高中物理知识点总结《粒子在复合场中运动》高频考点巩固(2019年最新版)(十)

时间:2019-03-16 01:57:07

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1、选择题  如图,竖直放置的两块很大的平行金属板a、b,相距为d,ab间的电场强度为E,今有一带正电的微粒从a板下边缘以初速度v0竖直向上射入电场,当它飞到b板时,速度大小不变,而方向变成水平方向,且刚好从高度也为d的狭缝穿过b板而进入bc区域,bc宽度也为d,所加电场大小为E,方向竖直向上;磁感应强度方向垂直于纸面向里,磁感应强度大小等于,重力加速度为g,则下列说法中正确的是(?)

A.粒子在ab区域中做匀变速运动,运动时间为
B.粒子在bc区域中做匀速圆周运动,圆周半径r=d
C.粒子在bc区域中做匀速直线运动,运动时间为
D.粒子在ab、bc区域中运动的总时间为


参考答案:AD


本题解析:粒子在ab区域中竖直方向受到重力作用,水平方向受到电场力作用,由于都是恒力,故粒子做匀变速运动,由对称性可知 Eq=mg,在竖直方向v0=gt,则,或者,选项A正确;粒子在刚进入bc区域中,受到向下的重力、向上的电场力和向上洛伦兹力作用,由于,则Bqv0=Eq=mg,由于重力和电场力平衡,故粒子做匀速圆周运动,半径为,故选项BC错误;由几何关系可知,粒子在bc区域运动的圆心角为300,故所用的时间,所以粒子在ab、bc区域中运动的总时间为t=t1+t2=,选项D正确。


本题难度:一般



2、选择题  如图4所示,相距为d的水平金属板M、N的左侧有一对竖直金属板P、Q,板P上的小孔S正对板Q上的小孔O,M、N间有垂直于纸面向里的匀强磁场,在小孔S处有一带负电粒子,其重力和初速度均不计,当滑动变阻器的滑片在AB的中点时,带负电粒子恰能在M、N间做直线运动,当滑动变阻器的滑片滑到A点后? (  )

A.粒子在M、N间运动过程中,动能一定不变
B.粒子在M、N间运动过程中,动能一定增大
C.粒子在M、N间运动过程中,动能一定减小
D.以上说法都不对


参考答案:A


本题解析:当滑片向上滑动时,两个极板间的电压减小,粒子所受电场力减小,当滑到A处时,偏转电场的电压为零,粒子进入此区域后做圆周运动.而加在PQ间的电压始终没有变化,所以进入偏转磁场后动能也就不发生变化了.综上所述,A项正确.


本题难度:简单



3、计算题  (12分)如下图所示,在xoy直角坐标系中,第Ⅰ象限内分布着方向垂直纸面向里的匀强磁场,第Ⅱ象限内分布着方向沿y轴负方向的匀强电场。初速度为零、带电量为q、质量为m的离子经过电压为U的电场加速后,从x上的A点垂直x轴进入磁场区域,经磁场偏转后过y轴上的P点且垂直y轴进入电场区域,在电场偏转并击中x轴上的C点。已知OA=OC=d。求:

(1)磁感强度B的大小.
(2)电场强度E的大小.
(3)离子从A到C运动的时间.


参考答案:(1)(2)(3)


本题解析:(1)设带电粒子经电压为U的电场加速后获得速度为v,由
……①
带电粒子进入磁场后,洛仑兹力提供向心力,由牛顿第二定律:
……②
依题意可知:r=d……③
联立①②③可解得:……④
(2)带电粒子在电场中偏转,做类平抛运动,设经时间t从P点到达C点,由
……⑤
……⑥
联立①⑤⑥可解得:
(3)在磁场中运动的时间
在电场中运动的时间

本题考查带电粒子在复合场中的运动,根据电场力做功应用动能定理可求得粒子进入磁场速度大小,有洛伦兹力提供向心力及几何关系可求得磁感强度大小,带电粒子在电场中偏转,做类平抛运动,设经时间t从P点到达C点,由类平抛运动可求得电场强度大小


本题难度:一般



4、计算题  如图所示,在平面直角坐标系xOy内,第I象限的等腰直角三角形MNP区域内存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场,y<0的区域内存在着沿y轴正方向的匀强电场,一质量为m、电荷量为q的带电粒子从电场中的Q(-2h,h)点以速度v0水平向右射出,经坐标原点O处射入第I象限,最后以垂直于PN的方向射出磁场,已知MN平行于x轴,N点的坐标为(2h,2h),不计粒子的重力,求:
(1)电场强度的大小E;
(2)磁感应强度的大小B;
(3)粒子在磁场中运动的时间t。


参考答案:解:(1)粒子在电场中运动过程中,由平抛运动规律及牛顿第二定律得
2h=v0t? ①

qE= ma? ③
(2)粒子到达O点时,沿+y方向的分速度

速度与x正方向的夹角α满足
粒子从MP的中点垂直于MP进入磁场,垂直于NP射出磁场,粒子在磁场中的速度
轨道半径
,得
(3)粒子在磁场中的运动时间


本题解析:


本题难度:困难



5、选择题  如图所示,界面MN与水平地面之间有足够大正交的匀强磁场B和匀强电场E,磁感线和电场线都处在水平方向且互相垂直。在MN上方有一个带正电的小球由静止开始下落,经电场和磁场到达水平地面。若不计空气阻力,小球在通过电场和磁场的过程中,下列说法中正确的是?

A.小球做匀变速曲线运动
B.小球的电势能保持不变
C.洛伦兹力对小球做正功
D.小球的动能增量等于其电势能和重力势能减少量的总和


参考答案:D


本题解析:小球进入电场时,速度方向竖直向下,受到自身重力竖直向下,电场力水平向右,洛伦兹力水平向右,合力方向与速度不共线,小球做曲线运动,而且与速度不能保持垂直,小球不能做匀速圆周运动,但随着速度大小变化,洛伦兹力变化,加速度变化,不是匀变速曲线运动选项A错。电场力做正功,电势能减少,选项B错。洛伦兹力不做功,选项C错。根据功能关系,减少的重力势能和电势能之和等于增加的动能,选项D对。


本题难度:一般




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