高考物理试题《粒子在有界磁场中运动》试题强化练习(2017年最新版)(九)

时间:2017-07-10 21:29:41

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1、选择题  在磁感应强度为B的匀强磁场中做匀速圆周运动的带电粒子,当磁感应强度突然增大为2B时,这个带电粒子(  )
A.速率加倍,周期减半
B.速率不变,轨道半径减半
C.速率不变,周期加倍
D.速率减半,轨道半径不变


参考答案:
洛伦兹力只改变带电粒子的速度方向,不改变速度大小;由公式T=2πmqB可知,当磁感应强度变为原来的2倍,周期将减半;
由公式R=mvqB可知,当磁感应强度变为原来的2倍,轨道半径将减半.从而可判断选项B正确,选项A、C、D错误.
故选:B.


本题解析:


本题难度:简单



2、计算题  PQ为一根足够长的绝缘细直杆,处于竖直的平面内,与水平夹角为θ斜放,空间充满磁感应强度B的匀强磁场,方向如图所示。一个质量为m,带有负电荷的小球套在PQ杆上,小球可沿杆滑动,球与杆之间的摩擦系数为μ(μ<tanθ),小球带电量为q。现将小球由静止开始释放,试求小球在沿杆下滑过程中:
(1)小球最大加速度为多少?此时小球的速度是多少?
(2)下滑过程中,小球可达到的最大速度为多大?


参考答案:(1)
(2)


本题解析:


本题难度:困难



3、简答题  一个质量为m带电量为+q的小球每次均以水平初速度v0自h高度做平抛运动.不计空气阻力,重力加速度为g,试回答下列问题:
(1)若在空间竖直方向加一个匀强电场,发现小球水平抛出后做匀速直线运动,则电场强度E是多大?
(2)撤消匀强电场,小球水平抛出至第一落地点P,则位移S的大小是多少?
(3)恢复原有匀强电场,再在空间加一个垂直纸面向外的匀强磁场,发现小球第一落地点仍然是P点,试问磁感应强度B是多大?


参考答案:(1)小球做匀速直线运动,根据平衡条件:mg=qE,
得:E=mgq;
(2)小球做平抛运动,水平方向:x=v0t,
竖直方向:h=12gt2
得到:S=


本题解析:


本题难度:一般



4、计算题  (8分)如图所示,一束电子(电荷量为e)以速度v垂直射入磁感应强度为B、宽度为d的匀强磁场中,电子穿出磁场时速度方向与入射方向的夹角为,电子的重力忽略不计,求:
(1)电子的质量m ;
(2)穿过磁场的时间t 。


参考答案:
(1)电子在磁场中运动,只受洛伦兹力作用,故其轨迹是圆弧的一部分,又因为F洛v,故圆心在电子穿入和穿出磁场时受到洛伦兹力指向的交点上,设为 O点。
由几何知识可知,所对圆心角,OB为半径r
r=d/sin30°=2d??(1分)
又由?(1分)
?(2分)
(2)由于所对圆心角是30°,因此穿过时间?(1分)
由于?(1分)
?(2分)


本题解析:略


本题难度:一般



5、简答题  如图所示的坐标平面内,在Y<0的区域内存在着垂直纸面向外的匀强磁场,在Y>0的区域内存在着与X轴正方向成45°角的匀强电场,电场强度E=2N/C.一比荷

q
m
=1.0×l08C/kg的带负电的粒子从坐标原点O沿与X负方向成45°角射入第三象限,速度大小v0=2.0×104m/s,先后在磁场和电场中运动一段时间后粒子能再次通过O点,试求:
(1)匀强磁场的磁感应强度B
(2)粒子从O点发射到再次回到O点所用的时间.


参考答案:(1)如图,带电粒子自P点进入电场,到o点的偏转角为45°,
tan45°=12at12v0t1
a=Eqm
解得:t1=2mv0Eq=2×2×104×11.0×108×12=2.0×10-4s
OP=


本题解析:


本题难度:一般




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