專題三：電場(chǎng)與磁場(chǎng)

1、專題三：電場(chǎng)與磁場(chǎng)考什么：本專題考查的主要內(nèi)容有：庫侖定律，電場(chǎng)強(qiáng)度，電勢(shì)，電勢(shì)差，電勢(shì)能，帶電粒子在電場(chǎng)、磁場(chǎng)、復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)，安培力，洛倫茲力等。怎么考：本專題知識(shí)是歷年高考的重點(diǎn)和難點(diǎn)，對(duì)電場(chǎng)強(qiáng)度、電勢(shì)、電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能變化的關(guān)系、磁場(chǎng)的基本概念、安培力的應(yīng)用等知識(shí)多以選擇題的形式考查；帶電粒子在電場(chǎng)、磁場(chǎng)、復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)與控制，與牛頓運(yùn)動(dòng)定律、功能關(guān)系相綜合，多以計(jì)算題的形式考查；預(yù)測(cè)2013年高考，電場(chǎng)和磁場(chǎng)的特點(diǎn)與性質(zhì)，電場(chǎng)中電場(chǎng)強(qiáng)度、電勢(shì)、電勢(shì)能的分析判斷，帶電粒子的運(yùn)動(dòng)與控制仍是重點(diǎn)考查內(nèi)容。怎么辦：復(fù)習(xí)時(shí)要注意熟悉各種電場(chǎng)的電場(chǎng)線、等勢(shì)面分布特點(diǎn)，深入理解電場(chǎng)強(qiáng)度、電勢(shì)、電

2、勢(shì)能大小的比較方法，特別關(guān)注等量的同種、異種電荷電場(chǎng)分布規(guī)律；對(duì)帶電粒子在電場(chǎng)、磁場(chǎng)、復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)與控制問題，要善于聯(lián)系力學(xué)中的模型，充分挖掘題給條件，從受力情況、運(yùn)動(dòng)規(guī)律、能量轉(zhuǎn)換等角度分析，注意對(duì)空間想象能力和運(yùn)用數(shù)學(xué)工具解決物理問題能力的培養(yǎng)。第1講帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)例1(2012·福建高考)如圖所示，在點(diǎn)電荷Q產(chǎn)生的電場(chǎng)中，將兩個(gè)帶正電的試探電荷q1、q2分別置于A、B兩點(diǎn)，虛線為等勢(shì)線。取無窮遠(yuǎn)處為零電勢(shì)點(diǎn)，若將q1、q2移動(dòng)到無窮遠(yuǎn)的過程中外力克服電場(chǎng)力做的功相等，則下列說法正確的是()AA點(diǎn)電勢(shì)大于B點(diǎn)電勢(shì)BA、B兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度相等Cq1的電荷量小于q2的電荷量D

3、q1在A點(diǎn)的電勢(shì)能小于q2在B點(diǎn)的電勢(shì)能例2(2012·海南高考)將平行板電容器兩極板之間的距離、電壓、電場(chǎng)強(qiáng)度大小和極板所帶的電荷量分別用d、U、E和Q表示。下列說法正確的是()A保持U不變，將d變?yōu)樵瓉淼膬杀叮瑒tE變?yōu)樵瓉淼囊话隑保持E不變，將d變?yōu)樵瓉淼囊话?，則U變?yōu)樵瓉淼膬杀禖保持d不變，將Q變?yōu)樵瓉淼膬杀?，則U變?yōu)樵瓉淼囊话隓保持d不變，將Q變?yōu)樵瓉淼囊话?，則E變?yōu)樵瓉淼囊话肜?(2012·云南三校二模)直流電源的路端電壓U182V，金屬板AB、CD、EF、GH相互平行、彼此靠近。它們分別和變阻器上的觸點(diǎn)a、b、c、d連接。變阻器上ab、bc、cd段電阻之比為12

4、3?？譕1正對(duì)B和E，孔O2正對(duì)D和G。邊緣F、H正對(duì)。一個(gè)電子以初速度v04×106m/s沿AB方向從A點(diǎn)進(jìn)入電場(chǎng)，恰好穿過孔O1和O2后，從H點(diǎn)離開電場(chǎng)。金屬板間的距離L12cm，L24cm，L36cm，電子質(zhì)量me9.1×1031kg，電荷量q1.6×1019C。正對(duì)的兩平行板間可視為勻強(qiáng)電場(chǎng)，求：圖312(1)各相對(duì)兩板間的電場(chǎng)強(qiáng)度；(2)電子離開H點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能；(3)四塊金屬板的總長(zhǎng)度(ABCDEFGH)。針對(duì)訓(xùn)練：1一帶負(fù)電荷的質(zhì)點(diǎn)，在電場(chǎng)力作用下沿曲線abc從a運(yùn)動(dòng)到c ，已知質(zhì)點(diǎn)的速率是遞減的。關(guān)于b點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度E的方向，下列圖示中可能正確的是(虛線是

5、曲線在b點(diǎn)的切線)()2.如圖所示，a、b、c為電場(chǎng)中同一條水平方向電場(chǎng)線上的三點(diǎn)，c為ab中點(diǎn)。a、b的電勢(shì)分別為a5V，b3V，下列敘述正確的是()A該電場(chǎng)在c點(diǎn)處的電勢(shì)一定為4VBa點(diǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度Ea一定大于b點(diǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度EbC一正電荷從c點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)電勢(shì)能一定減少D一正電荷運(yùn)動(dòng)到c點(diǎn)時(shí)受到的電場(chǎng)力由c指向a3(2012·江蘇高考)一充電后的平行板電容器保持兩極板的正對(duì)面積、間距和電荷量不變，在兩極板間插入一電介質(zhì)，其電容C和兩極板間的電勢(shì)差U的變化情況是()AC和U均增大BC增大，U減小CC減小，U增大DC和U均減小4(2012·廣東高考)圖是某種靜電礦料分選器的

6、原理示意圖，帶電礦粉經(jīng)漏斗落入水平勻強(qiáng)電場(chǎng)后，分落在收集板中央的兩側(cè)，對(duì)礦粉分離的過程，下列表述正確的有()A帶正電的礦粉落在右側(cè)B電場(chǎng)力對(duì)礦粉做正功C帶負(fù)電的礦粉電勢(shì)能變大D帶正電的礦粉電勢(shì)能變小5(2012·山東高考)圖中虛線為一組間距相等的同心圓，圓心處固定一帶正電的點(diǎn)電荷。一帶電粒子以一定初速度射入電場(chǎng)，實(shí)線為粒子僅在電場(chǎng)力作用下的運(yùn)動(dòng)軌跡，a、b、c三點(diǎn)是實(shí)線與虛線的交點(diǎn)。則該粒子()A帶負(fù)電B在c點(diǎn)受力最大C在b點(diǎn)的電勢(shì)能大于在c點(diǎn)的電勢(shì)能D由a點(diǎn)到b點(diǎn)的動(dòng)能變化大于由b點(diǎn)到c點(diǎn)的動(dòng)能變化6(2012·重慶聯(lián)考)如圖所示，在兩等量異種點(diǎn)電荷連線上有D、E、F三點(diǎn)

7、，且DEEF。K、M、L分別為過D、E、F三點(diǎn)的等勢(shì)面。一不計(jì)重力的帶負(fù)電粒子，從a點(diǎn)射入電場(chǎng)，運(yùn)動(dòng)軌跡如圖中實(shí)線所示，以|Wab|表示該粒子從a點(diǎn)到b點(diǎn)電場(chǎng)力做功的數(shù)值，以|Wbc|表示該粒子從b點(diǎn)到c點(diǎn)電場(chǎng)力做功的數(shù)值，則()A|Wab|Wbc|B|Wab|<|Wbc|C粒子由a點(diǎn)到b點(diǎn)，動(dòng)能減少Da點(diǎn)的電勢(shì)較b點(diǎn)的電勢(shì)低課后訓(xùn)練：1(2012·上海高考)A、B、C三點(diǎn)在同一直線上，ABBC12，B點(diǎn)位于A、C之間，在B處固定一電荷量為Q的點(diǎn)電荷。當(dāng)在A處放一電荷量為q的點(diǎn)電荷時(shí)，它所受到的電場(chǎng)力為F；移去A處電荷，在C處放一電荷量為2q的點(diǎn)電荷，其所受電場(chǎng)力為()AF/2

8、BF/2CFDF2.(2012·溫州模擬)一帶電小球懸掛在平行板電容器內(nèi)部，閉合開關(guān)S，電容器充電后，懸線與豎直方向夾角為，如圖所示。下列方法中能使夾角減小的是()A保持開關(guān)閉合，使兩極板靠近一些B保持開關(guān)閉合，使滑動(dòng)變阻器滑片向右移動(dòng)C保持開關(guān)閉合，使兩極板遠(yuǎn)離一些D斷開開關(guān)，使兩極板靠近一些3平行板間有如圖所示的周期性變化的電壓。重力不計(jì)的帶電粒子靜止在平行板中央，從t0時(shí)刻開始將其釋放，運(yùn)動(dòng)過程無碰板情況。在圖所示的圖象中，正確定性描述粒子運(yùn)動(dòng)的速度圖象的是()4(2012·安徽高考)如圖4所示，在平面直角坐標(biāo)系中，有方向平行于坐標(biāo)平面的勻強(qiáng)電場(chǎng)，其中坐標(biāo)原點(diǎn)O處的電

9、勢(shì)為0V，點(diǎn)A處的電勢(shì)為6V，點(diǎn)B處的電勢(shì)為3V，則電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為()A200 V/m B200 V/m圖4C100 V/m D100 V/m5如圖甲所示，A、B是某電場(chǎng)中一條電場(chǎng)線上的兩點(diǎn)。一個(gè)帶負(fù)電的點(diǎn)電荷僅受電場(chǎng)力作用，從A點(diǎn)沿電場(chǎng)線運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)。在此過程中，該點(diǎn)電荷的速度v隨時(shí)間t變化的規(guī)律如圖乙所示。則下列說法中不正確的是()AA點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度比B點(diǎn)的大BA、B兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度相等CA點(diǎn)的電勢(shì)比B點(diǎn)的電勢(shì)高DA點(diǎn)的電勢(shì)比B點(diǎn)的電勢(shì)低6.空間中P、Q兩點(diǎn)處各固定一個(gè)點(diǎn)電荷，其中P點(diǎn)處為正電荷，P、Q兩點(diǎn)附近電場(chǎng)的等勢(shì)面分布如圖所示，a、b、c、d為電場(chǎng)中的4個(gè)點(diǎn)，則()AP、Q兩點(diǎn)處的電荷

10、等量異種Ba點(diǎn)和b點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度相同Cc點(diǎn)的電勢(shì)低于d點(diǎn)的電勢(shì)D負(fù)電荷從a到c，電勢(shì)能減少7.反射式速調(diào)管是常用的微波器件之一，它利用電子團(tuán)在電場(chǎng)中的振蕩來產(chǎn)生微波，其振蕩原理與下述過程類似。如圖9所示，在虛線MN兩側(cè)分別存在著方向相反的兩個(gè)勻強(qiáng)電場(chǎng)，一帶電微粒從A點(diǎn)由靜止開始，在電場(chǎng)力作用下沿直線在A、B兩點(diǎn)間往返運(yùn)動(dòng)。已知電場(chǎng)強(qiáng)度的大小分別是E12.0×103N/C和E24.0×103 N/C，方向如圖所示，帶電微粒質(zhì)量m1.0×1020kg ，帶電量q1.0×109C，A點(diǎn)距虛線MN的距離d11.0cm，不計(jì)帶電微粒的重力，忽略相對(duì)論效應(yīng)。求：(1)

11、B點(diǎn)距虛線MN的距離d2；(2)帶電微粒從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)所經(jīng)歷的時(shí)間t。8(2012·湖南四市聯(lián)考)如圖所示，在同一條豎直線上，有電荷量均為Q的A、B兩個(gè)正點(diǎn)電荷，GH是它們連線的垂直平分線。另有一個(gè)帶電小球C，質(zhì)量為m、電荷量為q(可視為點(diǎn)電荷)，被長(zhǎng)為L(zhǎng)的絕緣輕細(xì)線懸掛于O點(diǎn)，現(xiàn)在把小球O拉起到M點(diǎn)，使細(xì)線水平且與A、B處于同一豎直面內(nèi)，由靜止開始釋放，小球C向下運(yùn)動(dòng)到GH線上的N點(diǎn)時(shí)剛好速度為零，此時(shí)細(xì)線與豎直方向的夾角30°。試求：(1)在A、B所形成的電場(chǎng)中M、N兩點(diǎn)間的電勢(shì)差，并指出M、N哪一點(diǎn)的電勢(shì)高。(2)若N點(diǎn)與A、B兩個(gè)點(diǎn)電荷所在位置正好形成一個(gè)邊長(zhǎng)為a

12、的正三角形，則小球運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)瞬間，輕細(xì)線對(duì)小球的拉力FT(靜電力常量為k)。第2講帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)例1(2012·上海高考)載流長(zhǎng)直導(dǎo)線周圍磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為BkI/r，式中常量k>0，I為電流強(qiáng)度，r為距導(dǎo)線的距離。在水平長(zhǎng)直導(dǎo)線MN正下方，矩形線圈abcd通以逆時(shí)針方向的恒定電流，被兩根輕質(zhì)絕緣細(xì)線靜止地懸掛，如圖所示。開始時(shí)MN內(nèi)不通電流，此時(shí)兩細(xì)線內(nèi)的張力均為T0。當(dāng)MN通以強(qiáng)度為I1的電流時(shí)，兩細(xì)線內(nèi)的張力均減小為T1，當(dāng)MN內(nèi)電流強(qiáng)度變?yōu)镮2時(shí)，兩細(xì)線內(nèi)的張力均大于T0。(1)分別指出強(qiáng)度為I1、I2的電流的方向；(2)求MN分別通以強(qiáng)度為I1、I2的電流

13、時(shí)，線框受到的安培力F1與F2大小之比；(3)求MN內(nèi)的電流強(qiáng)度為I3時(shí)兩細(xì)線恰好斷裂，在此瞬間線圈的加速度大小為a，求I3。例2(2012·江蘇高考)如圖所示，MN是磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)的邊界。一質(zhì)量為m、電荷量為q的粒子在紙面內(nèi)從O點(diǎn)射入磁場(chǎng)。若粒子速度為v0，最遠(yuǎn)能落在邊界上的A點(diǎn)。下列說法正確的有()A若粒子落在A點(diǎn)的左側(cè)，其速度一定小于v0B若粒子落在A點(diǎn)的右側(cè)，其速度一定大于v0C若粒子落在A點(diǎn)左右兩側(cè)d的范圍內(nèi)，其速度不可能小于v0qBd/2mD若粒子落在A點(diǎn)左右兩側(cè)d的范圍內(nèi)，其速度不可能大于v0qBd/2m例3(2012·徐州模擬)如圖所示，M、N為水

14、平放置的彼此平行的不帶電的兩塊平板，板的長(zhǎng)度和板間距離均為d，在兩板間有垂直于紙面方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，在距上板處有一質(zhì)量為m，電荷量為q的帶正電的粒子(不計(jì)重力)，以初速度v0水平射入磁場(chǎng)，若使粒子不能射出磁場(chǎng)求磁場(chǎng)的方向和磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小范圍。針對(duì)訓(xùn)練：1.如圖所示，長(zhǎng)為2l的直導(dǎo)線折成邊長(zhǎng)相等，夾角為60°的V形，并置于與其所在平面相垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。當(dāng)在該導(dǎo)線中通以電流強(qiáng)度為I的電流時(shí)，該V形通電導(dǎo)線受到的安培力大小為()A0B0.5BI lCBIlD2BIl2(2012·廣東高考)質(zhì)量和電量都相等的帶電粒子M和N，以不同的速率經(jīng)小孔S垂直進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)，

15、運(yùn)行的半圓軌跡如圖中虛線所示，下列表述正確的是()AM帶負(fù)電，N帶正電BM的速率小于N的速率C洛侖茲力對(duì)M、N做正功DM的運(yùn)行時(shí)間大于N的運(yùn)行時(shí)間3. (2012·海南高考)圖中裝置可演示磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用。電磁鐵上下兩磁極之間某一水平面內(nèi)固定兩條平行金屬導(dǎo)軌，L是置于導(dǎo)軌上并與導(dǎo)軌垂直的金屬桿。當(dāng)電磁鐵線圈兩端a、b，導(dǎo)軌兩端e、f，分別接到兩個(gè)不同的直流電源上時(shí)，L便在導(dǎo)軌上滑動(dòng)。下列說法正確的是()A若a接正極，b接負(fù)極，e接正極，f接負(fù)極，則L向右滑動(dòng)B若a接正極，b接負(fù)極，e接負(fù)極，f接正極，則L向右滑動(dòng)C若a接負(fù)極，b接正極，e接正極，f接負(fù)極，則L向左滑動(dòng)D若a接負(fù)極

16、，b接正極，e接負(fù)極，f接正極，則L向左滑動(dòng)4.真空中有兩根長(zhǎng)直金屬導(dǎo)線平行放置，其中只有一根導(dǎo)線中通過有恒定電流。在兩導(dǎo)線所確定的平面內(nèi)，一電子從P點(diǎn)開始運(yùn)動(dòng)的軌跡的一部分如圖中曲線PQ所示，則一定是()Aab導(dǎo)線中通有從a到b方向的電流Bab導(dǎo)線中通有從b到a方向的電流Ccd導(dǎo)線中通有從c到d方向的電流Dcd導(dǎo)線中通有從d到c方向的電流5.如圖所示，在豎直放置的金屬板M上放一個(gè)放射源C，可向紙面內(nèi)各個(gè)方向射出速率均為v的粒子，P是與金屬板M平行的足夠大的熒光屏，到M的距離為d?，F(xiàn)在P與金屬板M間加上垂直紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，調(diào)整磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小，恰使沿M板向上射出的粒子剛好垂直打在熒光屏上。若粒

17、子的質(zhì)量為m，電荷量為2e。則()A磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小為B磁場(chǎng)方向垂直紙面向外，磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小為C在熒光屏上能觀察到的亮斑區(qū)的長(zhǎng)度為2dD在熒光屏上能觀察到的亮斑區(qū)的長(zhǎng)度為4d6. 空間存在方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，圖中的正方形為其邊界。由兩種粒子組成的一細(xì)粒子束沿垂直于磁場(chǎng)的方向從O點(diǎn)入射。這兩種粒子帶同種電荷，它們的電荷量、質(zhì)量均不同，但其比荷相同，且都包含不同速率的粒子。不計(jì)重力。下列說法正確的是()A入射速度不同的粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間一定不同B入射速度相同的粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡一定相同C在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同的粒子，其運(yùn)動(dòng)軌跡一定相同D在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間越

18、長(zhǎng)的粒子，其軌跡所對(duì)的圓心角一定越大課后訓(xùn)練：1(2012·北京高考)處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的一個(gè)帶電粒子，僅在磁場(chǎng)力作用下做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。將該粒子的運(yùn)動(dòng)等效為環(huán)形電流，那么此電流值()A與粒子電荷量成正比B與粒子速率成正比C與粒子質(zhì)量成正比D與磁感應(yīng)強(qiáng)度成正比2(2012·晉江四校聯(lián)考)如圖所示，長(zhǎng)為L(zhǎng)的通電直導(dǎo)體棒放在光滑水平絕緣軌道上，勁度系數(shù)為k的水平輕彈簧一端固定，另一端拴在棒的中點(diǎn)，且與棒垂直，整個(gè)裝置處于方向豎直向上、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，彈簧伸長(zhǎng)x，棒處于靜止?fàn)顟B(tài)。則()A導(dǎo)體棒中的電流方向從b流向aB導(dǎo)體棒中的電流大小為C若只將磁場(chǎng)方向緩慢順時(shí)針轉(zhuǎn)過一小角度

19、，x變大D若只將磁場(chǎng)方向緩慢逆時(shí)針轉(zhuǎn)過一小角度，x變大3.利用如圖所示裝置可以選擇一定速度范圍內(nèi)的帶電粒子。圖中板MN上方是磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，板上有兩條寬度分別為2d和d的縫，兩縫近端相距為L(zhǎng)。一群質(zhì)量為m、電荷量為q，具有不同速度的粒子從寬度為2d的縫垂直于板MN進(jìn)入磁場(chǎng)，對(duì)于能夠從寬度為d的縫射出的粒子，下列說法錯(cuò)誤的是()A粒子帶負(fù)電B射出粒子的最大速度為C保持d和L不變，增大B，射出粒子的最大速度與最小速度之差增大D保持d和B不變，增大L，射出粒子的最大速度與最小速度之差增大4(2012·安徽高考)如圖所示，圓形區(qū)域內(nèi)有垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，

20、一個(gè)帶電粒子以速度v從A點(diǎn)沿直徑AOB方向射入磁場(chǎng)，經(jīng)過t時(shí)間從C點(diǎn)射出磁場(chǎng)，OC與OB成60°角?，F(xiàn)將帶電粒子的速度變?yōu)?，仍從A點(diǎn)沿原方向射入磁場(chǎng)，不計(jì)重力，則粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間變?yōu)?)A.tB2tC.tD3t5空間存在垂直于紙面方向的均勻磁場(chǎng)，其方向隨時(shí)間做周期性變化，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化的圖象如圖所示。規(guī)定B0時(shí)，磁場(chǎng)的方向穿出紙面。一電荷量q5×107C、質(zhì)量m5×1010kg的帶電粒子，位于某點(diǎn)O處，在t0時(shí)以初速度v0m/s沿某方向開始運(yùn)動(dòng)。不計(jì)重力的作用，不計(jì)磁場(chǎng)的變化可能產(chǎn)生的一切其他影響。則在磁場(chǎng)變化N個(gè)(N為整數(shù))周期的時(shí)間內(nèi)帶電粒子的

21、平均速度的大小等于()Am/sB.m/sC2m/s D2 m/s6.如圖所示，兩根相互平行的長(zhǎng)直導(dǎo)線過紙面上的M、N兩點(diǎn)，且與紙面垂直，導(dǎo)線中通有大小相等、方向相反的電流。a、O、b在M、N的連線上，O為MN的中點(diǎn)。c 、d位于MN的中垂線上，且a、b、c、d到O點(diǎn)的距離均相等。關(guān)于以上幾點(diǎn)處的磁場(chǎng)，下列說法不正確的是()AO點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零Ba、b兩點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等，方向相反Cc、d兩點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等，方向相同Da、c兩點(diǎn)處磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向不同7.如圖所示，平面直角坐標(biāo)系的第象限內(nèi)有一勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于紙面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。一質(zhì)量為m、電荷量為q的粒子以速度v從O點(diǎn)沿著與

22、y軸夾角為30°的方向進(jìn)入磁場(chǎng)，運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)時(shí)速度方向與x軸的正方向相同，不計(jì)粒子的重力，則()A該粒子帶正電BA點(diǎn)與x軸的距離為C粒子由O到A經(jīng)歷時(shí)間tD運(yùn)動(dòng)過程中粒子的速度不變8(2012·廣州二模)薄鋁板將同一勻強(qiáng)磁場(chǎng)分成、兩個(gè)區(qū)域，高速帶電粒子可穿過鋁板一次，在兩個(gè)區(qū)域內(nèi)運(yùn)動(dòng)的軌跡如圖7所示，半徑R1>R2。假定穿過鋁板前后粒子電荷量保持不變，則該粒子()A帶正電B在、區(qū)域的運(yùn)動(dòng)速度相同C在、區(qū)域的運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同D從區(qū)域穿過鋁板運(yùn)動(dòng)到區(qū)域9(2012·新課標(biāo)全國卷)如圖所示，一半徑為R的圓表示一柱形區(qū)域的橫截面(紙面)。在柱形區(qū)域內(nèi)加一方向垂直于紙面的勻

23、強(qiáng)磁場(chǎng)，一質(zhì)量為m、電荷量為q的粒子沿圖中直線在圓上的a點(diǎn)射入柱形區(qū)域，在圓上的b點(diǎn)離開該區(qū)域，離開時(shí)速度方向與直線垂直。圓心O到直線的距離為R?，F(xiàn)將磁場(chǎng)換為平行于紙面且垂直于直線的勻強(qiáng)電場(chǎng)，同一粒子以同樣速度沿直線在a點(diǎn)射入柱形區(qū)域，也在b點(diǎn)離開該區(qū)域。若磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，不計(jì)重力，求電場(chǎng)強(qiáng)度的大小。第3講帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)例1(2012·天津高考)對(duì)鈾235的進(jìn)一步研究在核能的開發(fā)和利用中具有重要意義。如圖所示，質(zhì)量為m、電荷量為q的鈾235離子，從容器A下方的小孔S1不斷飄入加速電場(chǎng)，其初速度可視為零，然后經(jīng)過小孔S2垂直于磁場(chǎng)方向進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，做半徑

24、為R的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，離子行進(jìn)半個(gè)圓周后離開磁場(chǎng)并被收集，離開磁場(chǎng)時(shí)離子束的等效電流為I。不考慮離子重力及離子間的相互作用。(1)求加速電場(chǎng)的電壓U。(2)求出在離子被收集的過程中任意時(shí)間t內(nèi)收集到離子的質(zhì)量M。(3)實(shí)際上加速電壓的大小會(huì)在U±U范圍內(nèi)微小變化。若容器A中有電荷量相同的鈾235和鈾238兩種離子，如前述情況它們經(jīng)電場(chǎng)加速后進(jìn)入磁場(chǎng)中會(huì)發(fā)生分離，為使這兩種離子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌跡不發(fā)生交疊，應(yīng)小于多少？(結(jié)果用百分?jǐn)?shù)表示，保留兩位有效數(shù)字)例2(2012·浙江高考)如圖所示，兩塊水平放置、相距為d的長(zhǎng)金屬板接在電壓可調(diào)的電源上。兩板之間的右側(cè)區(qū)域存在方向垂直紙面

25、向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。將噴墨打印機(jī)的噴口靠近上板下表面，從噴口連續(xù)不斷噴出質(zhì)量均為m、水平速度均為v0、帶相等電荷量的墨滴。調(diào)節(jié)電源電壓至U，墨滴在電場(chǎng)區(qū)域恰能沿水平向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)；進(jìn)入電場(chǎng)、磁場(chǎng)共存區(qū)域后，最終垂直打在下板的M點(diǎn)。(1)判斷墨滴所帶電荷的種類，并求其電荷量；(2)求磁感應(yīng)強(qiáng)度B的值；(3)現(xiàn)保持噴口方向不變，使其豎直下移到兩板中間的位置。為了使墨滴仍能到達(dá)下板M點(diǎn)，應(yīng)將磁感應(yīng)強(qiáng)度調(diào)至B，則B的大小為多少？針對(duì)訓(xùn)練：1.(2012·江蘇調(diào)研)如圖所示，在MN、PQ間同時(shí)存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)和勻強(qiáng)電場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直紙面水平向外，電場(chǎng)在圖中沒有標(biāo)出。一帶電小球從a點(diǎn)射入場(chǎng)區(qū)，并在豎

26、直面內(nèi)沿直線運(yùn)動(dòng)至b點(diǎn)，則小球()A一定帶正電B受到電場(chǎng)力的方向一定水平向右C從a到b過程，克服電場(chǎng)力做功D從a到b過程中可能做勻加速運(yùn)動(dòng)2(2012·九江模擬)如圖所示，從離子源發(fā)射出的正離子，經(jīng)加速電壓U加速后進(jìn)入相互垂直的電場(chǎng)(E方向豎直向上)和磁場(chǎng)(B方向垂直紙面向外)中，發(fā)現(xiàn)離子向上偏轉(zhuǎn)。要使此離子沿直線通過電磁場(chǎng)，需要()A增加E，減小BB增加E，減小UC適當(dāng)增加UD適當(dāng)減小E3.利用如圖所示的方法可以測(cè)得金屬導(dǎo)體中單位體積內(nèi)的自由電子數(shù)n，現(xiàn)測(cè)得一塊橫截面為矩形的金屬導(dǎo)體的寬為b，厚為d，并加有與側(cè)面垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B，當(dāng)通以圖示方向電流I時(shí)，在導(dǎo)體上、下表面間用電壓表可

27、測(cè)得電壓為U。已知自由電子的電荷量為e，則下列判斷正確的是()上表面電勢(shì)高下表面電勢(shì)高該導(dǎo)體單位體積內(nèi)的自由電子數(shù)為該導(dǎo)體單位體積內(nèi)的自由電子數(shù)為ABCD4.如圖336所示，在豎直虛線MN和MN之間區(qū)域內(nèi)存在著相互垂直的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)，一帶電粒子(不計(jì)重力)以初速度v0由A點(diǎn)垂直MN進(jìn)入這個(gè)區(qū)域，帶電粒子沿直線運(yùn)動(dòng)，并從C點(diǎn)離開場(chǎng)區(qū)。如果撤去磁場(chǎng)，該粒子將從B點(diǎn)離開場(chǎng)區(qū)；如果撤去電場(chǎng)，該粒子將從D點(diǎn)離開場(chǎng)區(qū)。則下列判斷正確的是()A該粒子由B、C、D三點(diǎn)離開場(chǎng)區(qū)時(shí)的動(dòng)能相同B該粒子由A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B、C、D三點(diǎn)的時(shí)間均不相同C勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)E與勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B之比v0D若該粒子帶負(fù)電，則

28、電場(chǎng)方向豎直向下，磁場(chǎng)方向垂直于紙面向外5.美國物理學(xué)家勞倫斯于1932年發(fā)明的回旋加速器，應(yīng)用帶電粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)，能使粒子在較小的空間范圍內(nèi)經(jīng)過電場(chǎng)的多次加速獲得較大的能量，使人類在獲得高能量帶電粒子方面前進(jìn)了一步。如圖為一種改進(jìn)后的回旋加速器示意圖，其中盒縫間的加速電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)大小恒定，且被限制在A、C板間，如圖所示。帶電粒子從P0處以速度v0沿電場(chǎng)線方向射入加速電場(chǎng)，經(jīng)加速后再進(jìn)入D形盒中的勻強(qiáng)磁場(chǎng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。對(duì)于這種改進(jìn)后的回旋加速器，下列說法正確的是()A帶電粒子每運(yùn)動(dòng)一周被加速兩次B帶電粒子每運(yùn)動(dòng)一周P1P2P2P3C加速粒子的最大速度與D形盒的尺寸有關(guān)D加速電場(chǎng)方向需要做周期性的變化6. (2012·泰州模擬)如圖338所示，質(zhì)量為m、電荷量為e的質(zhì)子以某一初速度從坐標(biāo)原點(diǎn)O沿x軸正方向進(jìn)入場(chǎng)區(qū)，若場(chǎng)區(qū)僅存在平行于y軸向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)時(shí)，質(zhì)子通過P(d，d)點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能為5Ek；若場(chǎng)區(qū)僅存在垂直于xOy平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)時(shí)，質(zhì)子也能通過P點(diǎn)。