2019年高考物理大二轮复习浙江专用优选习题：专题三电场与磁场 提升训练10
(浙江专用)2019版高考物理大二轮复习优选完整版习题专题综合训练3
专题综合训练(三)1.如图所示,某区域电场线左右对称分布,M、N为对称线上两点。
下列说法正确的是()A.M点电势一定高于N点电势B.M点电场强度一定大于N点电场强度C.正电荷在M点的电势能小于在N点的电势能D.将电子从M点移动到N点,静电力做正功2.如图所示,菱形ABCD的对角线相交于O点,两个等量异种点电荷分别固定在AC连线上的M点与N 点,且OM=ON,则()A.A、C两处电势、电场强度均相同B.A、C两处电势、电场强度均不相同C.B、D两处电势、电场强度均相同D.B、D两处电势、电场强度均不相同3.如图所示,正方形线框由边长为L的粗细均匀的绝缘棒组成,O是线框的中心,线框上均匀地分布着正电荷,现在线框上边框中点A处取下足够短的带电量为q的一小段,将其沿OA连线延长线向上移动的距离到B点处,若线框的其他部分的带电量与电荷分布保持不变,则此时O点的电场强度大小为()A.kB.kC.kD.k4.如图,在竖直方向的匀强电场中有一带负电荷的小球(初速度不为零),其运动轨迹在竖直平面(纸面)内,截取一段轨迹发现其相对于过轨迹最高点O的竖直虚线对称,A、B为运动轨迹上的点,忽略空气阻力,下列说法不正确的是()A.B点的电势比A点高B.小球在A点的动能比它在B点的大C.小球在最高点的加速度不可能为零D.小球在B点的电势能可能比它在A点的大5.如图所示,真空中同一平面内MN直线上固定电荷量分别为-9Q和+Q的两个点电荷,两者相距为L,以+Q点电荷为圆心,半径为画圆,a、b、c、d是圆周上四点,其中a、b在MN直线上,c、d两点连线垂直于MN,一电荷量为q的负点电荷在圆周上运动,比较a、b、c、d四点,则下列说法错误的是()A.a点电场强度最大B.负点电荷q在b点的电势能最大C.c、d两点的电势相等D.移动负点电荷q从a点到c点过程中静电力做正功6.真空中,两个固定点电荷A、B所带电荷量分别为Q1和Q2,在它们共同形成的电场中,有一条电场线如图实线所示,实线上的箭头表示电场线的方向,电场线上标出了C、D两点,其中D点的切线与AB 连线平行,O点为AB连线的中点,则()A.B带正电,A带负电,且|Q1|>|Q2|B.O点电势比D点电势高C.负检验电荷在C点的电势能大于在D点的电势能D.在C点静止释放一带正电的检验电荷,只在电场力作用下将沿电场线运动到D点7.如图所示,矩形虚线框的真空区域内存在着沿纸面方向的匀强电场(具体方向未画出),一粒子从bc 边上的M点以速度v0垂直于bc边射入电场,从cd边上的Q点飞出电场,不计粒子重力。
2019年高考物理二轮复习专题10磁场练含解析201904041144
4mv
【答案】 （1） B
0 （2）
qd
d
（3）
5v
0
t m
2d
2d
直线运动的时间
t
，解得
t
5v 0
2
2
v
则
1
点睛：本题考查带电粒子在组合磁场中的运动，第（1）小题先确定粒子圆周运动的半径，再
根据洛伦兹力提供向心力列式求解；第（2）小题解答关键是定圆心、画轨迹，分段分析和计
算；第（3）小题求 Δt 的最大值，关键是要注意带电粒子在磁场中运动的时间不变和速度大
记住两个常用的公式：
R
和
mv T qB
。 考点定位】带电粒子在复合场中的运动
2m qB
【名师点睛】本题难度不大，但需要设出的未知物理量较多，容易使学生感到混乱，要求学生 认真规范作答，动手画图。 5．【2017·江苏卷】（16 分）一台质谱仪的工作原理如图所示．大量的甲、乙两种离子飘入 电压为 U0 的加速电场，其初速度几乎为 0，经过加速后，通过宽为 L 的狭缝 MN 沿着与磁场垂 直的方向进入磁感应强度为 B 的匀强磁场中，最后打到照相底片上．已知甲、乙两种离子的电 荷量均为+q，质量分别为 2m 和 m，图中虚线为经过狭缝左、右边界 M、N 的甲种离子的运动轨 迹．不考虑离子间的相互作用．
（1）求磁感应强度大小 B； （2）入射速度为 5v0 时，求粒子从 O 运动到 O ′的时间 t； （3）入射速度仍为 5v0，通过沿轴线 OO′平移中间两个磁场（磁场不重叠），可使粒子从 O 运 动到 O′的时间增加 Δt，求 Δt 的最大值． 【来源】2018 年全国普通高等学校招生统一考试物理（江苏卷）
后进入匀强磁场中做匀速圆周运动，且都是在第一象限和第二象限设置了竖直向下的匀强电场，
(浙江选考)2019高考物理二轮复习 专题三 电场和磁场 第1讲 电场和磁场性质的理解学案
第1讲电场和磁场性质的理解[历次选考考情分析]考点一电场基本性质的理解1．电场强度、电势、电势能的判断方法(1)电场强度①根据电场线的疏密程度进行判断；②根据E＝Fq进行判断．(2)电势①沿电场线方向电势逐渐降低；②若q和W ab已知，由U ab＝W abq判定．(3)电势能①电场力做正功，电势能减小；电场力做负功，电势能增大；②正电荷在电势高的地方电势能大，负电荷在电势高的地方电势能小．2．带电粒子在电场中运动轨迹问题的分析方法(1)某点速度方向即为该点轨迹的切线方向；(2)从轨迹的弯曲方向判断受力方向(轨迹向合外力方向弯曲)，从而分析电场方向或电荷的正负；(3)结合轨迹、速度方向与电场力的方向，确定电场力做功的正负，从而确定电势能、电势和电势差的变化等．1．[库仑定律](2018·浙江4月选考·6)真空中两个完全相同、带等量同种电荷的金属小球A和B(可视为点电荷)，分别固定在两处，它们之间的静电力为F.用一个不带电的同样金属球C先后与A、B球接触，然后移开球C，此时A、B球间的静电力为( )A.F8B.F4C.3F8D.F2答案 C解析 设A 、B 两金属小球开始带电荷量均为Q ，距离为r ，F ＝k Q 2r 2，用一个不带电的金属球C 先后与A 、B接触，与A 接触完后，A 、C 带电荷量均为Q 2，再与B 接触后，B 、C 带电荷量均为34Q ，F ′＝k Q 2·34Q r 2＝38F ，因此选C.2．[电容器](2018·温州市六校期末)目前，指纹锁已普遍用于智能机、门卡等，其中有一类指纹锁的主要元件为电容式传感器，其原理是手指贴上传感器时，皮肤表面会和传感器上许许多多相同面积的小极板一一匹配成平行板电容器，每个小电容器的电容值仅取决于传感器上的极板到对应指纹表面的距离．在此过程中外接电源将为所有电容器充到一个预先设计好的电压值，然后开始用标准电流放电，再采集各电容器放电的相关信息与原储存的指纹信息进行匹配，如图1所示．下列说法正确的是()图1A ．湿的手不会影响指纹解锁B ．极板与指纹嵴(凸起部分)构成的电容器电容小C ．极板与指纹沟(凹的部分)构成的电容器充上的电荷较多D ．极板与指纹沟(凹的部分)构成的电容器放电时间较短 答案 D3．[电场强度和电势差]如图2所示，在xOy 平面内有一个以O 为圆心、半径R ＝0.1 m 的圆，P 为圆周上的一点，O 、P 两点连线与x 轴正方向的夹角为θ.若空间存在沿y 轴负方向的匀强电场，场强大小E ＝100 V/m ，则O 、P 两点的电势差可表示为()图2A ．U OP ＝－10sin θ (V)B ．U OP ＝10sin θ (V)C ．U OP ＝－10cos θ (V)D ．U OP ＝10cos θ (V) 答案 A解析 由题图可知匀强电场的方向是沿y 轴负方向的．沿着电场线的方向电势是降低的，所以P 点的电势。
(浙江专用)2019版高考物理大二轮复习优选习题 仿真模拟卷3
（浙江专用）2019版高考物理大二轮复习优选习题仿真模拟卷3编辑整理：尊敬的读者朋友们：这里是精品文档编辑中心，本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的，发布之前我们对文中内容进行仔细校对，但是难免会有疏漏的地方，但是任然希望（（浙江专用）2019版高考物理大二轮复习优选习题仿真模拟卷3）的内容能够给您的工作和学习带来便利。
同时也真诚的希望收到您的建议和反馈，这将是我们进步的源泉，前进的动力。
本文可编辑可修改，如果觉得对您有帮助请收藏以便随时查阅，最后祝您生活愉快业绩进步，以下为（浙江专用）2019版高考物理大二轮复习优选习题仿真模拟卷3的全部内容。
仿真模拟卷（三）一、选择题Ⅰ(本题共13小题,每小题3分，共39分.每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，不选、多选、错选均不得分)1.下列各选项中的负号表示方向的是()A.“—5 J”的功B.“-5 m/s"的速度C.“-5 ℃”的温度D。
“—5 V”的电势2。
如图,一物块在水平拉力F的作用下沿水平桌面做匀速直线运动。
若保持F的大小不变，而方向与水平面成60°角，物块也恰好做匀速直线运动。
物块与桌面间的动摩擦因数为()A.2—B.C。
D。
3.现在有一种观点，认为物理学是一门测量的科学。
那么在高中物理中的自由落体运动规律、万有引力常量、电流的热效应、元电荷的数值分别是由不同的科学家测量或发现的，他们依次是()A。
伽利略、牛顿、安培、密立根B。
牛顿、卡文迪许、奥斯特、库仑C.伽利略、卡文迪许、焦耳、密立根D.牛顿、开普勒、奥斯特、密立根4.鱼在水中沿直线水平向左减速游动过程中,水对鱼的作用力方向合理的是（)5.质量分别为m1、m2的甲、乙两球,在离地相同高度处，同时由静止开始下落,由于空气阻力的作用，两球到达地面前经t0时间分别到达稳定速度v1、v2,已知空气阻力大小F f与小球的下落速率v成正比，即F f=kv(k>0），且两球的比例常数k完全相同,两球下落的v-t关系如图所示,下列说法正确的是（）A.m1〈m2B.C.释放瞬间甲球的加速度较大D.t0时间内两球下落的高度相等6。
(浙江专用)2019版高考物理大二轮复习优选完整版习题专题三电场与磁场提升训练11带电粒子在磁场中的运动
提升训练11 带电粒子在磁场中的运动1.如图所示,O'PQ是关于y轴对称的四分之一圆,在PQMN区域有均匀辐向电场,PQ与MN间的电压为U。
PQ上均匀分布带正电的粒子,可均匀持续地以初速度为零发射出来,任一位置上的粒子经电场加速后都会从O'进入半径为R、中心位于坐标原点O的圆形匀强磁场区域,磁场方向垂直xOy平面向外,大小为B,其中沿+y轴方向射入的粒子经磁场偏转后恰能沿+x轴方向射出。
在磁场区域右侧有一对平行于x轴且到x轴距离都为R的金属平行板A和K, 金属板长均为4R, 其中K板接地,A与K两板间加有电压U AK>0, 忽略极板电场的边缘效应。
已知金属平行板左端连线与磁场圆相切,O'在y轴(0,-R)上。
(不考虑粒子之间的相互作用力)(1)求带电粒子的比荷;(2)求带电粒子进入右侧电场时的纵坐标范围;(3)若电压U AK=,求到达K板的粒子数与进入平行板总粒子数的比值。
2.如图为一装放射源氡的盒子,静止的氡核Rn)经过一次α衰变成钋Po,新核Po的速率约为2³105 m/s。
衰变后的α粒子从小孔P进入正交的电磁场区域Ⅰ,且恰好可沿中心线匀速通过,磁感应强度B=0.1 T。
之后经过A孔进入电场加速区域Ⅱ,加速电压U=3³106 V。
从区域Ⅱ射出的α粒子随后又进入半径为r= m的圆形匀强磁场区域Ⅲ,该区域磁感应强度B0=0.4 T、方向垂直纸面向里。
圆形磁场右边有一竖直荧光屏与之相切,荧光屏的中心点M和圆形磁场的圆心O、电磁场区域Ⅰ的中线在同一条直线上,α粒子的比荷为=5³107 C/kg。
(1)请写出衰变方程,并求出α粒子的速率(保留一位有效数字);(2)求电磁场区域Ⅰ的电场强度大小;(3)粒子在圆形磁场区域Ⅲ的运动时间多长?(4)求出粒子打在荧光屏上的位置。
3.(2018年3月新高考研究联盟第二次联考)一台质谱仪的工作原理如图1所示。
2019高考物理大二轮复习专题三电场和磁场专题能力训练
专题能力训练8 电场性质及带电粒子在电场中的运动(时间:45分钟满分:100分)一、选择题(本题共8小题,每小题7分,共56分。
在每小题给出的四个选项中,1~6题只有一个选项符合题目要求,7~8题有多个选项符合题目要求。
全部选对的得7分,选对但不全的得4分,有选错的得0分)1.一个正七边形七个顶点上各固定一个电荷量为q的点电荷,各电荷的电性如图所示,O点是正七边形的几何中心。
若空间中有一点M,且MO垂直于正七边形所在平面,则下列说法正确的是()A.M点的电场强度方向是沿着OM连线,由O点指向M点B.M点的电场强度方向是沿着OM连线,由M点指向O点C.将一个负检验电荷从M点移动到无穷远处,电场力做正功D.将一个正检验电荷从M点移动到无穷远处,电场力做正功2.(2018·全国卷Ⅰ)如图所示,三个固定的带电小球a、b和c,相互间的距离分别为ab=5 cm,bc=3 cm,ca=4 cm,小球c所受库仑力的合力的方向平行于a、b的连线。
设小球a、b所带电荷量的比值的绝对值为k,则()A.a、b的电荷同号,k=B.a、b的电荷异号,k=C.a、b的电荷同号,k=D.a、b的电荷异号,k=3.如图所示,匀强电场中有一圆,其平面与电场线平行,O为圆心,A、B、C、D为圆周上的四个等分点。
现将某带电粒子从A点以相同的初动能向各个不同方向发射,到达圆周上各点时,其中过D点动能最大,不计重力和空气阻力。
则()A.该电场的电场线一定是与OD平行B.该电场的电场线一定是与OB垂直C.带电粒子若经过C点,则其动能不可能与初动能相同D.带电粒子不可能经过B点4.真空中有一带电金属球,通过其球心的一直线上各点的电势φ分布如图,r表示该直线上某点到球心的距离,r1、r2分别是该直线上A、B两点离球心的距离。
根据电势图象(φ-r图象),下列说法正确的是()A.该金属球可能带负电B.A点的电场强度方向由A指向BC.A点和B点之间的电场,从A到B,其电场强度可能逐渐增大D.电荷量为q的正电荷沿直线从A移到B的过程中,电场力做功W=q(φ2-φ1)5.电源和一个水平放置的平行板电容器、两个变阻器R1、R2和定值电阻R3组成如图所示的电路。
(浙江选考)2019高考物理二轮复习 专题三 电场和磁场 第2讲 带电粒子在复合场中的运动学案
第2讲 带电粒子在复合场中的运动考点一 带电粒子在复合场中运动的应用实例1．质谱仪(如图1)图1原理：粒子由静止被加速电场加速，qU ＝12mv 2.粒子在磁场中做匀速圆周运动，有qvB ＝m v 2r.由以上两式可得r ＝1B2mUq ，m ＝qr 2B 22U ，q m ＝2U B 2r2. 2．回旋加速器(如图2)图2原理：交流电的周期和粒子做圆周运动的周期相等，粒子经电场加速，经磁场回旋，由qvB＝mv 2r ，得E km ＝q 2B 2r 22m，可见同种粒子获得的最大动能由磁感应强度B 和D 形盒半径r 决定，与加速电压无关．3．速度选择器、磁流体发电机、电磁流量计和霍尔元件一般以单个带电粒子为研究对象，在洛伦兹力和电场力平衡时做匀速直线运动达到稳定状态，从而求出相应的物理量，区别见下表.装置原理图规律速度选择器若qv0B＝Eq，即v0＝EB，粒子做匀速直线运动磁流体发电机等离子体射入，受洛伦兹力偏转，使两极板带正、负电，两极板电压为U时稳定，qUd＝qv0B，U＝v0Bd电磁流量计U D q＝qvB，所以v＝UDB，所以Q＝vS＝πDU4B霍尔元件当磁场方向与电流方向垂直时，导体在与磁场、电流方向都垂直的方向上出现电势差例1(2018·浙江4月选考·22)压力波测量仪可将待测压力波转换成电压信号，其原理如图3所示．压力波p(t)进入弹性盒后，通过与铰链O相连的“┤”型轻杆L，驱动杆端头A 处的微型霍尔片在磁场中沿x轴方向做微小振动，其位移x与压力p成正比(x＝αp，α>0)．霍尔片的放大图如图所示，它由长×宽×厚＝a×b×d、单位体积内自由电子数为n的N型半导体制成．磁场方向垂直于x轴向上，磁感应强度大小为B＝B0(1－β|x|)，β>0.无压力波输入时，霍尔片静止在x＝0处，此时给霍尔片通以沿C1C2方向的电流I，则在侧面上D1、D2两点间产生霍尔电压U0.图3(1)指出D 1、D 2两点哪点电势高；(2)推导出U 0与I 、B 0之间的关系式(提示：电流I 与自由电子定向移动速率v 之间关系为I ＝nevbd ，其中e 为 电子电荷量)；(3)弹性盒中输入压力波p (t )，霍尔片中通以相同电流，测得霍尔电压U H 随时间t 变化图象如图4.忽略霍尔片在磁场中运动产生的电动势和阻尼，求压力波的振幅和频率．(结果用U 0、U 1、t 0、α及β表示)答案 (1)D 1点电势高 (2)U 0＝IB 0ned (3)U 0－U 1αβU 0 12t 0解析 (1)N 型半导体可以自由移动的是电子(题目也给出了自由电子)，根据左手定则可以知道电子往D 2端移动，因此D 1点电势高．(2)根据霍尔元件内部电子受的洛伦兹力和电场力平衡得：evB 0＝e U 0bv ＝I nebd 代入，解得：U 0＝IB 0ned(3)由任意时刻霍尔元件内部电子受的洛伦兹力和电场力平衡得：evB ＝e U Hb①U H ＝IB ned ＝IB 0ned (1－β|x |)＝IB 0ned(1－β|αp (t )|)②根据图象可知压力波p (t )关于时间t 是一个正弦函数，其绝对值的周期是原函数周期的一半，根据图象可知|p (t )|关于t 的周期是t 0，则p (t )关于t 的周期是2t 0，频率自然就是12t 0；由②式可知当压力波p (t )达到振幅A 时，U H 最小，为U 1，代入②式可得：U 1＝IB 0ned(1－β|αA |)＝U 0(1－αβA )解得A ＝U 0－U 1αβU 0.1．(2018·湖州市三县期中)如图5所示，在竖直面内虚线所围的区域里，存在电场强度为E 的匀强电场和磁感应强度为B 的匀强磁场．已知从左方沿水平方向射入的电子穿过该区域时未发生偏转，设其重力可以忽略不计，则在该区域中的E 和B 的方向不可能是( )A．E竖直向下，B竖直向上B．E竖直向上，B垂直纸面向外C．E和B都沿水平方向，并与电子运动的方向相同D．E和B都沿水平方向，并与电子运动的方向相反答案 A2．如图6所示为磁流体发电机的示意图，一束等离子体(含正、负离子)沿图示方向垂直射入一对磁极产生的匀强磁场中，A、B是一对平行于磁场放置的金属板，板间连入电阻R，则电路稳定后( )图6A．离子可能向N磁极偏转B．A板聚集正电荷C．R中有向上的电流D．离子在磁场中偏转时洛伦兹力可能做功答案 C解析由左手定则知，正离子向B板偏转，负离子向A板偏转，离子不可能向N磁极偏转，A、B错误；电路稳定后，电阻R中有向上的电流，C正确；因为洛伦兹力的方向始终与速度方向垂直，所以洛伦兹力不可能做功，D错误．3.现代质谱仪可用来分析比质子重很多的离子，其示意图如图7所示，其中加速电压恒定．质子在入口处从静止开始被加速电场加速，经匀强磁场偏转后从出口离开磁场．若某种一价正离子在入口处从静止开始被同一加速电场加速，为使它经匀强磁场偏转后仍从同一出口离开磁场，需将磁感应强度增加到原来的12倍．则此离子和质子(均不计重力)的质量比约为( )图7A．11 B．12 C．121 D．144答案 D解析 根据动能定理得，qU ＝12mv 2，解得v ＝2qUm①离子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力， 根据牛顿第二定律，有qvB ＝m v 2R得R ＝mv qB②①②两式联立得：m ＝qB 2R 22U一价正离子电荷量与质子电荷量相等，同一加速电场U 相同，同一出口离开磁场则R 相同，所以m ∝B 2，磁感应强度增加到原来的12倍，则此离子质量是质子质量的144倍，D 正确，A 、B 、C 错误．4．(2018·慈溪市期末)回旋加速器是用于加速带电粒子的重要装置，其核心部分是分别与高频交流电源两极相连接的两个D 形金属盒，两盒间的狭缝中形成周期性变化的电场，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8所示，设D 形盒半径为R .若用回旋加速器加速质子11H 时，匀强磁场的磁感应强度为B ，高频交流电频率为f .则下列说法正确的是( )图8A ．加速电场的电压越大，质子加速后的速度越大B ．质子被加速后的最大速度为2πfRC ．只要R 足够大，质子的速度可以被加速到任意值D ．不改变任何条件，该回旋加速器也能用于加速α粒子(42He) 答案 B5．利用霍尔效应制作的霍尔元件，被广泛应用于测量和自动控制等领域．霍尔元件一般由半导体材料做成，有的半导体中的载流子(即自由电荷)是电子，有的半导体中的载流子是空穴(相当于正电荷)．如图9所示，将扁平长方体形状的霍尔元件水平放置接入电路，匀强磁场垂直于霍尔元件的水平面竖直向下，闭合开关，让电流从霍尔元件的左侧流向右侧，则其前、后两表面会形成电势差. 现有载流子是电子的霍尔元件1和载流子是空穴的霍尔元件2，两元件均按图示方式接入电路( 闭合开关)，则关于前、后两表面电势高低的判断，下列说法中正确的是( )图9A．若接入元件1时，前表面电势高；若接入元件2时，前表面电势低B．若接入元件1时，前表面电势低；若接入元件2时，前表面电势高C．不论接入哪个元件，都是前表面电势高D．不论接入哪个元件，都是前表面电势低答案 A解析若元件的载流子是自由电子，由左手定则可知，电子在洛伦兹力的作用下向后表面偏，则前表面的电势高于后表面的电势．若载流子为空穴(相当于正电荷)，根据左手定则，空穴在洛伦兹力的作用下也是向后表面聚集，则前表面的电势低于后表面的电势．考点二带电粒子在组合场中的运动带电粒子在电场和磁场的组合场中运动，实际上是将粒子在电场中加速与偏转和磁偏转两种运动有效组合在一起，寻找两种运动的联系和几何关系是解题的关键．当带电粒子连续通过几个不同的场区时，粒子的受力情况和运动情况也发生相应的变化，其运动过程则由几个不同的运动阶段组成．模型1 磁场＋磁场组合例2(2017·湖州市高三期末)人类研究磁场的目的之一是为了通过磁场控制带电粒子的运动．如图10所示是通过磁场控制带电粒子运动的一种模型．在0≤x＜d和d<x≤2d的区域内，存在磁感应强度大小均为B的匀强磁场，其方向分别垂直纸面向里和垂直纸面向外．在坐标原点有一粒子源连续不断地沿x轴正方向释放出质量为m、带电荷量为q(q>0)的粒子，其速率有两种，分别为v1＝23qBd3m、v2＝2qBdm.(不考虑粒子的重力以及粒子之间的相互作用)图10(1)求两种速率的粒子在磁感应强度为B 的匀强磁场中做圆周运动的半径R 1和R 2. (2)求两种速率的粒子从x ＝2d 的边界射出时，两出射点的距离Δy 的大小．(3)在x >2d 的区域添加另一匀强磁场，使得从x ＝2d 边界射出的两束粒子最终汇聚成一束，并平行y 轴正方向运动．在图中用实线画出粒子的大致运动轨迹(无需通过计算说明)，用虚线画出所添加磁场的边界线．答案 (1)233d 2d (2)4(233－1)d (3)见解析图解析 (1)根据qvB ＝m v 2R 可得：R ＝mvqB又因为粒子速率有两种，分别为：v 1＝23qBd 3m ，v 2＝2qBdm解得：R 1＝233d ，R 2＝2d(2)图甲为某一速率的粒子运动的轨迹示意图，辅助线如图所示，根据几何关系可知：速率为v 1的粒子射出x ＝2d 边界时的纵坐标为：y 1＝2(R 1－R 12－d 2)＝233d速率为v 2的粒子射出x ＝2d 边界时的纵坐标为：y 2＝2(R 2－R 22－d 2)＝2(2－3)d 联立可得两出射点距离的大小：Δy ＝y 1－y 2＝4(233－1)d(3)两个粒子运动轨迹如图乙中实线所示，磁场边界如图中虚线所示，可以使得从x ＝2d 边界射出的两束粒子最终汇聚成一束，并平行y 轴正方向运动．模型2 电场＋磁场组合例3 (2017·宁波市模拟)某高中物理课程基地拟采购一批实验器材，增强学生对电偏转和磁偏转研究的动手能力，其核心结构原理可简化为如图11所示．AB 、CD 间的区域有竖直向上的匀强电场，在CD 的右侧有一与CD 相切于M 点的圆形有界匀强磁场，磁场方向垂直于纸面．一带正电粒子自O 点以水平初速度v 0正对P 点进入该电场后，从M 点飞离CD 边界，再经磁场偏转后又从N 点垂直于CD 边界回到电场区域，并恰能返回O 点．已知O 、P 间距离为d ，粒子质量为m ，电荷量为q ，电场强度大小E ＝3mv 02qd，粒子重力不计．试求：图11(1)粒子从M 点飞离CD 边界时的速度大小； (2)P 、N 两点间的距离；(3)圆形有界匀强磁场的半径和磁感应强度的大小． 答案 (1)2v 0 (2)38d (3)54d 83mv 05qd解析 (1)据题意，作出带电粒子的运动轨迹，如图所示：粒子从O 到M 点时间：t 1＝d v 0粒子在电场中加速度：a ＝Eq m ＝3v 02d粒子在M 点时竖直方向的速度：v y ＝at 1＝3v 0 粒子在M 点时的速度：v ＝v 02＋v y 2＝2v 0速度偏转角的正切值：tan θ＝v y v 0＝3，故θ＝60°； (2)粒子从N 到O 点时间：t 2＝d2v 0粒子从N 到O 点过程的竖直方向位移：y ＝12at 22故P 、N 两点间的距离为：PN ＝y ＝38d (3)设粒子在磁场中运动的半径为R ，由几何关系得：R cos 60°＋R ＝PN ＋PM ＝538d 可得半径：R ＝5312d由qvB ＝m v 2R ，即：R ＝mvqB解得：B ＝83mv 05qd由几何关系确定区域半径为：R ′＝2R cos 30° 即R ′＝54d模型3 磁场＋电场组合例4 (2017·衢州、丽水、湖州、舟山四地市3月检测)如图12所示，半径r ＝0.06 m 的半圆形无场区的圆心在坐标原点O 处，半径R ＝0.1 m 、磁感应强度大小B ＝0.075 T 的圆形有界磁场区的圆心坐标为(0,0.08 m)，平行金属板MN 的极板长L ＝0.3 m 、间距d ＝0.1 m ，极板间所加电压U ＝6.4×102V ，其中N 极板收集的粒子全部被中和吸收．一位于O 处的粒子源向第Ⅰ、Ⅱ象限均匀地发射速度大小v ＝6×105m/s 的带正电粒子，经圆形磁场偏转后，从第Ⅰ象限出射的粒子速度方向均沿x 轴正方向．若粒子重力不计、比荷qm＝108C/kg 、不计粒子间的相互作用力及电场的边缘效应．sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8.求：图12(1)粒子在磁场中的运动半径R 0；(2)从坐标(0,0.18 m)处射出磁场的粒子，其在O 点入射方向与y 轴的夹角θ； (3)N 板收集到的粒子占所有发射粒子的比例η. 答案 见解析解析 (1)粒子在磁场中做匀速圆周运动，由qvB ＝mv 2R 0得R 0＝mv qB＝0.08 m(2)如图所示，从y ＝0.18 m 处出射的粒子对应入射方向与y 轴的夹角为θ，轨迹圆心与y 轴交于(0,0.10 m)处，由几何关系可得：sin θ＝0.8，故θ＝53°(3)如图所示，设恰能从下极板右端出射的粒子刚进入电场时的纵坐标为y ，t ＝L v ，a ＝qU md，解得y ＝UqL 22mdv2＝0.08 m设此粒子入射时与x 轴夹角为α，则有： tan α＝43，故α＝53°比例η＝53°180°×100%≈29.4%考点三 带电粒子在叠加场中的运动粒子在叠加场中运动的分析思路例5 (2017·宁波市模拟)一带电液滴在互相垂直的匀强电场和匀强磁场中做半径为R 的圆周运动，如图13所示，已知电场强度为E ，方向竖直向下，磁感应强度为B ，方向水平(图中垂直纸面向里)，重力加速度为g .运动中液滴所受浮力、空气阻力都不计，求：图13(1)液滴是顺时针运动还是逆时针运动； (2)液滴运动的速度多大；(3)若液滴运动到最低点A 时分裂成两个完全相同的液滴，其中一个仍在原平面内做半径R 1＝3R 的圆周运动，绕行方向不变，且圆周的最低点仍是A 点，则另一个液滴怎样运动？ 答案 见解析解析 (1)顺时针运动．(2)带电液滴所受电场力向上且与重力平衡，液滴所受洛伦兹力提供向心力，即Eq ＝mg ，qvB＝m v 2R解得v ＝gBR E(3)第一个液滴电荷量、质量均减半，电场力与重力仍平衡，依据上面运算可得，分裂后第一个液滴的绕行速度大小v 1＝gBR 1E ＝gB ·3RE＝3v ，方向向左． 第二个液滴分裂后的速度设为v 2，分裂前后水平方向动量守恒，以液滴分裂前的速度方向为正方向mv ＝12mv 1＋12mv 2，解得v 2＝－v即分裂后第二个液滴速度大小为v ，方向向右，所受电场力与重力仍平衡，在洛伦兹力作用下仍做匀速圆周运动，绕行方向仍是顺时针，A 点是圆周最高点，圆周半径R 2＝R .6.如图14，在竖直平面内建立直角坐标系xOy ，其第一象限存在着正交的匀强电场和匀强磁场，电场强度的方向水平向右，磁感应强度的方向垂直纸面向里．一带电荷量为＋q 、质量为m 的微粒从原点出发，沿与x 轴正方向的夹角为45°的初速度进入复合场中，正好做直线运动，当微粒运动到A (l ，l )时，电场方向突然变为竖直向上(不计电场变化的时间)，粒子继续运动一段时间后，正好垂直于y 轴穿出复合场．不计一切阻力，重力加速度为g ，求：图14(1)电场强度E 的大小； (2)磁感应强度B 的大小； (3)微粒在复合场中的运动时间． 答案 (1)mg q (2)m q g l (3)(3π4＋1)lg解析 (1)微粒到达A (l ，l )之前做匀速直线运动，对微粒受力分析如图甲：所以，Eq ＝mg ，得：E ＝mg q(2)由平衡条件：qv B ＝2mg电场方向变化后，微粒所受重力与电场力平衡，微粒在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，轨迹如图乙．由牛顿第二定律得：qvB ＝m v 2r由几何知识可得：r＝2l 联立解得：v ＝2gl ，B ＝m q g l(3)微粒做匀速运动的时间：t 1＝2lv＝lg 做圆周运动的时间：t 2＝34π·2l v ＝3π4l g在复合场中的运动时间：t ＝t 1＋t 2＝(3π4＋1)l g. 专题强化练1.(2018·新力量联盟期末)如图1是质谱仪工作原理的示意图．带电粒子a 、b 经电压U 加速(在A 点初速度为零)后，进入磁感应强度为B 的匀强磁场做匀速圆周运动，最后分别打在感光板S 上的x 1、x 2处．图中半圆形的虚线分别表示带电粒子a 、b 所通过的路径，则( )图1A ．若a 与b 有相同的质量，打在感光板上时，b 的速度比a 大B ．若a 与b 有相同的质量，则a 的电荷量比b 的电荷量小C ．若a 与b 有相同的电荷量，则a 的质量比b 的质量大D ．若a 与b 有相同的电荷量，则a 的质量比b 的质量小 答案 D2．(2018·杭州市期末)在如图2所示的平行板器件中，匀强电场E 和匀强磁场B 互相垂直．一束初速度为v的带电粒子从左侧垂直电场射入后沿图中直线②从右侧射出．粒子重力不计，下列说法正确的是( )图2A．若粒子沿轨迹①射出，则粒子的初速度一定大于vB．若粒子沿轨迹①射出，则粒子的动能一定增大C．若粒子沿轨迹③射出，则粒子可能做匀速圆周运动D．若粒子沿轨迹③射出，则粒子的电势能可能增大答案 D解析沿图中直线②从右侧射出，则qvB＝qE，若粒子沿轨迹①射出，粒子所受向上的力大于向下的力，但由于粒子电性未知，所以粒子所受的电场力与洛伦兹力方向不能确定，故A、B错误；若粒子沿轨迹③射出，粒子受电场力、洛伦兹力，粒子不可能做匀速圆周运动，故C 错误；若粒子沿轨迹③射出，如果粒子带负电，所受电场力向上，洛伦兹力向下，电场力做负功，粒子的电势能增大，故D正确．3．(2018·温州市六校期末)霍尔元件在电子线路中的应用日益广泛，如图3是某个霍尔元件接到电路中时的示意图，其中a面为上表面，b面为下表面，c面为前表面，d面为后表面，所加磁场方向为垂直于a面向下．考虑到霍尔元件有两类，设A类的载流子(即用来导电的自由电荷)为正电荷，B类的载流子为负电荷，当通以从左到右的电流时，下列说法中正确的是( )图3A．在刚开始通电的很短时间内，若是A类元件，则载流子向c面偏转B．在刚开始通电的很短时间内，若是B类元件，则载流子向c面偏转C．通电一段时间后，若是A类元件，则c面电势较高D．通电一段时间后，若是B类元件，则c面电势较高答案 D4．回旋加速器的工作原理如图4甲所示，置于真空中的D形金属盒半径为R，两盒间狭缝的间距为d ，磁感应强度为B 的匀强磁场与盒面垂直，被加速粒子的质量为m ，电荷量为＋q ，加在狭缝间的交变电压如图乙所示，电压值的大小为U 0，周期T ＝2πmqB.一束该种粒子在t ＝0～T2时间内从A 处均匀地飘入狭缝，其初速度视为零．现考虑粒子在狭缝中的运动时间，假设能够出射的粒子每次经过狭缝均做加速运动，不考虑粒子间的相互作用．求：图4(1)出射粒子的动能E km ；(2)粒子从飘入狭缝至动能达到E km 所需的总时间t 0；(3)要使飘入狭缝的粒子中有超过99%能射出，d 应满足的条件．答案 (1)q 2B 2R 22m (2)πBR 2＋2BRd 2U 0－πm qB (3)d <πmU 0100qB 2R解析 (1)粒子运动半径为R 时，qvB ＝m v 2RE km ＝12mv 2＝q 2B 2R 22m(2)粒子被加速n 次达到动能E km ，则E km ＝nqU 0粒子在狭缝间做匀加速运动，设n 次经过狭缝的总时间为Δt ，加速度a ＝qU 0md粒子由静止做匀加速直线运动nd ＝12a ·(Δt )2由t 0＝(n －1)·T2＋Δt ，解得t 0＝πBR 2＋2BRd 2U 0－πmqB(3)只有在0～(T2－Δt )时间内飘入的粒子才能每次均被加速，则所占的比例为η＝T2－ΔtT2×100%由于η>99%，解得d <πmU 0100qB 2R.5．(2018·宁波市十校联考)一个放射源水平放出α、β、γ三种射线，垂直射入如图5所示磁场，区域Ⅰ和Ⅱ的宽度均为d ，各自存在着垂直纸面的匀强磁场，两区域的磁感应强度大小B 相等，方向相反(粒子运动不考虑相对论效应)．图5(1)若要筛选出速率大于v 1的所有β粒子进入区域Ⅱ，求磁场宽度d 与B 和v 1的关系； (2)若B ＝0.027 3 T ，v 1＝0.1c (c 是光速)，计算d ；α粒子的速率为0.001c ，计算α粒子和γ射线离开区域Ⅰ时的偏移距离(答案均保留三位有效数字)；(3)当d 满足第(1)小题所给关系时，请给出速率在v 1<v <v 2区间的β粒子离开区域Ⅱ时的位置．已知电子质量m e ＝9.1×10－31kg ，α粒子质量m α＝6.7×10－27kg ，电子电荷量q ＝1.6×10－19C ，1＋x ≈1＋x2(|x |<1时)．答案 (1)d ＝m e v 1qB (2)6.25×10－3 m 8.49×10－5 m (3)y 1＝2m e v 1qB y 2＝2m e qB(v 2－v 22－v 12) 解析 (1)作出临界轨迹如图甲所示，由几何关系知：r ＝d ，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得：qv 1B ＝m e v 12r，解得：d ＝m e v 1qB； (2)对电子：d ＝m e v 1qB ＝9.1×10－31×0.1×3×1081.6×10－19×0.027 3 m ＝6.25×10－3m 对α粒子：r α＝m αv αq αB ＝6.7×10－27×0.001×3×1082×1.6×10－19×0.027 3m≈0.230 m 作出轨迹如图乙所示，竖直方向上的距离：y ＝r α－r α2－d 2≈8.49×10－5m ；(3)画出速率分别为v 1和v 2的粒子离开区域Ⅱ的轨迹如图丙所示，速率在v 1<v <v 2区域间射出的β粒子束宽为y 1－y 2，y 1＝2d ＝2m e v 1qB ，y 2＝2(r 2－r 22－d 2)＝2m e qB(v 2－v 22－v 12)．6．如图6所示，在第二象限半径为r 的圆形区域内存在方向垂直纸面向外的匀强磁场，磁场边界恰好与两坐标轴相切．x 轴上切点A 处有一粒子源，能够向x 轴上方发射速率均为v ，质量为m ，电荷量为＋q 的粒子，粒子重力不计．圆形区域磁场的磁感应强度B 1＝mvqr，y 轴右侧0＜x ＜r 的范围内存在沿y 轴负方向的匀强电场，已知某粒子从A 处沿＋y 方向射入磁场后，再进入匀强电场，发现粒子从电场右边界MN 射出，速度方向与x 轴正方向成45°角斜向下，求：图6(1)匀强电场的电场强度大小；(2)若在MN 右侧某区域存在另一圆形匀强磁场B 2，发现A 处粒子源发射的所有粒子经磁场B 1、电场E 射出后均能进入B 2区域，之后全部能够经过x 轴上的P 点，求圆形匀强磁场B 2的最小半径；(3)继第二问，若圆形匀强磁场B 2取最小半径，试求A 处沿＋y 方向射入B 1磁场的粒子，自A点运动到x 轴上的P 点所用的时间．答案 (1)mv 2qr (2)22r (3)(π＋2)3r4v解析 (1)设粒子做类平抛运动的水平位移大小为x ， 竖直方向的速度大小为v y ，类平抛的加速度大小为a ， 类平抛的时间为t ，根据牛顿第二定律Eq ＝ma ，得a ＝qEm，粒子在电场中做类平抛运动，根据类平抛的规律有：x 方向：x ＝vt ＝r ， y 方向：v y ＝at ＝qE m t ＝Eqrmv，粒子从电场右边界MN 射出，速度方向与x 轴正方向成45°斜向下，则 v y ＝v ，联立得匀强电场的电场强度大小E ＝mv 2qr.(2)粒子在磁场中做匀速圆周运动，由牛顿第二定律得qvB 1＝m v 2R，联立题中已知条件B 1＝mv qr，得R ＝r ，因为磁场半径与轨迹半径相同，所以粒子离开磁场后的速度方向均沿x 轴正方向， 又所有粒子穿出匀强电场后速度纵向偏移量y ＝12at 2＝12r 均相等，设粒子从MN 射出的最高点为E ，最低点为F ， 则EF ＝2r ，所以粒子束的宽度d ＝2r 圆形匀强磁场B 2的最小半径 r B 2＝22r . (3)粒子在磁场B 1中运动时间 t 1＝14T ＝14×2πr v ＝πr2v粒子在匀强电场中运动时间 t 2＝r v，粒子在无场区运动速度 v ′＝2v ， 粒子在无场区运动的距离 x 3＝22r ， 粒子在无场区运动的时间 t 3＝x 3v ′＝r 2v， 粒子在磁场B 2中运动时间 t 4＝14T ′＝14×2πr B 2v ′＝πr4v故粒子自A 点运动到x 轴上的P 点的总时间 t ＝t 1＋t 2＋t 3＋t 4＝(π＋2)3r4v.。
【配套K12】[学习](浙江专用)2019版高考物理大二轮复习优选习题 专题三 电场与磁场 提升训练
2019版高考物理大二轮复习优选习题 专题三 电场与磁场 提升训练](https://img.taocdn.com/s3/m/7f3e83f750e2524de5187e48.png)
提升训练12 带电粒子在复合场中的运动问题1.如图所示,在xOy平面内有磁感应强度为B的匀强磁场,其中0<x<a内有方向垂直xOy平面向里的磁场,在x>a内有方向垂直xOy平面向外的磁场,在x<0内无磁场。
一个带正电q、质量为m的粒子(粒子重力不计)在x=0处以速度v0沿x轴正方向射入磁场。
(1)若v0未知,但粒子做圆周运动的轨道半径为r=a,求粒子与x轴的交点坐标;(2)若无(1)中r=a的条件限制,粒子的初速度仍为v0(已知),问粒子回到原点O需要使a为何值?2.(2017浙江杭州四校联考高三期中)如图所示,一带电微粒质量为m=2.0×10-11 kg、电荷量q=+1.0×10-5 C,从静止开始经电压为U1=100 V的电场加速后,水平进入两平行金属板间的偏转电场中,微粒射出电场时的偏转角θ=30°,并接着进入一个方向垂直纸面向里、宽度为D=20 cm的匀强磁场区域。
已知偏转电场中金属板长L=20 cm,两板间距d=10 cm,重力忽略不计。
求:(1)带电微粒进入偏转电场时的速率v1;(2)偏转电场中两金属板间的电压U2;(3)为使带电微粒不会由磁场右边射出,该匀强磁场的磁感应强度B至少多大?3.(2018年2月杭州期末,13)在如图所示的平行板器件中,匀强电场E和匀强磁场B互相垂直。
一束初速度为v的带电粒子从左侧垂直电场射入后沿图中直线②从右侧射出。
粒子重力不计,下列说法正确的是()A.若粒子沿轨迹①射出,则粒子的初速度一定大于vB.若粒子沿轨迹①射出,则粒子的动能一定增大C.若粒子沿轨迹③射出,则粒子可能做匀速圆周运动D.若粒子沿轨迹③射出,则粒子的电势能可能增大4.(2017浙江绍兴高三模拟,3)如图所示,两块水平放置、相距为d的长金属板C1D1、C2D2接在电压可调的电源上。
长为L的两板中点为O1、O2,O1O2连线的右侧区域存在着方向垂直纸面向里的匀强磁场。
(浙江选考)最新2019届高考物理二轮复习 仿真模拟卷10
仿真模拟卷(十)一、选择题Ⅰ(本题共13小题,每小题3分,共39分。
每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的,不选、多选、错选均不得分)1.在力学中,下列物理量既是基本物理量又是标量的是()A.位移B.电场强度C.时间D.力2.下列描述正确的是()A.伽利略提出力是维持物体运动状态的原因B.奥斯特发现了电流的磁效应C.牛顿利用扭秤实验测得了万有引力常量D.库仑利用油滴实验测量出了元电荷的数值3.某小船船头垂直指向河岸渡河,若水流速度突然增大,其他条件不变,下列判断正确的是()A.小船渡河的时间不变B.渡河时间减少C.小船渡河时间增加D.小船到达对岸地点不变4.从空中以40 m/s的初速度平抛一重为5 N的物体,物体在空中运动3 s落地,不计空气阻力,则物体落地前瞬间,重力的瞬时功率为( )(g取10 m/s2)A.100 WB.150 WC.200 WD.250 W5.来自太阳和其他星体的宇宙射线中含有大量高能带电粒子,若这些粒子都直接到达地面,将会对地球上的生命带来危害。
但由于地磁场(如图所示)的存在改变了宇宙射线中带电粒子的运动方向,使得很多高能带电粒子不能到达地面。
若不考虑地磁偏角的影响,关于上述高能带电粒子在地磁场的作用下运动情况的判断,下列说法中正确的是()A.若带电粒子带正电,且沿地球赤道平面射向地心,则由于地磁场的作用将向东偏转B.若带电粒子带正电,且沿地球赤道平面射向地心,则由于地磁场的作用将向北偏转C.若带电粒子带负电,且沿垂直地球赤道平面射向地心,则由于地磁场的作用将向南偏转D.若带电粒子沿垂直地球赤道平面射向地心,它可能在地磁场中做匀速圆周运动6.“滑滑梯”是小朋友喜爱的游戏活动,可以将小朋友在室内“滑滑梯”的运动简化成小物体从静止出发,先沿斜板下滑,再进入室内水平木板的过程,如图所示,假设斜板长度一定,斜板与水平木板的倾角θ可调,且房间高度足够,斜板最高点在地板的垂点到房间右侧墙面的长度为斜板长度的2倍。
2019版物理高考二轮复习备考浙江选考版课件：专题三电场和磁场第2讲
专题三电场和磁场第2讲磁场对电流和电荷的作用考点二带电粒子在有界臓场中的基査國L 考点三带电粒子在磁场中运动跟如诫问题考点~k有关磁场的基本知识辨析真题研究1.（2017-浙江4月选考・9）如图1所示，两平行直导线M和0竖直放：置，通以方向相反、大小相等的电流，b两点位于导线所在的平面内•则°AZ点的磁感应强度为零*B.0导线在。
点产生的磁场方向垂直纸面向里C.c 〃导线受到的安培力方向向右伺时改变两导线的电流方向,cd导线受到的安培力方向不变图1解析I答案2. （2016-浙江10月学考・10）如图2所示，把一根通电 的硬直导线"用轻绳悬挂在通电螺线管正上方，直 导线中的电流方向由。
向闭合开关S 瞬间，导线Q 端所受安培力的方向是 A.向上B.向下C.垂直纸面向外D.韦直纸面向里 解析 根据右手定则可知，开关闭合后，螺线管产生的磁极N 极在右侧. 根据左手定则可知，Q 端受力应垂直纸面向里，选项D 正确./////////图23.（2016-浙江4月选考・9）法拉第电动机原理如图3所示.条形磁铁竖直固定在圆形水银槽中心，N极向上.—根金属杆斜插在水银中，杆的上端与固定在水银槽圆心正上方的餃链相连•电源负极与金属杆上端相连，与电源正极连接的导线插入水银中•从上往下看，图彳金属杆A.向左摆动B.护摆动解務时耦魅孚锁阳麒薛彌电金属杆所受安培力将会使其逆时针转动, D对.模拟训练4.（人教版选修3 --1P93 “做一做”改编）物理老师在课堂上做了一个“旋转+ O—oS液体逆时针旋转图4液体顺时针旋转液体顺时针旋转液体逆时针旋25.（2017-浙江“七彩阳光”联考）小张同学将两枚小磁针放进某磁场中, 发现小磁针静止时如图5所示（忽略地磁场的影响），则该磁场一定不是A.蹄形磁铁所形成的磁场C.通电螺线管所形成的磁场D.通电直导线所形成的磁场图5答6. （2017-稽阳联谊学校8月联考）如图6所示为电流天平，可以用来测量匀 强磁场的磁感应强度，它的右臂挂着矩形线圈，匝数为弘 线圈的水平边 长为处于匀强磁场内，磁感应强度B 的方向与线圈 平面垂直，当线圈中通过电流/时，调节砥码使两臂达 到平衡，然后使电流反向，大小不变，这时需要在左盘仝 中增加质量为加的召去码，才能使两臂再达到新的平衡， 当地重力加速度为g,则磁感应强度B 为nn6曲解析电流方向反向，安培力的变化为2也〃，大小等于吨，C对.7.（2016-绍兴市9月选考）如图7所示，电子枪向电子枪二］㊀—----------- 右发射电子束，其正下方水平直导线内通有向e右的电流，则电子束将B向下偏转C.向纸外偏转D.向纸内偏转解析由安培定则知水平直导线上方磁场方向垂直于纸面向外，由左手定则知向右运动的电子受到向上的洛伦兹力，故A正确.8.（2017-绍兴市选考模拟）下列说法正确的是A.条形磁铁内部的磁感线方向是从磁铁的N极指向S极B.—小段通电导线放在某处不受磁场力作用，则该处的磁感应强度为零s 通电导线之间的相互作用是通过磁场发生的D.在磁感应强度为B的磁场中，穿过面积为S的平面的磁通量为①二BS考点二带电粒子在有界磁场中的基本运动1.如图8所示，一个质量为血、电荷量为Q的带电粒子从兀轴上的P（Q, 0）点以速度0,沿与x 正方向命题预测f/ ....................成60。
2019版高考物理大二轮复习浙江专用优选习题：专题三 电场与磁场 提升训练10 含答案
提升训练10带电粒子在电场中的运动1.(2017浙江杭州一中月考)如图所示,A、B为平行金属板,两板相距为d且分别与电源两极相连,两板的中央各有一小孔M和N。
今有一带电质点,自A板上方相距为d的P点由静止自由下落(P、M、N 在同一竖直线上),空气阻力忽略不计,到达N孔时速度恰好为零,然后沿原路返回。
若保持两极板间的电压不变,则下列说法不正确的是()A.把A板向上平移一小段距离,质点自P点自由下落后仍能返回B.把A板向下平移一小段距离,质点自P点自由下落后将穿过N孔继续下落C.把B板向上平移一小段距离,质点自P点自由下落后仍能返回D.把B板向下平移一小段距离,质点自P点自由下落后将穿过N孔继续下落2.(2018年4月浙江选考,11)一带电粒子仅在电场力作用下从A点开始以-v0的速度做直线运动,其v-t 图象如图所示。
粒子在t0时刻运动到B点,3t0时刻运动到C点,下列判断正确的是()A.A、B、C三点的电势关系为φB>φA>φCB.A、B、C三点的电场强度大小关系为E C>E B>E AC.粒子从A点经B点运动到C点,电势能先增加后减少D.粒子从A点经B点运动到C点,电场力先做正功后做负功3.质量相同的两个带电粒子P、Q以相同的初速度沿垂直于电场方向射入两平行板间的匀强电场中,P从两极板正中央射入,Q从下极板边缘处射入。
它们最后打在同一点(重力不计),则从开始射入到打到上极板的过程中,()A.它们运动的时间t Q>t PB.它们所带的电荷量之比q P∶q Q=1∶2C.它们的电势能减少量之比ΔE p P∶ΔE p Q=1∶2D.它们的动能增量之比为ΔE k P∶ΔE k Q=2∶14.在电场强度大小为E的匀强电场中,质量为m、电荷量为+q的物体以某一初速度沿电场反方向做匀减速直线运动,其加速度大小为,物体运动s距离时速度变为零。
则下列说法正确的是()A.物体克服电场力做功0.8qEsB.物体的电势能增加了0.8qEsC.物体的电势能增加了1.2qEsD.物体的动能减少了0.8qEs5.如图所示,两对金属板A、B和C、D分别竖直和水平放置,A、B接在电路中,C、D板间电压为U。
2019高考物理大二轮优选新题：专题三 电场和磁场 专题能力训练10 Word版含答案
专题能力训练10带电粒子在组合场、复合场中的运动(时间:45分钟满分:100分)一、选择题(本题共8小题,每小题7分,共56分。
在每小题给出的四个选项中,1~6题只有一个选项符合题目要求,7~8题有多个选项符合题目要求。
全部选对的得7分,选对但不全的得4分,有选错的得0分)1.右图为“滤速器”装置示意图。
a、b为水平放置的平行金属板,其电容为C,板间距离为d,平行板内存在垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B。
a、b板带上电荷,可在平行板内产生匀强电场,且电场方向和磁场方向互相垂直。
一带电粒子以速度v0经小孔O进入正交电磁场可沿直线OO'运动,由O'射出,粒子所受重力不计,则a板所带电荷量情况是()A.带正电,其电荷量为B.带负电,其电荷量为C.带正电,其电荷量为CBdv0D.带负电,其电荷量为2.1922年英国物理学家阿斯顿因质谱仪的发明、同位素和质谱的研究荣获了诺贝尔化学奖。
若一束粒子由左端射入质谱仪后的运动轨迹如图所示,则下列说法正确的是()A.该束带电粒子带负电B.速度选择器的P1极板带负电C.在B2磁场中运动半径越大的粒子,质量越大D.在B2磁场中运动半径越大的粒子,比荷越小3.如图所示,一带电塑料小球质量为m,用丝线悬挂于O点,并在竖直平面内摆动,最大摆角为60°,水平磁场垂直于小球摆动的平面。
当小球自左方摆到最低点时,悬线上的张力恰为零,则小球自右方最大摆角处摆到最低点时悬线上的张力为()A.0B.2mgC.4mgD.6mg4.如图所示,虚线区域空间内存在由匀强电场E和匀强磁场B组成的正交或平行的电磁复合场,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通过的是()A.①②B.③④C.①③D.②④5.如图所示,一束质量、速度和电荷量不全相等的离子,经过由正交的匀强电场和匀强磁场组成的速度选择器后,进入另一个匀强磁场中并分裂为A、B束,下列说法正确的是()A.组成A、B束的离子都带负电B.组成A、B束的离子质量一定不同C.A束离子的比荷大于B束离子的比荷D.速度选择器中的磁场方向垂直纸面向外6.现代质谱仪可用来分析比质子重很多倍的离子,其示意图如图所示,其中加速电压恒定。
2019高考物理大二轮复习浙江专用优选习题：专题三电场与磁场 提升训练10
提升训练10带电粒子在电场中的运动1.(2017浙江杭州一中月考)如图所示,A、B为平行金属板,两板相距为d且分别与电源两极相连,两板的中央各有一小孔M和N。
今有一带电质点,自A板上方相距为d的P点由静止自由下落(P、M、N 在同一竖直线上),空气阻力忽略不计,到达N孔时速度恰好为零,然后沿原路返回。
若保持两极板间的电压不变,则下列说法不正确的是()A.把A板向上平移一小段距离,质点自P点自由下落后仍能返回B.把A板向下平移一小段距离,质点自P点自由下落后将穿过N孔继续下落C.把B板向上平移一小段距离,质点自P点自由下落后仍能返回D.把B板向下平移一小段距离,质点自P点自由下落后将穿过N孔继续下落2.(2018年4月浙江选考,11)一带电粒子仅在电场力作用下从A点开始以-v0的速度做直线运动,其v-t 图象如图所示。
粒子在t0时刻运动到B点,3t0时刻运动到C点,下列判断正确的是()A.A、B、C三点的电势关系为φB>φA>φCB.A、B、C三点的电场强度大小关系为E C>E B>E AC.粒子从A点经B点运动到C点,电势能先增加后减少D.粒子从A点经B点运动到C点,电场力先做正功后做负功3.质量相同的两个带电粒子P、Q以相同的初速度沿垂直于电场方向射入两平行板间的匀强电场中,P从两极板正中央射入,Q从下极板边缘处射入。
它们最后打在同一点(重力不计),则从开始射入到打到上极板的过程中,()A.它们运动的时间t Q>t PB.它们所带的电荷量之比q P∶q Q=1∶2C.它们的电势能减少量之比ΔE p P∶ΔE p Q=1∶2D.它们的动能增量之比为ΔE k P∶ΔE k Q=2∶14.在电场强度大小为E的匀强电场中,质量为m、电荷量为+q的物体以某一初速度沿电场反方向做匀减速直线运动,其加速度大小为,物体运动s距离时速度变为零。
则下列说法正确的是()A.物体克服电场力做功0.8qEsB.物体的电势能增加了0.8qEsC.物体的电势能增加了1.2qEsD.物体的动能减少了0.8qEs5.如图所示,两对金属板A、B和C、D分别竖直和水平放置,A、B接在电路中,C、D板间电压为U。
2019届高考物理二轮复习专题三电场和磁场电场真题汇编
考点九静电场1.(2018·全国卷I ·T16)如图，三个固定的带电小球a 、b 和c ，相互间的距离分别为ab=5 cm ，bc=3 cm ，ca=4 cm 。
小球c 所受库仑力的合力的方向平行于a 、b 的连线。
设小球a 、b 所带电荷量的比值的绝对值为k ，则 ( )A.a 、b 的电荷同号，169k =B.a 、b 的电荷异号，169k = C.a 、b 的电荷同号，6427k = D.a 、b 的电荷异号，6427k = 【解题指南】解答本题应注意以下三点：(1)判断a 、b 电荷的带电情况。
(2)判断小球c 所受a 、b 电荷库仑力的方向。
(3)根据几何关系，找出小球c 所受a 、b 电荷库仑力的关系。
【解析】选D 。
假设a 、b 的电荷同号，若小球c 与a 、b 的电荷同号，则小球c 所受库仑力的合力的方向斜向上；若小球c 与a 、b 的电荷异号，则小球c 所受库仑力的合力的方向斜向下，这样与已知条件“小球c 所受库仑力的合力的方向平行于a 、b 的连线”相矛盾，故a 、b 的电荷异号。
设ac 与ab 的夹角为θ，则tan θ=34=bc ac ，根据库仑定律有：bc 02=()b c q q F k bc 、ac 02=()a c q q F k ac ， 而tan θ=bc ac F F ，解得6427ab q k q ==。
2. (2018·全国卷I ·T21)图中虚线a 、b 、c 、d 、f 代表匀强电场内间距相等的一组等势面，已知平面b 上的电势为2 V 。
一电子经过a 时的动能为10 eV ，从a 到d 的过程中克服电场力所做的功为6 eV 。
下列说法正确的是 ( )A.平面c 上的电势为零B.该电子可能到达不了平面fC.该电子经过平面d 时，其电势能为4 eVD.该电子经过平面b 时的速率是经过d 时的2倍【解析】选A 、B 。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
提升训练10带电粒子在电场中的运动1.(2017浙江杭州一中月考)如图所示,A、B为平行金属板,两板相距为d且分别与电源两极相连,两板的中央各有一小孔M和N。
今有一带电质点,自A板上方相距为d的P点由静止自由下落(P、M、N 在同一竖直线上),空气阻力忽略不计,到达N孔时速度恰好为零,然后沿原路返回。
若保持两极板间的电压不变,则下列说法不正确的是()A.把A板向上平移一小段距离,质点自P点自由下落后仍能返回B.把A板向下平移一小段距离,质点自P点自由下落后将穿过N孔继续下落C.把B板向上平移一小段距离,质点自P点自由下落后仍能返回D.把B板向下平移一小段距离,质点自P点自由下落后将穿过N孔继续下落2.(2018年4月浙江选考,11)一带电粒子仅在电场力作用下从A点开始以-v0的速度做直线运动,其v-t 图象如图所示。
粒子在t0时刻运动到B点,3t0时刻运动到C点,下列判断正确的是()A.A、B、C三点的电势关系为φB>φA>φCB.A、B、C三点的电场强度大小关系为E C>E B>E AC.粒子从A点经B点运动到C点,电势能先增加后减少D.粒子从A点经B点运动到C点,电场力先做正功后做负功3.质量相同的两个带电粒子P、Q以相同的初速度沿垂直于电场方向射入两平行板间的匀强电场中,P从两极板正中央射入,Q从下极板边缘处射入。
它们最后打在同一点(重力不计),则从开始射入到打到上极板的过程中,()A.它们运动的时间t Q>t PB.它们所带的电荷量之比q P∶q Q=1∶2C.它们的电势能减少量之比ΔE p P∶ΔE p Q=1∶2D.它们的动能增量之比为ΔE k P∶ΔE k Q=2∶14.在电场强度大小为E的匀强电场中,质量为m、电荷量为+q的物体以某一初速度沿电场反方向做匀减速直线运动,其加速度大小为,物体运动s距离时速度变为零。
则下列说法正确的是()A.物体克服电场力做功0.8qEsB.物体的电势能增加了0.8qEsC.物体的电势能增加了1.2qEsD.物体的动能减少了0.8qEs5.如图所示,两对金属板A、B和C、D分别竖直和水平放置,A、B接在电路中,C、D板间电压为U。
A 板上O处发出的电子经加速后,水平射入C、D板间,电子最终都能打在光屏M上。
关于电子的运动,下列说法正确的是()A.S闭合,只向右移动滑片P,P越靠近b端,电子打在M上的位置越高B.S闭合,只改变A、B板间的距离,改变前后,电子由O至M经历的时间相同C.S闭合,只改变A、B板间的距离,改变前后,电子到达M前瞬间的动能相同D.S闭合后再断开,只向左平移B,B越靠近A板,电子打在M上的位置越低6.如图a,MN是长为L、倾角为θ的光滑绝缘杆,M、N、P为直角三角形的三个顶点,MP中点处固定一电荷量为Q的正点电荷,杆上套有一质量为m的带正电的小球(可视为点电荷)。
小球自N点由静止释放。
小球的重力势能和电势能随位置x(取M点处x=0)的变化图象如图b所示,不计空气阻力,重力加速度为g,则下列说法不正确的是()A.图b中表示电势能随位置变化的是图线ⅡB.小球经过x1位置时电场力做功的功率最大C.小球在M点受到的库仑力比在N点收到的库仑力大D.若图象中的E1、E2、E0为已知,则可求得小球在M点时的速度7.(2017全国Ⅰ卷)真空中存在电场强度大小为E1的匀强电场,一带电油滴在该电场中竖直向上做匀速直线运动,速度大小为v0。
在油滴处于位置A时,将电场强度的大小突然增大到某值,但保持其方向不变。
持续一段时间t1后,又突然将电场反向,但保持其大小不变;再持续同样一段时间后,油滴运动到B点。
重力加速度大小为g。
(1)求油滴运动到B点时的速度;(2)求增大后的电场强度的大小;为保证后来的电场强度比原来的大,试给出相应的t1和v0应满足的条件。
已知不存在电场时,油滴以初速度v0做竖直上抛运动的最大高度恰好等于B、A两点间距离的两倍。
8.如图所示,两平行金属板A、B长L=8 cm,两板间距离d=8 cm,A板比B板电势高300 V。
一带正电的粒子电荷量为q=10-10 C,质量m=10-20 kg,沿电场中心线RO垂直电场线飞入电场,初速度v0=2×106m/s。
粒子飞出平行板电场后经过界面MN、PS间的无电场区域后,进入固定在O点的点电荷Q形成的电场区域(设界面PS右边点电荷的电场分布不受界面的影响)。
已知两界面MN、PS相距为12 cm,D是中心线RO与界面PS的交点,O点在中心线上,距离界面PS为9 cm,粒子穿过界面PS最后垂直打在放置于中心线上的荧光屏bc上。
(静电力常量k=9.0×109 N·m2/C2,粒子重力忽略不计)(1)求粒子穿过界面MN时偏离中心线RO的距离多远?到达PS界面时离D点多远?(2)在图上粗略画出粒子运动的轨迹。
9.在xOy平面内,有沿y轴负方向的匀强电场,电场强度大小为E(图中未画出),由A点斜射出质量为m、电荷量为+q的粒子,B和C是粒子运动轨迹上的两点,如图所示,其中l0为常数。
粒子所受重力忽略不计。
求:(1)粒子从A到C过程中电场力对它做的功;(2)粒子从A到C过程所经历的时间;(3)粒子经过C点时的速率。
10.(2017浙江名校协作高二考试)某科研小组在研究电场时发现仅存于椭圆区域的一种匀强电场,如图所示,椭圆方程为=1。
电场的电场强度为E、方向沿x轴正向。
在坐标原点O处平行于纸面沿y轴正方向发射出大量同种正离子(不计离子的重力及离子间的相互作用),电荷量为q,这群离子的初速度包含从0到v m的各种速度,最大速度v m足够大,离子群在仅受电场力作用下离开电场区域,全部打在右侧垂直电场方向的荧光屏上,荧光屏中心O'在x轴上离椭圆中心O的距离为2R。
求:(1)离子打在O'处的动能;(2)到达荧光屏上的所有离子中,最小的动能值;(3)到达荧光屏上动能最小的离子的位置。
提升训练10带电粒子在电场中的运动1.B解析移动A板或B板后,质点能否返回P点的关键是质点在A、B间运动时到达B板之前速度能否减为零,如能减为零,则一定沿原路返回P点;如不能减为零,则穿过B板后只受重力,将继续下落。
因质点到达N孔时速度恰为零,由动能定理得mg·2d-qU=0。
因极板一直与电源两极连接,电压U一直不变,当A板上移、下移时,满足qU-mgh=0的条件,即h=2d,则质点到达N孔时速度恰好为零,然后按原路返回,A正确,B错误。
当把B板上移后,设质点仍能到达B板,则由动能定理得mgh-qU=mv2,因B板上移后h<2d,所以mgh<qU,即看似动能为负值,实际意义为在此之前物体动能已为零,将沿原路返回,C正确。
把B板下移后,有mgh'-qU=mv2>0,即质点到达N孔时仍有向下的速度,将穿过B板继续下落,D正确。
2.C解析由v-t图象知,带电粒子在0~t0时间段做减速运动,电场力做负功,电势能增大;t0~3t0时间段,带电粒子反方向加速,电场力做正功,电势能减小,所以C项正确,D项错误;因为不知道带电粒子电性,本题中无法判断电势的高低,所以A项错误;图象中斜率表示粒子的加速度,由qE=ma,可知0、t0、3t0时刻中,t0时刻电场强度最大,即B点电场强度最大,B项错误。
3.B解析带电粒子在竖直方向受到向上的电场力,做匀加速直线运动,在水平方向上做匀速直线运动,因为两带电粒子在水平方向上的速度相同,又因为在水平方向上的位移相同,故根据公式x=v0t可得两者的运动时间相同,A错误;在竖直方向上的位移之比,因为y P=a P t2=t2,y Q=a Q t2=t2,联立可得q P∶q Q=1∶2,B正确;电场力做功为W=Eqy,电场力做多少正功,电势能就减少多少,故,过程中只有电场力做功,所以电势能转化为动能,即它们的动能增量之比为ΔE k P∶ΔE k Q=1∶4,C、D错误。
4.D5.C解析初速度为0的电子经电场加速后根据动能定理有eU0=,即有v0=,进入偏转电场后做类平抛运动,水平方向L=v0t,竖直方向两极板间的距离为d',电子的加速度a=,偏转位移d=at2=,U0越大,d越小,选项A错误;只改变A、B板间的距离,电子在A、B板间加速时间变化,但离开A、B板后的速度不变,故电子的运动时间变化,选项B错误;只改变A、B板间的距离,电子运动加速后的速度不变,在偏转电场中v y也不变,所以电子到达M前瞬间的动能相同,选项C正确;S闭合后再断开,电容器所带电荷量不变,向左平移B,根据E=得,A、B板间的电场强度不变,所以电子离开B板时速度变小,在偏转极板C、D间运动的时间变长,偏转位移变大,选项D错误。
6.B解析因为取M点处x=0,而小球是从N点下滑,所以题图b应从L→0顺序看,过程中重力做正功,重力势能均匀减小,故图线Ⅰ表示重力势能随x变化图象,则Ⅱ表示电势能随x变化图象,A正确;小球经过x1位置时,电势能最大,则此时电场力方向正好与MN垂直,此时电场力和速度方向垂直,不做功,B错误;根据点电荷电场强度定义E=k可得M点距离Q比N点到Q点的距离近,M点的电场强度大,所以库仑力大,C正确;过程中电势能、重力势能以及动能相互转换,若图象中的E1、E2、E0为已知,则可求解从N到M过程中电势能与重力势能的减小量,其减小量转换为小球的动能,即可求解速度,D正确。
7.答案 (1)v0-2gt1(2)若B点在A点之上,E2=-E1,0<t1<1-或t1>1+若B点在A点之下,E2=--E1,t1>+1解析 (1)设油滴质量和电荷量分别为m和q,油滴速度方向向上为正。
油滴在电场强度大小为E1的匀强电场中做匀速直线运动,故匀强电场方向向上。
在t=0时,电场强度突然从E1增加至E2时,油滴做竖直向上的匀加速运动,加速度方向向上,大小a1满足qE2-mg=ma1①油滴在时刻t1的速度为v1=v0+a1t1②电场强度在时刻t1突然反向,油滴做匀变速运动,加速度方向向下,大小a2满足qE2+mg=ma2③油滴在时刻t2=2t1的速度为v2=v1-a2t1④由①②③④式得v2=v0-2gt1。
⑤(2)由题意,在t=0时刻前有qE1=mg⑥油滴从t=0到时刻t1的位移为s1=v0t1+a1⑦油滴在从时刻t1到时刻t2=2t1的时间间隔内的位移为s2=v1t1-a2⑧由题给条件有=2g(2h)⑨式中h是B、A两点之间的距离。
若B点在A点之上,依题意有s1+s2=h⑩由①②③⑥⑦⑧⑨⑩式得E2=[2-2)2]E1为使E2>E1,应有2-22>1即当0<t1<1-或t1>1+才是可能的;条件式和式分别对应于v2>0和v2<0两种情形。