【志鸿优化设计】（浙江专用）高考物理一轮复习 第八章 磁场第三节带电粒子在复合场中的运动课时作业.doc

课时作业26 带电粒子在复合场中的运动一、不定项选择题1(2012江西南昌调研)某空间存在水平方向的匀强电场(图中未画出)，带电小球沿如图所示的直线斜向下由a点沿直线向b点运动，此空间同时存在由a指向b的匀强磁场，则下列说法正确的是( )a小球一定带正电b小球可能做匀速直线运动c带电小球一定做匀加速直线运动d运动过程中，小球的机械能增大2利用霍尔效应制作的霍尔元件，广泛应用于测量和自动控制等领域。如图是霍尔元件的工作原理示意图，磁感应强度b垂直于霍尔元件的工作面向下，通入图示方向的电流i，c、d两侧面会形成电势差ucd，下列说法中正确的是( )a电势差ucd仅与材料有关b若霍尔元件的载流子是自由电子，则电势差ucd0c仅增大磁感应强度时，电势差ucd变大d在测定地球赤道上方的地磁电场强度弱时，元件的工作面应保持水平3电场强度为e的匀强电场与磁感应强度为b的匀强磁场正交，复合场的水平宽度为d，竖直方向足够长，如图所示。现有一束带电荷量为q、质量为m的粒子以各不相同的初速度v0沿电场方向射入场区，则那些能飞出场区的粒子的动能增量ek可能为( )adq(eb) b.cqed d04如图，空间某一区域内存在着相互垂直的匀强电场和匀强磁场，一个带电粒子以某一初速度由a点进入这个区域沿直线运动，从c点离开区域；如果这个区域只有电场，则粒子从b点离开场区；如果这个区域只有磁场，则粒子从d点离开场区；设粒子在上述三种情况下，从a到b点、a到c点和a到d点所用的时间分别是t1、t2和t3，比较t1、t2和t3的大小，则有(粒子重力忽略不计)( )at1t2t3 bt2t1t3ct1t2t3 dt1t3t25(2012南京模拟)如图所示，从s处发出的热电子经加速电压u加速后垂直进入相互垂直的匀强电场和匀强磁场中，发现电子流向上极板偏转。设两极板间电场强度为e，磁感应强度为b。欲使电子沿直线从电场和磁场区域通过，只采取下列措施，其中可行的是( )a适当减小电场强度eb适当减小磁感应强度bc适当增大加速电场极板之间的距离d适当减小加速电压u6如图所示，空间存在正交的匀强电场和匀强磁场，匀强电场方向竖直向上，匀强磁场的方向垂直纸面向里。有一内壁光滑、底部有带正电小球的试管，在水平拉力f作用下，试管向右匀速运动，带电小球能从试管口处飞出。已知小球质量为m，带电荷量为q，电场强度大小为e。关于带电小球及其在离开试管前的运动，下列说法中正确的是( )a洛伦兹力对小球不做功b洛伦兹力对小球做正功c小球的运动轨迹是一条抛物线d维持试管匀速运动的拉力f应逐渐增大7质谱仪是测带电粒子的质量和分析同位素的一种仪器，它的工作原理是带电粒子(不计重力)经同一电场加速后，垂直进入同一匀强磁场做圆周运动，然后利用相关规律计算出带电粒子质量，其工作原理如图所示，虚线为某粒子运动轨迹，由图可知( )a此粒子带负电b下极板s2比上极板s1电势高c若只增大加速电压u值，则半径r变大d若只增大入射粒子的质量，则半径r变小8医生做某些特殊手术时，利用电磁血流计来监测通过动脉的血流速度。电磁血流计由一对电极a和b以及一对磁极n和s构成，磁极间的磁场是均匀的。使用时，两电极a、b均与血管壁接触，两触点的连线、磁场方向和血流速度方向两两垂直，如图所示。由于血液中的正负离子随血液一起在磁场中运动，电极a、b之间会有微小电势差。在达到平衡时，血管内部的电场可看做是匀强电场，血液中的离子所受的电场力和磁场力的合力为零。在某次监测中，两触点间的距离为3.0 mm，血管壁的厚度可忽略，两触点间的电势差为160 v，磁感应强度的大小为0.040 t。则血流速度的近似值和电极a、b的正负为( )a1.3 m/s，a正、b负 b2.7 m/s，a正、b负c1.3 m/s，a负、b正 d2.7 m/s，a负、b正二、非选择题9. (2012瑞安四校高三联考)如图所示，有3块水平放置的长薄金属板a、b和c，a、b之间相距为l。紧贴b板下表面竖直放置半径为r的半圆形塑料细管，两管口正好位于小孔m、n处。板a与b、b与c之间接有电压可调的直流电源，板b与c间还存在方向垂直纸面向外的匀强磁场。当体积为v0、密度为、电荷量为q的带负电油滴，等间隔地以速率v0从a板上的小孔竖直向下射入，调节板间电压uba和ubc，当ubau1、ubcu2时，油滴穿过b板m孔进入细管，恰能与细管无接触地从n孔射出。(忽略小孔和细管对电场的影响，不计空气阻力。mv0)求：(1)油滴进入m孔时的速度v1；(2)b、c两板间的电场强度e和磁感应强度b的值。10(2012南昌模拟)如图所示，真空中有以o为圆心、r为半径的圆柱形匀强磁场区域，圆的最下端与x轴相切于坐标原点o，圆的右端与平行于y轴的虚线mn相切，磁感应强度为b，方向垂直纸面向外，在虚线mn右侧x轴上方足够大的范围内有方向竖直向下、电场强度大小为e的匀强电场。现从坐标原点o向纸面内不同方向发射速率相同的质子，质子在磁场中做匀速圆周运动的半径也为r，已知质子的电荷量为e，质量为m，不计质子的重力、质子对电磁场的影响及质子间的相互作用力。求：(1)质子进入磁场时的速度大小；(2)沿y轴正方向射入磁场的质子到达x轴所需的时间。11如图所示，匀强电场电场强度e4 v/m，方向水平向左，匀强磁场的磁感应强度b2 t，方向垂直纸面向里，质量m1 kg的带正电小物体a，从m点沿绝缘粗糙的竖直墙壁无初速度下滑，它滑行h0.8 m到n点时脱离墙壁做曲线运动，在通过p点瞬时a受力平衡，此时其速度与水平方向成45角，且p点与m点的高度差为h1.6 m，g取10 m/s2。试求：(1)a沿墙壁下滑时，克服摩擦力做的功wf是多少？(2)p点与m点的水平距离s是多少？参考答案 1cd解析：由于重力方向竖直向下，空间存在磁场，且直线运动方向斜向下，与磁场方向相同，故不受磁场力作用，电场力必水平向右，但电场具体方向未知，故不能判断带电小球的电性，选项a错误；重力和电场力的合力不为零，故不是匀速直线运动，所以选项b错误；因为重力与电场力的合力方向与运动方向相同，故小球一定做匀加速运动，选项c正确；运动过程中由于电场力做正功，故机械能增大，选项d正确。2bc解析：根据qqbv，得ubdv，所以电势差ucd取决于b、d、v，故a错误，c正确。电子带负电，根据左手定则，可确定b正确。赤道上方地磁场磁感线方向是水平的，而霍尔元件的工作面需要和磁场方向垂直，故工作面应竖直放置，d错误。3cd4.c5.a解析：欲使电子沿直线从电场和磁场区域通过，则qeqvb，而电子流向上极板偏转，则qeqvb，故应减小e或增大b、v。故a正确，b、c、d错误。6.acd7c解析：粒子从s3小孔进入磁场中，速度方向向下，粒子向左偏转，由左手定则可知粒子带正电。带正电的粒子在s1和s2两板间加速，则要求电场强度的方向向下，那么s1板的电势高于s2板的电势。粒子在电场中加速，由动能定理有mv2qu，在磁场中偏转，则有r，联立两式解得r，由此式可以看出只增大u或只增大m时，粒子的轨道半径都变大。8a解析：根据左手定则，可知a正b负，所以c、d错；因为离子在场中所受合力为零，bqvq，所以v1.3 m/s，a对，b错。9答案：(1)(2)解析：(1)油滴进入电场后，重力与电场力均做功，设到m点时的速度为v1，由动能定理mvmvmglqu1考虑到mv0得：v1(2)油滴进入电场、磁场共存区域，恰与细管无接触地从n孔射出，须电场力与重力平衡，有：mgqe得：e油滴在半圆形细管中运动时，洛伦兹力提供向心力，由qv1b得：b。10答案：(1)(2)解析：(1)由洛伦兹力公式和牛顿第二定律得：bev则v(2)沿y轴正方向射入磁场的质子在磁场中运动了t，然后垂直电场方向射入匀强电场。质子在磁场中运动的时间tbt。进入电场后质子做类平抛运动，y方向上的位移yrat2t解得：te则：ttbte。1