高考物理二轮复习第1部分专题讲练突破三电场和磁场限时规范训练2

限规训建议用时：45分钟1．如图，在两水平极板间存在强电场和匀强磁场，电场方向竖直向下，磁场方向垂直于纸面向里一电粒子以某一速沿水平直线通过两极板不计重力下列四个物理量中哪一个改变时，粒子运动轨迹不会改()A．粒子速度的大小B．粒子所带的电荷量C．电场强度D．磁感应强度解析：B.粒子作直线运动，qvB＝，E＝vB与关．2．如图所示，空间存在互相垂的匀强电场和匀强磁场，图中虚线为匀强电场的等势线，一不计重力的带电粒子在点某一初速度垂直势线进入正交电磁场中轨如图所示粒在N点的度比在M点的度)．则下列说法正确的()A．粒子一定带正电B．粒子的运动轨迹一定是抛物C．电场线方向一定垂直等势面左D．粒子从点动到N点过中电势能增大解析：C.根据粒子在电、磁中的运动轨迹和左手定则可知，粒子一定带负电，选项A错误由洛伦兹力方向始终与度方向垂直粒子受到的合力是变力而物体只有在恒力作用下做曲线运动时轨才抛物线，选项误由于空间只存在电场和磁场粒的速度增大在过程中电场力对带电粒子做正功场方向一定垂直等势面向左，选项C正；电场力做正功，电能减小，选项D误．3．(2016·河北石家庄一模(多选为测某化工厂的污水排放量，技术人员在该厂的排污管末端安装了如图所示的流量计．该装置由绝缘材料制成，长、宽、高分别、，左右两端开口垂于上下底面向加磁感应强度大小为B的强磁场前两个侧面内分别固定有金属板作为电极．污水充满管口并从左向右流经该装置时，接在、N两端间的

电压表将显示两个电极间的电压.用Q表示水流量单位时间内排出的污水体积)，则下列说法中正确的是)A．端电势比M端的高B．若污水中正负离子数相同，前后表面的电势差为零C．电压表的示数U跟a和成正比，跟c无D．电压表的示数U跟水的流量Q成正解析：正离子向右移动，受到洛伦兹力作用，根据左手定则，正离子向后表面偏，负离子向前表面偏，所以前表面比后表面电势低，即端电势比M端的，选项A确，UUB错；最终正负离子受到电场、洛伦兹力作用而平衡，qE＝，又E，得v＝，bQB而污水流量Q＝得U＝，电压表的示数U跟水的流量Q成比，跟c成比选c项C错，正．4．如图所示是回旋加速器的工原理图，两个半径为R的空半圆金属盒D、间窄宽为d，两金属电间接有高频电压U，中心O处子源产生的质量为、带电荷量为的粒子在两盒间被电压U加匀磁场垂直两盒面粒子在磁场中做匀速圆周运动粒子在匀强磁场中运行的总时间为t，则下列说法正确的()qA．粒子的比荷越小时间越mB．加速电压越，时间大C．磁感应强度B越，时间t越大D．窄缝宽度越，时间大v解析：C.带粒子在磁场中做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力Bqv＝及粒子最rqBR大偏转半径为R得带粒子获得的最大动能为＝，加次数为n，则＝，2

qBqBT粒子每加速一次后，在磁场中运动半个周期，所以粒子在匀强磁场中运行的总时＝·2ππ＝，立得t＝，正，、、错．Bq2U5．如图所示为直正对置的两平行金属板，其中a板正电，两板间的电压为，在金属板下方存在一有界的匀强磁场，磁场的上边界为与两金属板下端重合的水平面，qPQ下方的磁场范围足够大，磁场的磁感应强度大小为B，一比荷为的正电粒以速度vm从两板中间位置沿与、平方向射入两板间的偏转电场，不计粒子重力，粒子通过偏转电场后从边界上的点入磁场动一段时间后又从边上的点出磁场M、N两点离为xM、点图中未画)．则以下说法中正确的是()A．只减小磁感应强度B的小，则减B．只增大初速度v的小，则x减qC．只减小带电粒子的比荷，x不变mD．只减小偏转电场的电压U的小，则x不解析：D.粒子进入磁场后做速圆周运动，设粒子进入磁场时速度方向与磁场边界的夹角为θ，度大小为v＝

vsinθ

mv，轨道半径＝，几何关系可知2Rsinθ＝，q只减小磁感应强度B、只增大初度v或减小带电粒子的比荷时，都可使增，而xm与偏转电场的电压U无，故选项、、误，正．6．如图所示，在第一象限存在强磁场，磁感应强度方向垂直于纸xy平面向；在第四象限存在匀强电场，方向沿x轴向．在y轴正半轴上某点与x轴向平行、大小为v的度发射出一带正电荷的粒子，该粒子(d,0)沿垂直于x轴方向进入电场．不计重力．若该粒子离开电场时速度方向与负方向的夹角为θ.求(1)电场强度大小与磁感应强度大小的比值；(2)该粒子在电场中运动的时间．解析：

vB2(2)vB2(2)(1)如图，粒子进入磁场后做匀速圆周运动．设磁感应强度的大小为B，粒子质与所带电荷量分别为和q，圆周运动的半径为R.由洛伦兹力公式及牛顿二定律得vqvB＝①由题给条件和几何关系可知R＝②设电场强度大小为，粒子进入电场后沿x轴方向的加速度大小为a在电场中运动的时间为t，离开电场时沿轴方的速度大小为v.由牛顿第二定及运动学公式得＝③v＝a④xvt＝⑤2由于粒子在电场中做类平抛运(如图，有vtanθ＝⑥联立①②③④⑤⑥式得E1＝vtan(2)联立⑤⑥式得2t＝.vtanθ1答案：vtanθ2

2dvtanθ7．如图所示，在平面直角坐标内，第Ⅰ象限的等腰直角三角形MNP区内存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场，＜的区内存在着沿轴方向的匀强电场．一质量为m电荷量为的正电粒子从电场中Q(－h－点以速度v水平右射出，经过坐标原点O处射第Ⅰ象限，最后以垂直于的向射出磁场．已知平行于轴N点的标为(22)，不计粒子的重力，求：(1)电场强度E的大小以及带电子从O点出强电场时与水平方向的夹角α；

vvvvvv(2)磁感应强度的小；(3)带电粒子从点动到射出磁场的时间t解析：(1)粒在匀强电场中做平抛运动，由平抛运动规律及牛顿运动定律得2＝1h＝2又qE＝ma联立以上各式解得＝2qh设粒子到达点的速度为v，y轴方向的分速度为qE2则有v＝at＝·＝，＝v＋＝2yv速度v与轴方向的夹角α满tanα＝＝即＝45°因此粒子从的中点垂直于MP进入磁场．1(2)又因为粒子垂直于射出磁场，所以P点圆心．轨道半径R＝MP＝22v由牛顿第二定律有＝Rmv联立解得B＝qh2(3)带电粒子在电场中运动的时间t＝，从O点运到磁场边界的时间t＝

2＝，πR4在磁场中运动的时间t＝＝v

π4带电粒子从点动到射出磁场的时间2πhπt＝＋＋＝＋＋v44

.答案：解析8．使用回旋加速器的实验需要离子束从加速器中引出，离子束引出的方法有磁屏蔽通道法和静电偏转法等．质量为m，度为的离子回旋加速器内旋转，旋转轨道是半径为的圆，圆心在O点轨道在垂直纸面向外的匀强磁场中，磁感应度为B为引出离子束，使用磁屏蔽通道法设计引出器原理如图所示圆形金属板组成弧形引出通道，通道的圆心位于O′点′图未画)．引出离子时，令引出通道内磁场的磁感应强度降低，从而使离子从点入通道，沿通道中心从点射出．已知OQ长度为，与

④R④R的夹角为θ.(1)求离子的电荷量q并判断其正负；(2)离子从P点进，点出，通道内匀强磁场的磁感应强度应为′，求′；(3)换用静电偏转法引出离子束，维持通道内的原有磁感应强度B不变，在内外金属板间加直流电压，两板间产生径向电场，忽略边缘效应．为使离子仍P点入Q点射，求通道内引出轨迹处电场强度的向和大小．解析：(1)离子做圆周运动，mv＝①rmvq＝，正电荷②Br(2)如图所示O′＝，＝，′＝－rmv引出轨迹为圆弧B′qv＝③R得＝

mvqB′根据几何关系得r－rLθR＝⑤2－2cosmvr－2cosθ故′＝＝qRrL－2cosθ(3)电场强度方向沿径向向外⑦

⑥引出轨迹为圆弧BqvEq＝

mv⑧Bv－E＝⑨r－Lrθ

Br正电荷(2)vBr正电荷(2)vmv答案：(3)沿径向向外

Br－2cosθr－cosθBv－rr2Lrθ9．(2016·百校联盟押题卷)如甲所示，水平放置的两平行金属板长＝6.34cm，两板间距为d＝，板间有磁感应强度按图乙所示规律变化的匀强磁场和电场强度按图丙所示规律变化的匀强电场，其中B＝T，EV/m.t＝时刻金属板上极板带正电，q磁场方向垂直纸面向里．一比荷为＝1.0×10C/kg的带正电粒子(不计重力)以速度＝m2.0×10平金属板从两板左侧中间位置垂直磁场方向射入．求：(1)粒子在运动过程中与上极板的最近距离；(2)粒子在两极板间运动的总时间和在两极板间的偏转距离取＝3.14)解析：(1)在0～×10s时间，由于＝，子做匀速直线运动在π×10～π×10s时间内，粒子只受洛伦兹力作用根据牛顿第二定律可得qBvv＝r2解得r＝4×10m，T＝＝πs1即粒子逆时针转了41同理，在2～π×10s时内，粒子顺时针转了4在3×10～π