20192020学年高二物理人教版选修31课时练(26)带电粒子在复合场中运动Word版含答案

带电粒子在复合场中的运动1、盘旋加快器是加快带电粒子的装置，其核心部分是分别与高频沟通电极相连结的两个D形金属盒，两盒间的狭缝中形成的周期性变化的电场，使粒子在经过狭缝时都能获得加快，两D形金属盒处于垂直于盒底的勻强磁场中，如下图。现要增大带电粒子从冋旋加快器射出时的动能，以下方法可行的是（）减小磁场的磁感觉强度减小狭缝间的距离C.增大高频沟通电压D.增大金属盒的半径2、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点进入方向如下图的正交的匀强电场和匀强磁场构成的复合场区，该微粒在电场力、洛伦兹力和重力的共同作用下，恰巧沿直线运动到A，以下说法中正确的选项是()A.该微粒带正电荷B.微粒从O到A的运动可能是匀变速运动C.该磁场的磁感觉强度大小为mgD.该电场的场强为Bvcosqvcos3、一带电粒子以初速度v先后经过匀强电场E和匀强磁场B(如图甲所示),电场和磁场对粒子做功为W,若把电场和磁场正交叠加后(如图乙所示),粒子仍以v(不计重力的影响)则12()A.W1=W2B.W1>W2C.W1<W2D.没法比较4、霍尔效应已经被宽泛应用于科研、生产和生活中。通电导体中的自由电荷定向挪动时受到洛伦兹力而发生偏转产生霍尔电势差。如下图

,一矩形薄片搁置在竖直向下

(垂直

e、f两面)的匀强磁场

B中,沿垂直

c、d两面的方向通以恒定电流

I

,则()A.在c、d两面间存在霍尔电势差B.必定是

a面电势高于

b面电势C.经过

a、b两面电势高低能够判断薄片中载流子的电性D.电解液

(同时存在等电荷量的正、负离子

)导电也能产生霍尔效应5、如下图,竖直平面内的平面直角坐标系的y轴竖直向上、

x轴水平向右

,电场方向斜向右上,磁场方向水平向里,带正电小球在磁场中做直线运动,则(

)A.小球可能沿x轴正方向运动B.小球可能沿x轴负方向运动C.小球可能沿y轴正方向运动D.小球可能沿y轴负方向运动6、当前生界上正在研究一种新式发电机叫磁流体发电机，它能够把气体的内能直接转变为电能．如下图为它的发电原理图．将一束等离子体(即高温下电离的气体，含有大批带正电和负电的粒子，从整体上来说呈电中性)发射入磁感觉强度为B的匀强磁场，磁场中有两块面积为S、相距为d的平行金属板，金属板与外电阻R相连构成一电路．设气流的速度为v，气体的电导率(电阻率的倒数)为g，则流过外电阻R的电流强度I及电流方向为()A．IBdv，A→R→BRB．IBdvSg，A→R→BgSRdC．IBdv，B→R→ARD．IBdvS，→→SRgd7、有一混淆正离子束先后经过正交电磁场地区Ⅰ和匀强磁场地区Ⅱ,如下图,假如这束正离子流在地区Ⅰ中不偏转,进入地区Ⅱ后偏转半径r同样,则它们必定拥有同样的()A.速度B.质量C.电荷量D.比荷8、如下图,在x轴上方有沿y轴负方向的匀强电场,电场强度为,在x轴下方的等腰直E角三角形地区内有垂直于xOy平面向外的匀强磁场,磁感觉强度为,此中、D在x轴CDMBC上,它们到原点O的距离均为a。现将质量为m,电荷量为+q的粒子从y轴上的P点由静止释放,设P点到O点的距离为h,不计重力作用与空气阻力的影响。以下说法正确的选项是()A.若粒子垂直于CM射出磁场,则hB.若粒子垂直于CM射出磁场,则h

B2a2q2mEB2a2q8mEC.若粒子平行于x轴射出磁场,则hB2a2q2mED.若粒子平行于x轴射出磁场,则hB2a2q8mE9、电磁流量计是依据法拉第电磁感觉定律制造的用来丈量管内导电介质体积流量的感觉式仪表.如下图为电磁流量计的表示图,匀强磁场方向垂直于纸面向里,磁感觉强度大小为B.当管中的导电液体流过时,测得管壁上a、b两点间的电压为U.单位时间内流过管道某一横截面的液体体积为流量,已知管道直径为D,则()A.管中的导电液体流速为UBDB.管中的导电液体流速为BDUC.管中的导电液体流量为BDUπD.管中的导电液体流量为BU4B10、如下图,虚线空间中存在由匀强电场E和匀强磁场B构成的正交或平行的电场和磁场(图中实线为电场线),有一个带正电小球(电荷量为q,质量为m)从正交或平行的电磁复合场上方的某一高度自由落下,那么,带电小球可能沿直线经过的是()A.B.C.D.11、在相互垂直的匀强磁场和匀强电场中固定搁置一圆滑的绝缘斜面,其倾角为,斜面足够长,磁场的磁感觉强度为B,方向垂直纸面向外,电场方向竖直向上,如下图.一质量为m、带电量为q的小球静止放在斜面的最高点,小球对斜面的压力恰巧为零.在开释小球的同时,将电场方向快速改为竖直向下,电场强度大小不变.1.小球沿斜面下滑的速度为v多大时,小球对斜面的压力再次为零?2.小球从开释到走开斜面所用时间是多少?12、如下图，在平面直角坐标系xOy内，第二、三象限内存在沿y轴正方向的匀强电场，第一、四象限内存在半径为L的圆形匀强磁场，磁场方向垂直于坐标平面向外．一个质量为m，带电量为q的带正电的粒子从第三象限中的Q（-2L，-L）点以速度v0沿x轴正方向射出，恰巧从坐标原点O进入磁场，从P（2L，0）点射出磁场．不计粒子重力，求：（1）电场强度E（2）从P点射出时速度vp的大小（3）粒子在磁场与电场中运动时间之比．答案及分析：答案：D分析：依据qvBv2得，粒子出D形金属盒时的速度vBqR,则粒子出D形mRm金属盒时的动能Ek1mv2B2q2R2,可知：Ek与高22m频沟通电压、狭缝间的距离没关；减小磁场的磁感觉强度，能够减小Ek;增大D形金属盒的半径，能够增大Ek。故ABC错误，D正确。答案及分析：答案：C分析：3答案及分析：答案：B分析：在乙图中,因为v<E/B,电场力力有与电场力方向相反的分力;

qE大于洛伦兹力qBv,依据左手定章判断可知:洛伦兹而在甲图中带电粒子粒子只受电场力电场力做功许多,

qE,则在甲图的状况下,粒子沿电场方向的位移较大,所以选项A、C、D错误,选项B正确.应选:B.答案及分析：答案：C分析：在霍尔效应中,霍尔电势差对应方向、磁场方向和通电电流方向相互垂直,因此必定是在a、b两面间存在霍尔电势差,A错误;由左手定章能够判断,当薄片中载流子带正电荷时,ab,当薄片中载流子带负电荷时,则ab,B错误,C正确;电解液中存在等电荷量的正、负离子,通电时正、负离子的运动方向相反,所受洛伦兹力方向同样,向同样方向偏转,所以不可以产生霍尔效应,D错误。答案及分析：答案：C分析：小球带正电,电场力斜向右上、重力竖直向下,小球做直线运动,则小球所受协力为0或所受协力与运动方向共线,剖析四个选项可知,选项C对,ABD错。答案及分析：答案：B分析：依据左手定章知正电荷向上偏，负电荷向下偏，上极板带正电，下极板带负电，所以流过外电阻R的电流方向为A→R→B.最后电荷处于均衡有：qvBE，解得电动势E＝Bdvqd.ddEBdvBdvSg，故B内电阻rgS,依据闭合电路欧姆定律有：IdgSRgdsRrRgS正确，A、C、D错误．答案及分析：答案：AD分析：在地区Ⅰ,运动的正离子遇到竖直向下的电场力和竖直向上的洛伦兹力

,且

Eq=Bqv,离子以速度

v

E匀速穿过地区Ⅰ

,进入地区Ⅱ

,离子做匀速圆周运动,轨道半径

r

mv

,因为B

qB离子在地区Ⅰ中不偏转,则v同样,当v同样时,必有q/m同样,应选AD。答案及分析：答案：AD分析：粒子在电场中加快,有qEh1mv02在磁场中做圆周运动,若粒子垂直于CM射出磁场,2则轨迹所对的圆心角θ=45°,半径=,由洛伦兹力供给向心力,有qv0Bmv02Ra,得RRmv0,联立以上各式得hB2a2q,A正确;若粒子平行于x轴射出磁场,则轨迹所对的圆qB2mE心角θ=90°,半径a,同理可得hB2a2q,D正确。28mE答案及分析：答案：AD分析：a和b两点的电势差达到稳固的条件为qUqvB,则vU,应选项A正确,B错误;DBD导电液体的流量即单位时间经过某一横截面的液体体积,故流量Vvtπ(D)2π2UπDU2D,将vQtv代入可得Q,应选项C错误,D正确.t4BD4B答案及分析：答案：CD分析：带电小球进入复合场时受力状况,如下图(图B中洛伦兹力Bqv的方向垂直于纸面向外),此中只有C、D两种状况下带电小球合外力可能为零,所以C、D项中带电小球有可能沿直线经过复合场地区;A项中带电小球遇到的洛伦兹力qvB随其速度v的增大而增大,所以三力的协力不会总保持在竖直方向,协力与速度方向将产生夹角,做曲线运动;B项中带电小球在洛伦兹力qvB作用下做曲线运动。答案及分析：答案：1.由题意知,电场方向反转前,有mgqE电场方向反转后,小球先沿斜面向下做匀加快直线运动,到对斜面压力为零时开始走开斜面,此时有qvB(mgqE)cos2mgcos.联立以上各式得vqB2.小球在斜面上下滑速度为v2mgcos时走开斜面,又有vatqBa2gsin联立以上各式得,所用时间为tmcot.qB分析：答案及分析：答案：粒子在电场中做类平抛运动，在磁场中做平抛运动，运动轨迹如下图；（1）粒子在电场中做类平抛运动，x轴方向：2L=v0t，y方向：L1at21qEt2，22m解得，电场强度：Emv20；2qL2）设粒子抵达坐标原点时竖直分速度为vy