2019屆高考物理二輪總結(jié)復(fù)習(xí)第3章電場磁場課時作業(yè)8帶電粒子在復(fù)合場中運(yùn)動

2021屆高考物理二輪總結(jié)復(fù)習(xí)第3章電場及磁場課時作業(yè)8帶電粒子在復(fù)合場中運(yùn)動2021屆高考物理二輪總結(jié)復(fù)習(xí)第3章電場及磁場課時作業(yè)8帶電粒子在復(fù)合場中運(yùn)動2021屆高考物理二輪總結(jié)復(fù)習(xí)第3章電場及磁場課時作業(yè)8帶電粒子在復(fù)合場中運(yùn)動中小學(xué)教育講課資料課時作業(yè)8帶電粒子在復(fù)合場中的運(yùn)動一、選擇題(1～3題為單項(xiàng)選擇題，4～6題為多項(xiàng)選擇題)1．以以下列圖，某空間同時存在正交的勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場，磁場方向垂直紙面向里，電場線與水平方向的夾角為θ.一質(zhì)量為m，電荷量大小為q的微粒以速度v沿電場線方向進(jìn)入該空間，恰巧沿直線從

P點(diǎn)運(yùn)動到Q點(diǎn)．以下說法中正確的選項(xiàng)是()A．該微?？赡軒ж?fù)電B．微粒從P到Q的運(yùn)動可能是勻變速運(yùn)動C．磁場的磁感覺強(qiáng)度大小為mgcosθqvD．電場的場興盛小為mgcosθq分析：帶電微粒從P到Q恰巧沿直線運(yùn)動，那么微粒必定做勻速直線運(yùn)動，作出微粒在電磁場中受力分

析圖以以下列圖，由圖可知微粒必定帶正電，故A、B錯誤；由受力分析及均衡條件可知qE＝mgsinθ，qBv＝mgcosθ，解得E＝答案：Cmgsinθ，B＝qmgcosθqv，故C正確、D錯誤．2．美國物理學(xué)家勞倫斯于1932年創(chuàng)辦的回旋加快器，應(yīng)用帶電粒子在磁場中做圓周運(yùn)動的特色，能使粒子在較小的空間范圍內(nèi)經(jīng)過電場的頻頻加快獲取較大的能量，令人類在獲取較高能量的帶電粒子領(lǐng)域行進(jìn)了一大步．以以下列圖為一種改進(jìn)后的回施加快器表示圖，此中盒縫間的加快電場場強(qiáng)恒定，且被限制在A、C兩板之間．帶電粒子從P0處以初速度v0沿電場線方向射入加快電場，經(jīng)加快電場加快后再進(jìn)入D形盒中的勻強(qiáng)磁場做勻速圓周運(yùn)動．對于這類改進(jìn)后的回旋加快器，以下說法正確的選項(xiàng)是()A．帶電粒子每運(yùn)動一周被加快兩次B．P1P2＝P2P3C．加快粒子的最大速度與D形盒的尺寸相關(guān)D．加快電場方向需要做周期性變化分析：由題圖可知，帶電粒子每運(yùn)動一周被加快一次，選項(xiàng)A錯誤；由公式R＝mv和qU＝qB11mv2－mv2122可知，帶電粒子每運(yùn)動一周，電場力做功相同，動能增量相同，但速度的增量不一樣樣，故粒子圓周運(yùn)動的半徑增添量不一樣樣，選項(xiàng)B錯誤；由v＝qBR可知，加快粒子的最大速度與D形盒的半徑相關(guān)，選項(xiàng)C正確；m由T＝2πm可知，粒子運(yùn)動的周期不隨v的變化而變化，故加快電場的方向不需做周期性變化，選項(xiàng)D錯qB誤．答案：C3.中小學(xué)教育講課資料以以下列圖，平行金屬板a、b之間的距離為d，a板帶正電荷，b板帶負(fù)電荷，a、b之間還有一垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(圖中未畫出)，磁感覺強(qiáng)度為B1.一不計(jì)重力的帶電粒子以速度v0射入a、b之間，恰能

在兩金屬板之間勻速向下運(yùn)動，并進(jìn)入PQ下方的勻強(qiáng)磁場中，PQ下方的勻強(qiáng)磁場的磁感覺強(qiáng)度為B2，方向以以下列圖．帶電粒子的比荷為c，那么()A．帶電粒子在a、b之間運(yùn)動時，遇到的電場力水平向右B．平行金屬板a、b之間的電壓為U＝dv0B2C．帶電粒子進(jìn)入PQ下方的磁場今后，向左偏轉(zhuǎn)D．帶電粒子在PQ下方磁場中做圓周運(yùn)動的半徑為v0cB2分析：因?yàn)椴恢缼щ娏Ｗ拥碾娦?，故沒法確立帶電粒子在a、b間運(yùn)動時遇到的電場力的方向，也

沒法確立帶電粒子進(jìn)入PQ下方的磁場今后向哪偏轉(zhuǎn)，選項(xiàng)A、C錯誤；粒子在a、b之間做勻速直線運(yùn)動，U有q＝qv0B1，解得平行金屬板a、b之間的電壓為U＝dv0B1，選項(xiàng)B錯誤；帶電粒子在PQ下方的勻強(qiáng)磁場dmv0v0

中做圓周運(yùn)動，軌道半徑為r＝，選項(xiàng)D正確．

qB2cB2＝答案：D4．以以下列圖，質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電的小物塊從半徑為R的絕緣半圓槽極點(diǎn)A由靜止開始下滑，半圓槽右半局部圓滑，左半局部粗拙，整個裝置處于正交的勻強(qiáng)電場與勻強(qiáng)磁場中，電場強(qiáng)度E的大小為mg，方向水平向右，磁感覺強(qiáng)度大小為B，方向垂直紙面向里，g為重力加快度大小，那么以下2q說法正確的選項(xiàng)是()A．物塊最后停在A點(diǎn)B．物塊最后停在最低點(diǎn)C．物塊做來往運(yùn)動D．物塊初次滑到最低點(diǎn)時對軌道的壓力為2mg＋qBRg分析：因?yàn)榘雸A槽右半局部圓滑，左半局部粗拙，且在最低點(diǎn)時遇到的電場力的方向向右，因此物塊最后從最低點(diǎn)開始向右運(yùn)動，抵達(dá)某地點(diǎn)時速度變成零，此后又向左運(yùn)動，即物塊做來往運(yùn)動，C正確，A、B錯誤；物塊從A點(diǎn)初次運(yùn)動到最低點(diǎn)，由動能定理得，mgR－qER＝122mv－0，且E＝mg，聯(lián)立得v＝gR，2qv2物塊初次運(yùn)動到最低點(diǎn)時，由牛頓第二定律得，F(xiàn)N－mg－qvB＝m，解得FN＝2mg＋qBRg，由牛頓第三定R律知，D正確．答案：CD5．以以下列圖，在平行豎直虛線a與b、b與c、c與d之間分別存在著垂直于虛線的勻強(qiáng)電場、平行于虛線的勻強(qiáng)電場、垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，虛線d處有一熒光屏．大批正離子(初速度和重力均忽視不計(jì))從虛線a上的P孔處進(jìn)入電場，經(jīng)過三個場區(qū)后有一局部打在熒光屏上．對于這局部離子，假定比荷越大，那么離子()qmA．經(jīng)過虛線c的地點(diǎn)越低中小學(xué)教育講課資料B．經(jīng)過虛線c的速度越大C．打在熒光屏上的地點(diǎn)越低D．打在熒光屏上的地點(diǎn)越高分析：當(dāng)離子在a與b之間，依據(jù)動能定理得122mv＝qU，那么v＝2qU，故比荷越大，經(jīng)過b的速度m1越大；在b與c之間，粒子做類平拋運(yùn)動，設(shè)bc寬為L，電場強(qiáng)度為E，y＝at22＝12·Eq·mL2mEL2＝，經(jīng)2qU4U過虛線c的地點(diǎn)與比荷沒關(guān)，A錯誤；比荷越大，經(jīng)過c的速度越大，即進(jìn)入磁場的速度就越大，B正確；mv2當(dāng)離子進(jìn)入磁場時，做勻速圓周運(yùn)動，洛倫茲力供給向心力，即qvB＝，那么R＝RR越小，打在熒光屏上的地點(diǎn)越高，C錯誤、D正確．答案：BDmv，故可知比荷越大，qB6．以以下列圖，M、N為兩個齊心金屬圓環(huán)，半徑分別為R1和R2，兩圓環(huán)之間存在著沿金屬環(huán)半徑方向的電場，N環(huán)內(nèi)存在著垂直于環(huán)面向外的勻強(qiáng)磁場，磁感覺強(qiáng)度為B，N環(huán)上有平均散布的6個小孔，從M

環(huán)的內(nèi)側(cè)邊沿由靜止開釋一質(zhì)量為m，電荷量為＋q的粒子(不計(jì)重力)，經(jīng)電場加快后經(jīng)過小孔射入磁場，經(jīng)過一段時間，粒子再次回到出發(fā)點(diǎn)，全程與金屬環(huán)無碰撞．那么M、N間電壓U知足的條件是()qB2R22qB2R22A．U＝B．U＝6m5m3qB2R22C．U＝D．U＝2mqB2R223m分析：帶電粒子由M內(nèi)側(cè)邊沿運(yùn)動到N環(huán)，由動能定理有qU＝122mv，帶電粒子進(jìn)入N環(huán)內(nèi)磁場，與金屬環(huán)無碰撞，故粒子進(jìn)入磁場后，應(yīng)偏轉(zhuǎn)2π3π或3走開磁場，由幾何關(guān)系可知，軌跡半徑為r＝3R2或r＝3R2，那么依據(jù)r＝3答案：AC二、非選擇題mv3qB2R22，聯(lián)立解得U＝或U＝qB2mqB2R22，選項(xiàng)A、C正確．6m7．以以下列圖，質(zhì)量為m、電荷量為e的電子(重力不計(jì))以水平初速度v0從A點(diǎn)射向豎直熒光屏MN，

在整個空間中有方向垂直紙面、磁感覺強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場，電子經(jīng)磁場偏轉(zhuǎn)后打在熒光屏上的C

點(diǎn)．A、C兩點(diǎn)的連線與水平方向之間的夾角為θ＝37°，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8.(1)試計(jì)算A、C兩點(diǎn)間的距離；(2)將空間中的磁場換成方向與紙面平行且豎直向上的勻強(qiáng)電場，假定要電子相同能打在熒光屏上的C點(diǎn)，求勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度E的大小．中小學(xué)教育講課資料v20分析：(1)設(shè)電子在勻強(qiáng)磁場中做圓周運(yùn)動的半徑為R，那么由洛倫茲力供給向心力可得ev0B＝m，解R得R＝mv0eB設(shè)A、C兩點(diǎn)間的距離為d，以以下列圖，由幾何關(guān)系可得6mv0dsinθ＋Rcos2θ＝R或d＝2Rsinθ，解得d＝.5Be(2)設(shè)電子在電場中運(yùn)動的時間為t，那么水平方向上有dcosθ＝v0t12豎直方向上有dsinθ＝·eEm·t26mv0此中d＝，聯(lián)立解得E＝5Be2516Bv0.答案：(1)6mv0(2)5Be2516Bv08．如右圖所示，直角坐標(biāo)系xOy中，除第一象限外，其余象限內(nèi)都存在磁感覺強(qiáng)度B＝0.12T、方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場．P是y軸上的一點(diǎn)，它到坐標(biāo)原點(diǎn)O的距離l＝0.40m．今有一個比荷q＝m5.0×103.0×107C/kg的帶正電的粒子從P點(diǎn)開始垂直于磁場方向進(jìn)入勻強(qiáng)磁場中運(yùn)動．粒子的初速度v0＝0＝6m/s，方向與y軸正方向的夾角θ＝53°，sin53°＝0.8，cos53°＝0.6.粒子的重力不計(jì)．(1)求粒子在磁場中運(yùn)動的軌跡半徑R.(2)假定在第一象限中與x軸平行的虛線上方的地區(qū)內(nèi)有一沿x軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場(以以下列圖)，粒子在磁場中運(yùn)動一段時間后進(jìn)入第一象限，最后恰巧從P點(diǎn)沿初速度的方向再次射入磁場．求勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度E和電場界限(圖中虛線)與x軸之間的距離d.v20分析：(1)粒子在勻強(qiáng)磁場中運(yùn)動時，依據(jù)牛頓第二定律有qv0B＝mR代入數(shù)據(jù)解得R＝0.50m.(2)作出粒子的運(yùn)動軌跡表示圖，以以下列圖，依據(jù)幾何關(guān)系可確立，粒子在磁場中運(yùn)動的軌跡圓的圓心A恰巧落在x軸上．依據(jù)圖中的幾何關(guān)系還可確立，粒子進(jìn)入第一象限時的地點(diǎn)(圖中C點(diǎn))與O點(diǎn)的距離x＝R－Rcosθ粒子進(jìn)入勻強(qiáng)電場后做類平拋運(yùn)動，設(shè)粒子在電場中運(yùn)動的時間為t，加快度為a.依據(jù)類平拋運(yùn)動規(guī)律有中小學(xué)教育講課資料l－d＝v0t，x＝1at22vxvx＝at，tanθ＝v0依據(jù)牛頓第二定律有qE＝ma代入數(shù)據(jù)解得E＝8.0×105N/C，d＝0.10m.答案：(1)0.50m(2)8.0×105N/C0.10m9．以以下列圖，在豎直平面內(nèi)，有一長度L＝2.4m的固定絕緣豎直桿AB和固定圓滑絕緣圓弧軌道CD，D為最高點(diǎn)，半徑OC與豎直線的夾角θ＝37°.B點(diǎn)所在的水平線上方存在著場興盛小E1＝5×106N/C、方向水平向右的勻強(qiáng)電場，下方與C點(diǎn)之間存在著場興盛小E2＝E1、方向與豎直線的夾角α＝37°斜向上的勻強(qiáng)電場．現(xiàn)將一質(zhì)量m＝0.8kg、電荷量q＝2×10－6C的小球(可視為質(zhì)點(diǎn))套在桿上從A端由靜止釋放后下滑，穿過電場后恰巧從C點(diǎn)無碰撞地沿圓弧軌道CD運(yùn)動，恰巧經(jīng)過D點(diǎn)．小球與桿間的動摩2擦因數(shù)μ＝0.2，取g＝10m/s，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8.求：(1)小球抵達(dá)B點(diǎn)時的速度大小vB；(2)小球從B點(diǎn)運(yùn)動到C點(diǎn)所用的時間t和過C點(diǎn)時的速度大小vC；(3)圓弧軌道的半徑R.分析：(1)小球沿桿下滑過程中遇到的滑動摩擦力大小Ff＝μqE1小球沿桿下滑的加快度大小a＝mg－Ffm由v2B＝2aL得vB＝6m/s.(2)小球走開B點(diǎn)后在電場E2中受力以以下列圖因?yàn)閝E2cosα＝8N，恰巧與重力(m