2019届高考物理复习专题练习：专题4电场和磁场3

1、训练 10 带电粒子在组合场、复合场中的运动一、选择题（本大题共 8 小题，每小题 8 分，共 64 分第 15 题只有一项符合题目要求, 第 68题有多项符合题目要求.）a i+七 +1x x xBxb1一 一 一 一 一11 如图所示，水平放置的平行金属板a、b 带有等量异种电荷，a 板带正电，两板间有垂直于纸面向里的匀强磁场，若一个带正电的液滴在两板间做直线运动，其运动的方向是（）A 沿竖直方向向下B 沿竖直方向向上C.沿水平方向向左D .沿水平方向向右解析：A 项，重力向下，电场力向下，洛伦兹力向右，合力与速度不共线，A 错误；B 项， 竖直方向向上运动，重力向下，电场力向下，洛伦兹力

2、向左，合力与速度不共线，B 错误；C项，重力向下，电场力向下，洛伦兹力向下，合力与速度不共线，C 错误；D 项，重力向下，电场力向下，当三力平衡时，液滴做匀速直线运动，D 正确.答案：D2回旋加速器是加速带电粒子的装置，其核心部分是分别与高频交流电极相连接的两个 D 形金属盒，两盒间的狭缝中形成的周期性变化的电场，使粒子在通过狭缝时都能得到加速， 两 D 形金属盒处于垂直于盒底的匀强磁场中，如图所示，要增大带电粒子射出时的动能，则 下列说法中正确的是（）A .增大匀强电场间的加速电压B .增大磁场的磁感应强度C.减小狭缝间的距离D.减小 D 形金属盒的半径解析：回旋加速器利用电场加速和磁场偏转

3、来加速粒子，粒子射出时的轨道半径恰好等2BR于 D 形盒的半径，根据 qvB = m可得，v =，因此离开回旋加速器时的动能Rm2 2 2吟 R，可知 Ek与加速电压无关，与狭缝距离无关，A、C 错误；磁感强度越大，2m径越大，动能越大，B 正确，D 错误. 答案：B3.如图所示，沿直线通过速度选择器的正离子从狭缝S 射入磁感应强度为 B2的匀强磁场中,偏转后出现的轨迹半径之比为Ri: R2= 1 : 2，则下列说法正确的是（）A .离子的速度之比为 1 : 2Ek= 2mv2=D 形盒的半BB 离子的电何量之比为 1 : 2C.离子的质量之比为 1 : 2D .以上说法都不对解析：因为两粒子

4、能沿直线通过速度选择器，则qvBi= qE,即 v =E，所以两离子的速Bl度相同， 选项 A 错误；根据 R=，则凹：m2=R1= 故选项 B、C 错误，D 正确.qB2qiq2R22答案：D4.1i11r 1如图所示，质量为 m 的带电滑块，沿绝缘斜面匀速下滑.当带电滑块滑到有着理想边界 的、方向竖直向下的匀强电场区域时，滑块的运动状态为(静电力小于重力)()A 将减速下滑B .将加速下滑C.将断续匀速下滑D .上述三种情况都有可能发生解析：设斜面与水平方向的夹角为则在滑块未进入电场区域时匀速下滑，有mgsin0=卩 mgos0,得 sin0=QOS0滑块进入电场区域后，将受到竖直方向上的

5、静电力qE，若滑块带正电，有(mg+ qE)sin0=p(mg+ qE)cos0;若滑块带负电，有 (mg - qE)sin0=p(mg -qE)cos0,所以只有选项 C 正确.答案：C5.-I|I-平行板电容器竖直放置， A 板接电源正极，B 板接电源负极，在电容器中加匀强磁场，磁 场方向与电场方向垂直，如图所示，从A 板中间的小孔 C 入射一批带正电的微粒，入射的速度大小、方向各不相同(入射速度方向与磁场方向垂直，且与电场方向夹角小于90，微粒重力不能忽略，则微粒在平行板 A、B 间运动过程中()A .所有微粒的动能都将增加B .所有微粒的机械能都将不变C.有的微粒可能做匀速直线运动D

6、.有的微粒可能做匀速圆周运动解析：微粒在 A、B 间运动过程中受到重力、电场力和洛伦兹力作用，其中洛伦兹力方向始终与速度方向垂直，洛伦兹力不做功，但电场力会做功，微粒机械能可能变化，B 错；若微粒初速度方向斜向右上方，则洛伦兹力的方向斜向左上方，当洛伦兹力与电场力、重力平衡 时，微粒做匀速直线运动，A 错，C 对；由于重力不可能与电场力平衡，故微粒不可能由洛伦兹力提供向心力做匀速圆周运动，D 错.答案：C6.(2015 江苏高考)一带正电的小球向右水平抛入范围足够大的匀强电场中，电场方向水平向左不计空气 阻力，则小球()A .做直线运动B 做曲线运动C.速率先减小后增大D .速率先增大后减小解

7、析：小球运动时受重力和电场力的作用，合力 F 方向与初速度 Vo方向不在一条直线上，小球做曲线运动，选项 A 错误，选项 B 正确.将初速度 Vo分解为垂直于 F 方向的 Vi和沿 F 方向的 V2，根据运动与力的关系，V1的大小不变，V2先减小后反向增大，因此小球的速率先 减小后增大，选项 C 正确，选项 D 错误.答案：BC7 .如图所示，两个半径相同的半圆形轨道分别竖直放在匀强电场和匀强磁场中，轨道两 端在同一高度上，轨道是光滑的而且绝缘，两个相同的带正电小球同时从两轨道左端最高点 由静止释放，a、b 为轨道的最低点，则正确的是A .两小球到达轨道最低点的速度VaVbB .两小球到达轨道

8、最低点时对轨道的压力C.小球第一次到达 a 点的时间大于小球第一次到达b 点的时间D .在磁场中小球能到达轨道的另一端，在电场中小球不能到达轨道的另一端解析：小球在磁场中时，由最高点到最低点只有重力做功，而洛伦兹力不做功；在电场中，由最高点到最低点除重力做功外，电场力做负功，根据动能定理可知，两小球到达轨道最低点的速度 VaVb，选项 A 正确；两小球到达轨道最低点时，由牛顿第二定律可得Fa BqVa22mg= m 罟，Fb mg= m 罟，故 FaFb，选项 B 正确；由于小球在磁场中运动时，磁场力总是RR指向圆心，对小球不做功，整个过程中小球的机械能守恒，而小球在电场中运动受到的电场力对小

9、球做负功，至 U 达最低点时的速度较小，所以在电场中运动的时间也长，故C 错误；由于小球在磁场中运动，磁场力对小球不做功，整个过程中小球的机械能守恒，所以小球可以 到达轨道的另一端，而电场力对小球做负功，所以小球在达到轨道另一端与初位置等高的点 之前速度就减为零了，故不能到达轨道的另一端，故D 正确.答案：ABD8.如图所示，空间中存在水平向左的匀强电场和垂直纸面向里的水平匀强磁场，在该区域中有一个竖直放置的光滑绝缘圆环，环上套有一个带正电的小球.O 点为圆环的圆心，a、b、Fa Fbc、d 为圆环上的四个点，a 点为最高点，c 点为最低点，b、O、d 三点在同一水平线上，已知小球所受电场力与

10、重力大小相等.现将小球从环的顶端a 点由静止释放，则下列判断正确的是()A .小球能越过 d 点并继续沿环向上运动B .当小球运动到 d 点时，不受洛伦兹力作用C. 小球从 d 点运动到 b 点的过程中，重力势能减小，电势能减小D. 小球从 b 点运动到 c 点的过程中，经过弧 be 中点时速度最大解析：电场力与重力大小相等，则二者的合力指向左下方，与 ab 平行，由于合力是恒力，将其等效为新的重力，此时be 弧的中点相当于 “最低点”，小球在此处速度最大，D 对；若小球从 a 点由静止释放，则小球不可能越过d 点，A 错；当小球运动到 d 点时，速度为零，故不受洛伦兹力，B 对；由于 d、b

11、 等高，故小球从 d 点运动到 b 点的过程中，重力势能不变， C 错.答案：BD二、计算题(本大题共 2 小题，共 36 分.需写出规范的解题步骤)9. 2016 北京卷 如图所示，电子由静止开始经加速电场加速后，沿平行于板面的方向射入偏转电场，并从另一侧射出.已知电子质量为m,电荷量为 e,加速电场电压为 U0.偏转电场可看做匀强电场，极板间电压为U，极板长度为 L,板间距为 d.(1) 忽略电子所受重力，求电子射入偏转电场时的初速度V0和从电场射出时沿垂直板面方向的偏转距离(2) 分析物理量的数量级，是解决物理问题的常用方法.在解决(1)问时忽略了电子所受重力，请利用下列数据分析说明其原

12、因.已知 U = 2.0X102V, d= 4.0X102m, m= 9.1x1031kg ,-192e=1.6x10C,g=10 m/s .(3) 极板间既有静电场也有重力场.电势反映了静电场各点的能的性质，请写出电势$的定义式.类比电势的定义方法，在重力场中建立“重力势”忙的概念，并简要说明电势和“重力势”的共同特点.解析：本题主要考查带电粒子在加速电场和偏转电场中的运动、电势的定义等，意在考 查学生对相关知识的理解和应用能力.12(1)根据功和能的关系，有 eUo= mv0电子射入偏转电场的初速度 v=“ .e 牛2121 eU2UL偏转距离尸 2a(t= 2乔3= 4Ud 考虑电子所受

13、重力和电场力的数量级，有29重力 G= mg10-N电场力 F= eU10-15N在偏转电场中，电子的运动时间L = = LV0由于 F? G,因此不需要考虑电子所受重力.电场中某点电势0定义为电荷在该点的电势能Ep与其电荷量 q 的比值，即 片丘q由于重力做功与路径无关，可以类比静电场电势的定义，将重力场中物体在某点的重力EG势能EG与其质量 m 的比值，叫做“重力势”，即 忙=兰m电势$和重力势 怕都是反映场的能的性质的物理量，仅由场自身的因素决定.2evoUL2m 4Uod(2)由于 F? G，因此不需要考虑电子所受重力辛 电势0和重力势 怕都是反映场的能的性质的物理量，仅由场自身的因素

14、决定10.(1)洛伦兹力提供向心力，2qvB = ，解得 r =罟若质子垂直打在 N 板上，质子出磁场时须与磁场的右边界垂直,Mr qB如图甲所示，由几何关系得Dcos60 Lr1=CoS6? =2LI区磁场的磁感应强度为 Bi=畀qri2qL(2)质子进入电场后逆着电场线做匀减速直线运动，调节电场强度的大小,qEL = 0*mv2M1 -；口冰* *JE1 |1 . 4爭1 1I.欄|11N答案：如图所示，真空中竖直条形区域1存在垂直纸面向外的匀强磁场，条形区域n存在水平 向左的匀强电场，磁场和电场宽度均为L 且足够长，图中虚线是磁场与电场的分界线，为涂有荧光物质的竖直板，质子打在M、N 板上被吸附而发出荧光现有一束质子从速度 v 连续不断地射入磁场，入射方向与M 板成 60夹角且与纸面平行，已知质子质量为电荷量为 q,不计质子重力和相互作用力，求：(1)若质子垂直打在 N 板上，1区磁场的磁感应强度(2)在第(1)问中，调节电场强度的大小，N板上的亮斑刚好消失时的场强E;2(3)若区域n的电场强度 E=业，要使 M 板出现亮斑，1区磁场的最小磁感应强度8qL解析：Bi；N 板上的亮斑刚好消失时的场强M、NA 处以m,B2.N板上的亮斑刚好消失时，质子的速度刚好减为零，由动能定理得一2mvN 板上的亮斑刚好消失时的场强为E=亦N乙(3)设质子从磁场进入电