高考物理一轮总复习课后习题 第11章 磁场 第7讲 专题提升 带电粒子在叠加场中的运动.docVIP

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第7讲专题提升:带电粒子在叠加场中的运动

基础对点练

题组一磁场与电场的叠加

1.如图所示,空间中存在着正交的匀强磁场和匀强电场,已知电场强度大小为E,方向竖直向下,磁感应强度大小为B,方向垂直纸面。一个电子由O点以一定初速度v0水平向右飞入其中,运动轨迹如图所示,其中O、Q和P分别为轨迹在一个周期内的最高点和最低点,不计电子的重力。下列说法正确的是()

A.磁感应强度方向垂直纸面向外

B.电子的初速度v0小于E

C.由P点至Q点的运动过程中,电子的速度增大

D.调整电子的初速度大小与方向可以使其做匀加速直线运动

2.如图所示,半径为r的圆形区域内有方向垂直纸面向里的匀强磁场,圆心O1在N平行于N的上方存在匀强电场和匀强磁场,电场强度的大小为E0,方向沿、电荷量为q的带正电粒子a、b,以相同大小的初速度从原点O射入磁场,速度的方向与N进入MN上方场区中恰好都做匀速直线运动。不计粒子的重力,求:

(1)粒子初速度v的大小。

(2)圆形区域内磁场的磁感应强度B的大小。

(3)只撤去虚线MN上方的磁场B0,a、b两个粒子到达y轴的时间差Δt。

题组二磁场、电场与重力场的叠加

3.(四川巴中模拟)如图所示,某竖直平面内存在着相互正交的匀强电场和匀强磁场,电场方向水平向左,磁场方向垂直纸面向外。一质量为m、电荷量为q的微粒以速度v与水平方向成θ角从O点射入该区域,微粒恰好沿速度方向做直线运动,重力加速度为g,下列说法正确的是()

A.微粒从O到A的运动可能是匀减速直线运动

B.该微粒一定带正电荷

C.该磁场的磁感应强度大小为mg

D.该电场的电场强度大小为mgsinθ

4.(广东广州联考)如图所示,在平面直角坐标系xOy中x轴的上方,存在电场方向竖直向下、电场强度大小为E1=mgq

(1)小球刚进入x轴下方时的速度大小;

(2)x轴下方匀强电场的电场强度大小和匀强磁场的磁感应强度大小的比值。

题组三带电粒子在叠加场中有约束情况下的运动

5.(多选)如图所示,一个绝缘且内壁光滑的环形细圆管,固定于竖直平面内,环的半径为R(比细管的内径大得多),在圆管的最低点有一个直径略小于细管内径的带正电小球处于静止状态,小球的质量为m,电荷量为q,重力加速度为g。空间存在一磁感应强度大小未知(不为零),方向垂直于环形细圆管所在平面且向里的匀强磁场。某时刻,给小球一方向水平向右、大小为v0=5gR的初速度,则以下判断正确的是()

A.无论磁感应强度大小如何,获得初速度后的瞬间,小球在最低点一定受到管壁的弹力作用

B.无论磁感应强度大小如何,小球一定能到达环形细圆管的最高点,且小球在最高点一定受到管壁的弹力作用

C.无论磁感应强度大小如何,小球一定能到达环形细圆管的最高点,且小球到达最高点时的速度大小都相同

D.小球在从环形细圆管的最低点运动到所能到达的最高点的过程中,水平方向分速度的大小一直减小

综合提升练

6.(湖南卷)如图所示,真空中有区域Ⅰ和Ⅱ,区域Ⅰ中存在匀强电场和匀强磁场,电场方向竖直向下(与纸面平行),磁场方向垂直于纸面向里,等腰直角三角形CGF区域(区域Ⅱ)内存在匀强磁场,磁场方向垂直于纸面向外。图中A、C、O三点在同一直线上,AO与GF垂直,且与电场和磁场方向均垂直。A点处的粒子源持续将比荷一定但速率不同的粒子射入区域Ⅰ中,只有沿直线AC运动的粒子才能进入区域Ⅱ。若区域Ⅰ中电场强度大小为E、磁感应强度大小为B1,区域Ⅱ中磁感应强度大小为B2,则粒子从CF的中点射出,它们在区域Ⅱ中运动的时间为t0。若改变电场或磁场强弱,能进入区域Ⅱ中的粒子在区域Ⅱ中运动的时间为t,不计粒子的重力及粒子之间的相互作用,下列说法正确的是()

A.若仅将区域Ⅰ中磁感应强度大小变为2B1,则tt0

B.若仅将区域Ⅰ中电场强度大小变为2E,则tt0

C.若仅将区域Ⅱ中磁感应强度大小变为34B2,则t=

D.若仅将区域Ⅱ中磁感应强度大小变为24B2,则t=2t

7.(湖北武汉华中师大一附中模拟)如图所示,整个空间中存在匀强电场,虚线右方区域同时存在着宽度为L、磁感应强度大小为B的匀强磁场,方向垂直于纸面向里。在P点将质量为m、电荷量为+q(q0)的小球以初速度v0竖直向上抛出,小球运动中经过A点和C点,在A点速度大小为34v0,方向水平向右。P、C两点在同一水平线上,小球从C点进入虚线右侧区域。不计空气阻力,已知电场强度大小E=15mg7q,重力加速度为g,sin37°=35

(1)求从P到C的过程中小球动能的最小值。

(2)求电场强度E的方向与重力方向的夹角α。

(3)小球从P到C过程中,当电势能最高时,求小球的速度。

(4)已知小球离开磁场区域时