高考物理答题技巧《粒子在有界磁场中运动》试题巩固(2019年最新版)(二)

时间:2019-06-23 22:30:49

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1、选择题  如图所示,带负电的粒子g(不计重力),水平向左进人匀强磁场,磁场方向垂直纸面向外.该粒子将(  )
A.向下偏转
B.向上偏转
C.垂直纸面向里偏转
D.垂直纸面向外偏转
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参考答案:粒子带负电,向左移动,根据左手定则,洛伦兹力向下,故带电粒子向下偏转且做圆周运动;
故选A.


本题解析:


本题难度:一般



2、计算题  如图所示是研究光电效应现象的实验电路,为两正对的圆形金属板,两板间距为,板的半径为,且。当板正中受一频率为的细束紫外线照射时,照射部位发射沿不同方向运动的光电子,形成光电流,从而引起电流表的指针偏转。已知普朗克常量h、电子电荷量e、电子质量m。

(1)若闭合开关S,调节滑片P逐渐增大极板间电压,可以发现电流逐渐减小。当电压表示数为时,电流恰好为零。求:
①金属板N的极限频率
②将图示电源的正负极互换,同时逐渐增大极板间电压,发现光电流逐渐增大,当电压达到之后,电流便趋于饱和。求此电压
(2)开关S断开,在MN间加垂直于纸面的匀强磁场,逐渐增大磁感应强度,也能使电流为零,求磁感应强度B至少为多大时,电流为零。


参考答案:(1)①  ②   (2)


本题解析:(1)①据题意,由光电效应方程得到:

据电场力做负功,刚好等于动能变化,有:

极限频率为:


②当电源正负极互换后,在电场力作用下,电子飞到极板M上,且电压越大,飞到该极板上的光电子数量越多,当所有光电子飞到该极板时,电流达到饱和,此时飞得最远的光电子可以近似看出类平抛运动,则有:





(2)当在MN间加有匀强磁场,在磁场力作用下,光电子做匀速圆周运动,当运动半径最大的光电子的半径等于d/2,则光电子到达不了极板M,那么就可以使电流为0,则有:



考点:本题考查光电效应、类平抛运动和匀速圆周运动。


本题难度:困难



3、选择题  如图甲、乙、丙所示,三个完全相同的半圆形光滑绝缘轨道置于竖直平面内,左右两端点等高,其中乙轨道处在垂直纸面向外的匀强磁场中,丙轨道处在竖直向下的匀强电场中,三个相同的带正电小球同时从轨道左端最高点处由静止释放。则三个小球通过圆轨道最低点时

[? ]
A.速度相同
B.所用时间相同
C.对轨道的压力相同
D.均能到达轨道右端最高点处


参考答案:D


本题解析:


本题难度:一般



4、选择题  如图所示,在X>0,Y>0的空间中有恒定的匀强磁场,磁感应强度的方向垂直于XOY平面向里,大小为B.现有一质量为m、电量为q的带正电粒子,从在x轴上的某点P沿着与x轴成300角的方向射入磁场.不计重力的影响,则下列有关说法中正确的是(  )
A.只要粒子的速率合适,粒子就可能通过坐标原点
B.粒子一定不可能通过坐标原点
C.粒子在磁场中运动所经历的时间可能为

πm
Bq

D.粒子在磁场中运动所经历的时间可能为
πm
6Bq



参考答案:AB、粒子由P点成30°角入射,则圆心在过P点与速度方向垂直的方向上,如图所示,粒子在磁场中要想到达O点,转过的圆心角肯定大于180°,而因磁场为有界,故粒子不可能通过坐标原点,故A错误,B正确;
C、由于P点的位置不定,所以粒子在磁场中的运动圆弧对应的圆心角也不同,最大的圆心角时圆弧与y轴相切时即300°,则运动的时间为56T=5πm3qB;
而最小的圆心角为P点从坐标原点出发,圆心角为120°,所以运动时间为T3=2πm3qB,故粒子在磁场中运动所经历的时间为2πm3qB≤t≤5πm3qB,故C正确,D错误
故选:BC


本题解析:


本题难度:简单



5、填空题  粒子()和质子()从静止开始经相同的电压加速后进入同一匀强磁场做圆周运动,则这两个粒子的动能之比为     ,轨道半径之比为      ,周期之比为      


参考答案:2:1,  :1,  2:1


本题解析:根据粒子和质子的电量和质量的关系可得,根据动能定理可得,所以两个粒子的动能之比;由可得,所以,根据可得,所以,因此轨道半径之比;由于,所以
考点:带电粒子在磁场中运动
点评:牢记粒子和质子的电量、质量的比例关系,知道带电粒子在磁场中做圆周运动洛伦兹力做向心力,牢记半径公式和周期公式。


本题难度:一般




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