高中物理知识点复习《粒子在复合场中运动》试题强化练习(2017年最新版)(七)

时间:2017-08-05 17:52:27

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1、填空题  如图为电磁流量计的示意图,直径为d的由非磁性材料制成的圆形导管内,有导电液体流动,磁感应强度为B的匀强磁场垂直于导电液体流动方向而穿过一段圆形管道。若测得管壁内a、b两点间的电势差为U,则管中导电液体的流量Q=____m3/s。


参考答案:


本题解析:


本题难度:一般



2、计算题  在直角坐标xoy内,在第1象限的区域Ⅰ内存在垂直于纸面向外宽度为d的匀强磁场,区域Ⅱ内存在垂直于直面向里宽度为的匀强磁场;在第三象限存在沿Y轴正向的匀强电场,一质量为带电量为的带电粒子从电场中的坐标为(-2h,-h)点以速度水平向右射出,经过原点O处射入区域Ⅰ后垂直MN射入区域Ⅱ。(粒子的重力忽略不计)求:
(1)区域Ⅰ内磁感应强度B1的大小;
(2)若区域Ⅱ内磁感应强度B2的大小是B1的整数倍,当粒子再次回到MN时坐标可能值为多少?


参考答案:解:(1)带电粒子在匀强电场中做类平抛运动,设到达原点是竖直方向速度为,可得:

可得:
由运动的合成可得:,方向与x轴正向成
粒子进入区域Ⅰ做匀速圆周运动,有几何知识可得:
由洛伦兹力充当向心力:
可解得:
(2)当带电粒子进入区域Ⅱ做匀速圆周与PG边相切时磁感应强度为
由几何知识可得此时:
由洛伦兹力充当向心:
求得:
时粒子将穿过PG不能回到MN,要使粒子重新回到MN需满足,由的大小是的整数倍,所以:
结合几何知识有再次回到MN时纵向坐标为:

所以坐标为:[](


本题解析:


本题难度:困难



3、计算题  如图,虚线MN左侧是水平正交的匀强电场和磁场,电场水平向右,磁场垂直于纸面向里,磁感应强度为B;MN右侧有竖直方向的匀强电场(图中竖线,未标方向),电场中有一固定点电荷Q。一质量为m,电荷量为q的点电荷,从MN左侧的场区沿与电场线成角斜向上的匀速直线运动,穿过MN上的A点进入右侧场区,恰好绕Q在竖直面内做半径为r的匀速圆周运动,并穿过MN上的P点进入左侧场区。已知各电场之间无相互影响,当地重力加速度为g,静电力常量为k。
(1)判断电荷q的电性并求出MN左侧匀强电场场强E1;
(2)判断Q的电性并求出起电荷量;
(3)求出电荷穿过P点刚进入左侧场区时加速度a的大小和方向。


参考答案:解:(1)由点电荷q的匀速直线运动,用左手定则可知:q带正电
有平衡条件:

(2)由于能做圆周运动,所以Q带负电


(3)再次进入左侧场区时,速度与水平方向夹角依然为
所以在水平方向上:
且在竖直方向上:
所以其加速度a大小2g为,方向竖直向下。


本题解析:


本题难度:困难



4、计算题  (15分)如图所示,一个质量为m =2.0×10-11kg,
电荷量q = +1.0×10-5C的带电微粒(重力忽略不计),
从静止开始经U1=100V电压加速后,水平进入两平行
金属板间的偏转电场,偏转电场的电压U2=100V。金?
属板长L=20cm,上极板带正电,两板间距d =cm。

求:(1)微粒进入偏转电场时的速度v0大小;
(2)微粒射出偏转电场时的偏转角θ;
(3)若该匀强磁场的宽度为D=10cm,为使微粒不会由磁场右边射出,该匀强磁场的磁感应强度B至少多大?


参考答案:(1)v0=1.0×104m/s(2)θ=30o(3)B/5=0.346T


本题解析:解:(1)微粒在加速电场中由动能定理得:
?2分?解得v0=1.0×104m/s?1分
(2)

微粒在偏转电场中做类平抛运动,有:?1分?
? 1分
飞出电场时,速度偏转角的正切为:
??2分
解得? θ=30o?1分
(3)进入磁场时微粒的速度是:?2分
轨迹如图,由几何关系有:??2分
洛伦兹力提供向心力:?2分
联立得:B/5=0.346T?1分


本题难度:一般



5、选择题  如图所示,在边长为l的正方形区域内,有与y轴平行的匀强电场和垂直于纸面的匀强磁场。一个带电粒子(不计重力)从原点0沿x轴的正向进入场区,恰好能够做匀速直线运?动,而且穿过场区的时间为T0;若撤去磁场,只保留电场,其他条件不变,该带电粒子穿过场区的时间为;若撤去电场,只保留磁场,其他条件不变,那么该带电粒子穿过场区的时间应该是

A:? B: ?C: ?D:


参考答案:B


本题解析:分析:带电粒子在电场与磁场中受到的电场力与洛伦兹力平衡,当粒子在电场中做类平抛运动时,由分解成的两个简单运动可得电场强度与位移关系.当撤去电场时,粒子做匀速圆周运动,由牛顿第二定律与几何关系可求出带电粒子穿过场区的时间.
解答:解:从原点沿x轴直线射出过程匀速直线运动,受力平衡:Eq=Bqv…①
由穿过场区的时间为T0可得:L=vT0…②
若撤去磁场,只保留电场,带电粒子在竖直方向偏转,做类平抛运动:
x=vT0…③? x=L…④;? y=at2…⑤
t=T0…⑥? a=…⑦
当撤去电场,在匀强磁场中匀速圆周运动,带电粒子在磁场中经过的轨迹是个半圆,故运动时间:
t=…⑧?由①②③④⑤式得:t=T0;
故该粒子穿过场区的时间应该是t=T0;
故选B.
点评:本题考查带电粒子在电场、磁场中两运动模型:匀速圆周运动与类平抛运动,及相关的综合分析能力,以及空间想像的能力,应用数学知识解决物理问题的能力.


本题难度:一般




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