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)(三)

时间:2019-06-29 05:57:07

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1、简答题  如图a所示,水平直线MN下方有竖直向下的匀强电场,现将重力不计、比荷=106C/kg的负电荷于电场中的O点由静止释放,经过×10-5 s后电荷以v0=1.5×104 m/s的速度通过MN进人其上方的匀强磁场,磁场与纸面垂直,磁感应强度B按图b所示规律周期性变化。图中以垂直纸面向里为正,电荷通过MN时为t=0时刻.

求:(1)匀强电场的电场强度E及O点与直线MN之间的距离;
(2)如果在O点正右方d = 68cm处有一垂直于MN的足够大的挡板,求电荷从O点出发运动到挡板的时间.


参考答案:(1)1.57cm ?(2)?3.86×10-4s


本题解析:(1)电荷在电场中做匀减速直线运动,设其在电场中运动的时间为t,根据动量定理可知,

解得?(2分)
O点与直线MN之间的距离?(2分)
(2)当磁场垂直纸面向里时,
电荷运动的半径?(2分)
周期?(2分)
当磁场垂直纸面向外时,
电荷运动的半径?(2分)
周期?(2分)
根据电荷的运动情况可知,电荷到达挡板前运动的完整周期数为15个,即沿ON运动的距离S=15△d=60cm,最后8cm的距离如图所示,
?(2分)
解得?(2分)
故电荷运动的总时间
T=?( 4分)
?(2分)


本题难度:一般



2、计算题  (15分).如图所示,在空间中取直角坐标系,在第一象限内从y轴到MN之间的区域充满一个沿y轴正方向的匀强电场,MN为电场的理想边界,场强大小为E1?,ON="d" 。在第二象限内充满一个沿x轴负方向的匀强电场,场强大小为E2。电子从y轴上的A点以初速度沿x轴负方向射入第二象限区域,它到达的最右端为图中的B点,之后返回第一象限,且从MN上的P点离开。已知A点坐标为(0,h).电子的电量为e,质量为m,电子的重力忽略不计,求:

(1)电子从A点到B点所用的时间
(2)P点的坐标;
(3)电子经过x轴时离坐标原点O的距离.


参考答案:(1)(2)(3)


本题解析:(1)从A到B的过程中,



(2)电子从A运动到B,然后沿原路返回到A点时的速度大小仍是
电子在电场中的运动时间为
偏转加速度为:
电子的偏转位移为:
联立解得:
P点的坐标为
(3)电子到达P点时
?(1分)
电子离开电场后水平、竖直方向上都做匀速运动,
?(1分)
?(1分)
电子经过x轴是离坐标原点O的距离为:
联立解得:


本题难度:一般



3、选择题  如图所示,有一倾角为30°的光滑斜面,匀强磁场垂直斜面,匀强电场沿斜面向上并垂直斜面底边。一质量为m、带电荷量为q的小球,以速度v在斜面上做半径为R匀速圆周运动。则

A.带电粒子带负电
B.匀强磁场的磁感应强度大小B=
C.匀强电场的场强大小为E=
D.带电粒子在运动过程中机械能守恒


参考答案:B


本题解析:因为小球,在斜面上做匀速圆周运动,所以向上的电场力和沿斜面向下的重力的分量平衡,即,解得,小球带正电;又,解得磁感应强度大小B=;由于小球运动中电场力做功,所以小球的机械能不守恒。选项B正确。


本题难度:一般



4、计算题  (18分)如图甲所示,两平行金属板A、B的板长和板间距离均为L(L=0.1m),AB间所加电压u=200sin100πtV,如图乙所示。平行金属板右侧L/2处有一竖直放置的金属挡板C,高度为13L/12并和A、B间隙正对,C右侧L处有一竖直放置的荧光屏S。从O点沿中心轴线OO/以速度v0=2.0×103m/s连续射入带负电的离子,离子的比荷q/m=3×104 C/kg,(射到金属板上的离子立即被带走,不对周围产生影响,不计离子间的相互作用,离子在A、B两板间的运动可视为在匀强电场中的运动。)离子打在荧光屏上,可在荧光屏中心附近形成一个阴影。π取3,离子的重力忽略。
(1)求荧光屏中心附近阴影的长度。
(2)为使从A极板右侧边缘打出的离子能到达屏的中点O/,可在挡板正上方一圆形区域加垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小为B=T(圆心在挡板所在垂线上,图中未画出),求所加圆形磁场的面积和离子在磁场区域运动的时间。(计算结果全部保留二位有效数字)


参考答案:(1)0.22m?(2)3.5×10-5s


本题解析:(1)(6分)设两板间所加电压U时,负离子离开电场时的侧向距离y,
由牛顿第二定律得:???
  而?故 ?由几何关系,有  ?
因为相同的离子当加上大小相等的反向电压时,离子偏转对称于OO′轴,所以屏上的阴影长度为: 
(2)(12分)设离子在偏转电压U中加速后以速度v进入磁场中运动的半径为R,满足条件的离子运动轨迹如图所示。

离子以v=进入磁场,做匀速圆周运动, 由?知
代入数据得?由几何关系,所加的磁场的半径:,所以?
所加磁场的面积: ?
因为,且离子在磁场中运动的偏转角度为90°,
所以,离子在磁场中运动的时间为


本题难度:一般



5、填空题  如图所示,某空间存在着方向都水平向左的匀强磁场和匀强电场,电场强度为E,磁感强度为B,有一绝缘杆竖直放入电磁场中,在绝缘杆上套有一质量为m,电量为+q的小球,小球与杆之间的动摩擦因数为,当小球从静止开始释放,小球下滑的最大速度_______________。


参考答案:


本题解析:由小球的受力分析可知,小球受重力,向右的电场力,垂直于直面向里的洛仑兹力
支持力和向上的摩擦力:水平面内?
竖直方向上
,V增大,N增大,f增大,a减小
当速度增加大到一定时f=mg。a=0.速度最大

解得:


本题难度:简单




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