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)(九)

时间:2018-03-18 09:56:38

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1、计算题  如图所示,一个质量为m,电荷量为q的带负电的粒子(重力不计),以初速度v由狭缝S1,垂直进入电场强度为E的匀强电场中.
(1)为了使此粒子不改变方向从狭缝S2穿出,则必须在匀强电场区域加入匀强磁场,求匀强磁场B1的大小和方向.
(2)带电粒子从S2穿出后垂直边界进入一个矩形区域,该区域存在垂直纸面向里的匀强磁场,粒子运动轨迹如图所示,若射入点与射出点间的距离为L,求该区域的磁感应强度B2的大小.


参考答案:(1),方向纸面向里; (2)


本题解析:
带电粒子匀速穿过正交电场和磁场,满足二力平衡:
解得:?方向纸面向里
带电粒子在磁场中做匀速圆周运动:洛伦兹力提供向心力,有:
?且
解得:


本题难度:一般



2、计算题  水平放置的平行金属板M、N之间存在竖直向上的匀强电场和垂直纸面的交变磁场(如图a所示,垂直纸面向里为正),磁感应强度B0=100T.已知两板间距离d=0.3m,电场强度E=50V/m, M板上有一小孔P,在P正上方h=5cm处的O点,一带电油滴自由下落,穿过小孔后进入两板间,最后落在N板上的Q点如图b所示.如果油滴的质量m=,带电量|q|.求
(1)在P点的速度V为多少?
(2)若油滴在t=0时刻进入两板间,最后恰好垂直向下落在N板上的Q点.试求油滴的电性及交变磁场的变化周期T.(3)Q、O两点的水平距离.(不计空气阻力,重力加速度g取10m/s2)
?


参考答案:油滴自由下落,进入两板间电、磁场时的初速为
……①
(2分)
(2)由受力分析可知油滴带正电(2分)
油滴进入电、磁场后,受力情况如图所示,
重力 ……②
电场力 ?……③(2分)带电油滴进入两极板间,受电场力与重力平衡,在磁场力的作用下,它做匀速圆周运动。设圆周半径为R,若恰好垂直落在N板上的Q点,则
?……④?……⑤解得??(2分)

又已知d=0.3m,如图所示,由几何关系得d="6R"
∴交变磁场周期 (2分)
(3)设O、Q两点的水平距离为x,如图所示,由几何关系得x="6R=0.3m" (2分)


本题解析:略


本题难度:一般



3、选择题  某空间存在着如图甲所示足够大沿水平方向的匀强磁场。在磁场中A、B两个物块叠放在一起,置于光滑水平面上,物块A带正电,物块B不带电且表面绝缘。在t1=0时刻,水平恒力F作用在物块B上,物块A、B由静止开始做加速度相同的运动.在A、B一起向左运动的过程中,以下说法正确的是(? )

A.图乙可以反映A所受洛仑兹力大小随时间t变化的关系
B.图乙可以反映A对B的摩擦力大小随时间t变化的关系
C.图乙可以反映A对B的压力大小随时间t变化的关系
D.图乙可以反映B对地面压力大小随时间t变化的关系


参考答案:CD


本题解析:以AB整体为研究对象,进行受力分析可知,竖直方向上受力平衡,整体所受合外力为F,由牛顿第二定律可知,整体做匀加速直线运动,故有,A物体所受的洛伦兹力,所以其图像应该是一条过原点的直线,故A错误;以A物体为研究对象有,可知AB间的静摩擦力为定值,所以B选项错误;A对B的压力等于B对A的支持力,,故C正确;同理,B对地面的压力等于地面对B的支持力,正比于时间t,故D正确。


本题难度:一般



4、计算题  如图所示的直角坐标系中,第Ⅰ、Ⅳ象限内存在着垂直纸面向里的匀强磁场,在x=-2L与y轴之间第Ⅱ、Ⅲ象限内存在大小相等,方向相反的匀强电场,场强方向如图所示。在A(-2L,L)到C(-2L,0)的连线上连续分布着电量为+q、质量为m的粒子。从t=0时刻起,这些带电粒子依次以相同的速度ν沿x轴正方向射出。从A点射入的粒子刚好沿如图所示的运动轨迹从y轴上的A′(0,-L)沿x轴正方向穿过y轴。不计粒子的重力及它们间的相互作用,不考虑粒子间的碰撞。?
(1)求电场强度E的大小;
(2)若从A点射入的粒子,恰只能沿对称的轨迹垂直返回x=-2L的线上,求匀强磁场的磁感应强度B;
(3)在AC间还有哪些位置的粒子,通过电场后也能沿x轴正方向穿过y轴。?


参考答案:解:(1)设粒子从A点射出到A′时间为T,根据运动轨迹和对称性可得qE=ma
x轴方向
y轴方向
得:
(2)粒子在磁场中运动时
满足粒子经磁场和电场后能对称的垂直返回x=-2L的线上

(3)设到C点距离为△y处射出的粒子通过电场后也沿x轴正方向,粒子第一次达x轴用时△t,水平位移为△x
则△x=ν△t,
若满足2L=n·2△x,则从电场射出时速度方向沿x轴正方向
解得:
即AC间y坐标为y=(n=1,2,3,……) 的粒子通过电场后能沿x轴正方向穿过y轴


本题解析:


本题难度:困难



5、选择题  在图中实线框所示的区域内同时存在着匀强磁场和匀强电场。一个带电粒子(不计重力)恰好能沿直线MN从左到右通过这一区域。那么匀强磁场和匀强电场的方向可能为下列哪种情况

[? ]
A.匀强磁场方向竖直向上,匀强电场方向垂直于纸面向外
B.匀强磁场方向竖直向上,匀强电场方向垂直于纸面向里
C.匀强磁场和匀强电场的方向都水平向右
D.匀强磁场方向垂直于纸面向里,匀强电场方向竖直向上


参考答案:BC


本题解析:


本题难度:一般




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