高考物理题《粒子在复合场中运动》高频考点巩固(2019年最新版)(十)

时间:2019-06-29 05:57:07

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1、选择题  如图4所示,A线圈接一灵敏电流表G,B导轨放在匀强磁场中,B导轨的电阻不计.具有一定电阻的导体棒CD在恒力作用下由静止开始向右运动,B导轨足够长,则通过电流表中的电流大小和方向是:?


图4
?
?

A.G中电流向上,强度逐渐增强
B.G中电流向下,强度逐渐增强
C.G中电流向上,强度逐渐减弱,最后为零
D.G中电流向下,强度逐渐减弱,最后为零


参考答案:D


本题解析:略


本题难度:简单



2、计算题  如图所示,真空有一个半径r="0.5" m的圆形磁场,与坐标原点相切,磁场的磁感应强度大小B=2×10-3 T,方向垂直于纸面向里,在x=r处的虚线右侧有一个方向竖直向上的宽度为L1="0.5" m的匀强电场区域,电场强度E=1.5×103 N/C。在x="2" m处有一垂直x方向的足够长的荧光屏,从O点处向不同方向发射出速率相同的荷质比=1×109 C/kg带正电的粒子,粒子的运动轨迹在纸面内,一个速度方向沿y轴正方向射入磁场的粒子,恰能从磁场与电场的相切处进入电场。不计重力及阻力的作用。求:

(1)粒子进入电场时的速度和沿y轴正方向射入的粒子在磁场中运动的时间?
(2)从O点入射的所有粒子经磁场偏转后出射的速度方向有何特点?请说明理由。
(3)速度方向与y轴正方向成30°(如图中所示)射入磁场的粒子,最后打到荧光屏上,该发光点的位置坐标。


参考答案:(1)7.85×10-7s(2)平行出射(3)(2 ,1.6875)


本题解析:(1)由题意可知:
粒子在磁场中做匀速圆周运动的轨道半径R=r=0.5m,(1分)
有Bqv=,(1分)
可得粒子进入电场时的速度v=?(1分)
在磁场中运动的时间:
t1=?(1分)
(2)平行出射。(1分)?证明略。(2分)
(3)粒子在磁场中转过120°角后从P点垂直电场线进入电场,
在电场中的加速度大小a=?(1分)
粒子穿出电场时vy=at2=?(1分)
tanα=?
在磁场中y1=1.5r=1.5×0.5=0.75m?(1分)
在电场中侧移y2=?(1分)
飞出电场后粒子做匀速直线运动y3=L2tanα=(2-0.5-0.5)×0.75=0.75m?(1分)
故y=y1+y2+y3=0.75m+0.1875m+0.75m=1.6875m?(1分)
则该发光点的坐标(2 ,1.6875)?(1分)
点评:难度较大,在圆形磁场中,粒子的运动轨迹往往是对称的,根据运动轨迹要先找圆心,后求半径,运动时间由圆心角决定


本题难度:一般



3、选择题  如图所示,质量为m的环带+q电荷,套在足够长的绝缘杆上,动摩擦因数为?,杆处于正交的匀强电场和匀强磁场中,杆与水平电场夹角为θ,若环能从静止开始下滑,则以下说法正确的是(? )

A.环在下滑过程中,加速度不断减小,最后为零
B.环在下滑过程中,加速度先增大后减小,最后为零
C.环在下滑过程中,速度不断增大,最后匀速
D.环在下滑过程中,速度先增大后减小,最后为零


参考答案:BC


本题解析:对环受力分如图

正电荷所受电场力与电场同向,洛伦兹力与速度方向垂直,方向如图。初始速度0.杆的弹力垂直杆向上,受到滑动摩擦力沿杆向上,且合力方向沿杆向下开始向下加速。随着速度增大,洛伦兹力增大,弹力减小,摩擦力减小,向下的加速度增大,当时,摩擦力等于0,加速度最大 ,此后速度继续增大,弹力变为垂直杆向下,随速度增大弹力增大摩擦力增大,加速度开始减小,知道加速度减小到0速度达到最大 。即环在下滑过程中加速度先增大后减小到0,答案B对。整个过程加速度一直向下,因此速度一直增大,最后匀速答案C对。


本题难度:一般



4、计算题  两块金属a、b平行放置,板间存在与匀强电场正交的匀强磁场,假设电场、磁场只存在于两板间的空间区域。一束电子以一定的初速度v0从两极板中间,沿垂直于电场、磁场的方向射入场中,无偏转地通过场区,如图所示。已知板长l=10cm,两板间距d=3.0cm,两板间电势差U=150V,v0=2.0×107m/s。求:
(1)求磁感应强度B的大小;
(2)若撤去磁场,求电子穿过电场时偏离入射方向的距离,以及电子通过场区后动能增加多少?(电子所带电荷量的大小与其质量之比,电子电荷量的大小e=1.60×10-19 C)


参考答案:解:(1)电子进入正交的电磁场不发生偏转,则满足
?
(2)设电子通过场区偏转的距离为y1


本题解析:


本题难度:一般



5、填空题  如图所示,匀强电场E竖直向下,匀强磁场B垂直纸面向里.现有三个带有等量同种电荷的油滴a、b、c,若将它们分别置入该区域中,油滴a做匀速圆周运动,油滴b向左水平匀速运动,油滴c向右水平匀速运动,则比较三个油滴所受重力Ga、Gb、Gc的大小,最大的是______,最小的是______.


参考答案:
油滴a做匀速圆周运动,可判断其受到的电场力和重力大小相等,方向相反,电场力方向竖直向上,所以带负电;力的关系为:Ga=qE
油滴b向左水平匀速运动,对其受力分析,受竖直向下的重力、竖直向上的电场力和竖直向上的洛伦兹力(由左手定则来判断),三力平衡,即Gb=qE+qvB
油滴c向右水平匀速运动,对其受力分析,受竖直向下的重力、竖直向上的电场力和竖直向下的洛伦兹力(由左手定则来判断),三力平衡,即Gc=qE-qvB
由以上分析可得三个油滴的重力关系为:Gb>Ga>Gc
故答案为:Gb,Gc


本题解析:


本题难度:简单




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