2018年高考物理二轮-专题训练第9讲-带电粒子在电磁场中运动.doc

专题训练第9讲　带电粒子在电磁场中的运动 时间：45分钟 一、单项选择题 1．(2017·河北冀州2月模拟)我国位处北半球，某地区存在匀强电场E和可看作匀强磁场的地磁场B，电场与地磁场的方向相同，地磁场的竖直分量和水平分量分别竖直向下和水平指北，一带电小球以速度v在此区域内沿垂直场强方向在水平面内做直线运动，忽略空气阻力，此地区的重力加速度为g，则下列说法正确的是(　　) A．小球运动方向为自南向北 B．小球可能带正电 C．小球速度v的大小为 D．小球的比荷为 解析：由题意可知，小球受重力、电场力和洛伦兹力，因做直线运动，且f洛＝qvB，因此一定做匀速直线运动，那么电场力与洛伦兹力的合力与重力等大反向，因电场与地磁场的方向相同，地磁场的竖直分量和水平分量分别竖直向下和水平指北，则小球受力如图所示，其中Eq与Bqv垂直，因小球受力平衡，则受力关系满足(mg)2＝(Eq)2＋(Bqv)2，得＝，v＝，则D项正确，C项错误；由受力分析可知小球带负电，且运动方向为自东向西，则A、B错误． 答案：D 2．(2017·山西重点中学联考) 如图所示，一个质量为m、带电荷量为－q的滑块(可视为质点)放置在质量为M的光滑斜劈上，斜劈的倾角为θ＝30°，斜劈固定在水平地面上，现在斜劈的底端C点竖直放置一绝缘杆，绝缘杆的顶端放置一带电荷量为＋Q的小球(可视为质点)．已知斜劈的斜边长为L，绝缘杆的高度也为L，静电力常量为k，现给滑块一沿斜劈向下的初速度v，让滑块沿斜面下滑，若滑块始终在斜面上运动，则下列说法中正确的是(　　) A．运动过程中滑块所受库仑力一直增大 B．滑块受到的库仑力最大值为 C．滑块运动到斜面中点时速度最大 D．滑块运动到C点时的速度大小为v 解析：滑块沿斜面向下运动的过程中与小球的距离先减小后增大，故所受库仑力先增大后减小，当滑块运动到斜面的中点时所受库仑力最大，此时F库＝＝，故A错误，B正确；当滑块所受重力沿斜面向下的分力等于库仑力沿斜面向上的分力时，滑块的速度最大，滑块运动到斜面中点时加速度方向沿斜面向下，所以滑块运动到斜面中点时速度不是最大，C错误；滑块运动到C点的过程中，根据对称性，库仑力对滑块做的总功为零，由能量守恒可得mv2＋mgL·sinθ＝mv，故vCv，D错误． 答案：B 3．(2017·广东华南三校联考) 如图所示，在直角坐标系xOy中，x轴上方有匀强磁场，磁感应强度的大小为B，磁场方向垂直于纸面向外．许多质量为m、电荷量为＋q的粒子，以相同的速率v沿纸面内由x轴负方向与y轴正方向之间各个方向，从原点O射入磁场区域．不计重力及粒子间的相互作用．下列图中阴影部分表示带电粒子在磁场中可能经过的区域，其中R＝，正确的图是(　　) 解析：由左手定则可知带正电粒子的偏转方向，以R＝为半径作圆a和圆b，如图所示，将圆a以O点为轴顺时针转动，直到与b圆重合，可以判断出图D正确． 答案：D 4．(2017·江苏单科)如图所示，三块平行放置的带电金属薄板A、B、C中央各有一小孔，小孔分别位于O、M、P点．由O点静止释放的电子恰好能运动到P点．现将C板向右平移到P′点，则由O点静止释放的电子(　　) A．运动到P点返回 B．运动到P和P′点之间返回 C．运动到P′点返回 D．穿过P′点 解析：本题考查带电粒子在匀强电场中的加(减)速运动．由题意知，电子在A、B板间做匀加速运动，在B、C板间做匀减速运动，到P点时速度恰好为零，设A、B板和B、C板间电压分别为U1和U2，由动能定理得eU1－eU2＝0，所以U1＝U2；现将C板右移至P′点，由于板上带电荷量没有变化，B、C板间电场 强度E＝＝＝，E不变，故电子仍运动到P点返回，选项A正确． 答案：A 5．(2017·江西南昌三校四联)中国科学家发现了量子反常霍尔效应，杨振宁称这一发现是诺贝尔奖级的成果．如图所示，厚度为h，宽度为d的金属导体，当磁场方向与电流方向垂直时，在导体上下表面会产生电势差，这种现象称为霍尔效应．下列说法正确的是(　　) A．上表面的电势高于下表面的电势 B．仅增大h时，上下表面的电势差增大 C．仅增大d时，上下表面的电势差减小 D．仅增大电流I时，上下表面的电势差减小 解析：因电流方向向右，则金属导体中的自由电子是向左运动的，根据左手定则可知上表面带负电，则上表面的电势低于下表面的电势，A选项错误；当电子达到平衡时，电场力等于洛伦兹力，即q＝qvB，又I＝nqvhd(n为导体单位体积内的自由电子数)，得U＝，则仅增大h时，上下表面的电势差不变；仅增大d时，上下表面的电势差减小；仅增大I时，上下表面的电势差增大，故C正确，B、D错误． 答案：C 6．(2017·辽宁三校调研) 如图所示，矩形区域PQNM内存在平行于纸面的匀强电场，一质量为m＝2.0×10－11 k