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 (4).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.(多选)(广东模拟)如图所示,空间存在垂直纸面向里的匀强磁场和竖直方向的匀强电场,一带电小液滴在A点由静止释放,沿图示轨迹运动到C点,B点是轨迹上的最高点,下列说法正确的是()

A.小液滴带正电

B.小液滴在B点电势能最小

C.小液滴在最高点B受力平衡

D.小液滴运动过程中,电势能和机械能之和保持不变

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.(多选)(广东韶关模拟)如图所示,在粗糙绝缘的水平面上方有水平向右的匀强电场和垂直纸面向外的匀强磁场。带正电的小球从水平面上P点以初速度v0开始向右运动,到达N点时速度为零。设带电小球质量为m、电荷量为q,电场强度大小为E,磁感应强度大小为B,小球与水平面间的动摩擦因数为μ,PN=L,重力加速度为g。关于这一过程,下列说法正确的是()

A.小球在P点的加速度大小为μ

B.小球运动的加速度逐渐减小

C.因摩擦产生的热量为1

D.静电力做的功为qEL

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.(多选)(广东卷)如图所示,磁控管内局部区域分布有水平向右的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场。电子从M点由静止释放,沿图中所示轨迹依次经过N、P两点。已知M、P在同一等势面上,下列说法正确的有()

A.电子从N到P,静电力做正功

B.N点的电势高于P点的电势

C.电子从M到N,洛伦兹力不做功

D.电子在M点所受的合力大于在P点所受的合力

7.(广东广州模拟)如图所示,“凹”形区域abcdpnhjkf,各边长已在图中标示,L为已知量。在该区域内有正交的匀强电场和匀强磁场,与ab平行的虚线为电场的等势线;磁场方向垂直纸面向外,磁感应强度大小为B。容器A中质量为m、电荷量为e的电子经小孔S1不断地飘入加速电场,其初速度几乎为0,电子经加速电场加速后从小孔S2离开,接着从O点进入“凹”形区域,沿Oc做直线运动经c点离开“凹”形区域。若仅撤去磁场,电子从b点离开“凹”形区域。不计电子的重力及电子间的相互作用力。

(1)求加速电场的电压和“凹”形区域的电场强度。

(2)若仅撤去“凹”形区域中的电场,求电子离开“凹”形区域时的位置到O点的距离。

(3)若撤去“凹”形区域中的电场,改变加速电场的电压,使得电子在“凹”形区域内运动的时间均相等,求加速电场电压的取值范围。

参考答案

第7讲专题提升:带电粒子在叠加场中的运动

1.BD解析小液滴在A点由静止释放,由轨迹可知小液滴先向上运动,小液滴速度为零时只受重力和静电力,静电力向上且大于重力,B点是轨迹上的最高点,合力指向凹侧,则洛伦兹力向下,速度方向过B点与运动轨迹相切,由左手定则可知小液滴带负电,因静电力向上,小液滴带负电,可知电场方向竖直向下,小液滴运动过程中,B点电势最高,小液滴在B点电势能最小,A错误,B正确;小液滴在最高点B受力不平衡,合力指向运动轨迹的凹侧,C错误;小液滴运动过程中,电