bears sweet fruit. 学习根苦果甜.

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