2019版高考物理二轮复习专题三电场和磁场专题突破练9磁场带电粒子在磁场中的运动
2019高考物理二轮复习 题能演练 专题3 电场和磁场 3.1 电场及带电粒子在电场中的运动解析版.doc
电场及带电粒子在电场中的运动[真题再现]1．(2014·重庆理综)如图所示为某示波管内的聚焦电场，实线和虚线分别表示电场线和等势线．两电子分别从a、b两点运动到c点，设电场力对两电子做的功分别为W a和W b，a、b点的电场强度大小分别为E a和E b，则( )A．W a＝W b，E a>E b B．W a≠W b，E a>E bC．W a＝W b，E a<E b D．W a≠W b，E a<E b答案：A解析：因a、b两点在同一等势线上，故U ac＝U bc，W a＝eU ac，W b＝eU bc，故W a＝W b.由题图可知a点处电场线比b点处电场线密，故E a>E b.选项A正确．2．(2013·广东理综)喷墨打印机的简化模型如图所示．重力可忽略的墨汁微滴，经带电室带负电后，以速度v垂直匀强电场飞入极板间，最终打在纸上．则微滴在极板间电场中( )A．向负极板偏转B．电势能逐渐增大C．运动轨迹是抛物线D．运动轨迹与带电量无关答案：C解析：由于微滴带负电，其所受电场力指向正极板，故微滴在电场中向正极板偏转，A 项错误．微滴在电场中所受电场力做正功，电势能减小，B项错误．由于极板间电场是匀强电场，电场力不变，故微滴在电场中做匀加速曲线运动，并且轨迹为抛物线，C项正确．带电量影响电场力及加速度大小，运动轨迹与加速度大小有关，故D项错误．3．(多选)(2015·天津理综)如图所示，氕核、氘核、氚核三种粒子从同一位置无初速度地飘入电场线水平向右的加速电场E 1，之后进入电场线竖直向下的匀强电场E 2发生偏转，最后打在屏上．整个装置处于真空中，不计粒子重力及其相互作用，那么()A ．偏转电场E 2对三种粒子做功一样多B ．三种粒子打到屏上时的速度一样大C ．三种粒子运动到屏上所用时间相同D ．三种粒子一定打到屏上的同一位置答案：AD解析：根据动能定理有qE 1d ＝12mv 21，得三种粒子经加速电场加速后获得的速度v 1＝ 2qE 1d m .在偏转电场中，由l ＝v 1t 2 及y ＝12qE 2mt 22得，带电粒子经偏转电场的侧位移y ＝E 2l 24E 1d，则三种粒子在偏转电场中的侧位移大小相等，又三种粒子带电荷量相同，根据W ＝qE 2y 得，偏转电场E 2对三种粒子做功一样多，选项A 正确．根据动能定理，qE 1d ＋qE 2y ＝12mv 22，得到粒子离开偏转电场E 2打到屏上时的速度v 2＝ 2qE 1d ＋qE 2y m，由于三种粒子的质量不相等，故v 2不一样大，选项B 错误．粒子打在屏上所用的时间t ＝d v 12＋L ′v 1＝2d v 1＋L ′v 1(L ′为偏转电场左端到屏的水平距离)，由于v 1不一样大，所以三种粒子打在屏上的时间不相同，选项C 错误．根据vy ＝qE 2m t 2及tan θ＝vy v 1得，带电粒子的偏转角的正切值tan θ＝E 2l 2E 1d ，即三种带电粒子的偏转角相等，又由于它们的侧位移相等，故三种粒子打到屏上的同一位置，选项D 正确．规律探寻该类问题以生产、生活、科技中的相关器材为背景材料，主要考查带电粒子在电场中的偏转及电场力做功、电势能变化等，试题情景新颖，但设问难度较小．只要仔细阅读背景材料，建立好相应的物理模型，再结合电场的性质和粒子的加速、偏转知识，问题则不难求解．[考题预测](多选)阴极射线示波管的聚焦电场是由电极A1、A2形成的，其中虚线为等势线，相邻等势线间电势差相等，z轴为该电场的中心轴线(管轴)．电子束从左侧进入聚焦电场后，在电场力的作用下汇聚到z轴上，沿管轴从右侧射出，图中P、Q、R是一个从左侧进入聚焦电场的电子运动轨迹上的三点，则可以确定( )A．电极A1的电势高于电极A2的电势B．电场中Q点的电场强度小于R点的电场强度C．电子在R点处的动能大于在P点处的动能D．若将一束带正电的粒子从左侧射入聚焦电场也一定被会聚答案：BC解析：根据电场线与等势面互相垂直的特点，可粗略画出该电场中的电场线，根据题意可知，电子束从左侧进入聚焦电场后，在电场力的作用下会聚到z轴上，Q点电子所受到的电场力斜向右下方，在题图中运动过程中，电场力做正功，电子电势能减小，电子的动能增加，则电极A1的电势低于电极A2的电势，因此，选项A错误，而选项C正确；在电场中，等势面密集的地方场强大，因此，Q点的电场强度小于R点的电场强度，选项B正确；场强不变的情况下，正电荷所受电场力方向与负电荷所受电场力方向相反，因此，会聚电子束的电场必定会发散正电荷，选项D错误．。
2019年高考物理二轮复习专题整合高频突破专题三电场和磁场2磁场带电粒子在磁场中的运动课件
核心知识
-2-
网络构建
要点必备
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(完整版)2019届高三物理二轮复习习题：专题三规范答题与满分指导Word版含答案
(2)已知在 t＝ 4时刻射入偏转电场的电子恰好能返回板间，求匀强磁场的磁 感应强度 B 的大小；
(3)从电子进入偏转电场开始到离开磁场的最短时间。
4
图 3－ 3－15
解析 (1)电子在经过加速电场过程中，根据动能定理可得
eU＝12mv
2 0
由题意可知在偏转电压出现峰值时进入的电子恰好沿极板边缘飞出电场
1
2．构建情景，还原模型 (1)电荷在电场中的运动为匀加速直线运动。 (2)根据电荷运动周期和磁场变化周期的关系，画出电荷的运动示意图。
2
规范解答
评分标准与答题规则
(1) 电荷在电场中做匀加速直线运动，
则： Eq＝ma ① (2 分)
v 0＝ at0
② (2 分 )
1.第(1)问 5 分。学生若将①②合并为一 Eq
专题三 电场和磁场 规范答题与满分指导
带电粒子在交变电磁场中的运动
【典例】 (16 分 )如图 3－3－14 甲所示，水平直线 MN 下方有竖直向上的
匀强电场，场强
E＝
π 10×
104
N/C 。现将一重力不计、
比荷
q m＝
106
C/kg
的正电荷
从电场中的 O 点由静止释放，经过 t0＝ 1× 10－5 s 后，通过 MN 上的 P 点进入其
上方的匀强磁场。磁场方向垂直于纸面向外，以电荷第一次通过
MN 时开始计
时，磁感应强度按图乙所示规律周期性变化。
图 3－ 3－14 (1)求电荷进入磁场时的速度大小。 (2)求图乙中 t＝ 2× 10－5 s 时刻电荷与 P 点的距离。 (3)如果在 P 点右方 d＝100 cm 处有一垂直于 MN 的足够大的挡板，求电荷 从 O 点出发运动到挡板所需的时间。 [审题探究 ] 1．通读题干，挖掘信息 (1)电荷在电场中做初速度为零的匀加速直线运动，匀加速直线运动的时间 为 1×10－5 s。 (2)磁场周期性变化，电荷运动半径发生变化。
2019年高中物理高考二轮复习专题：带电粒子在磁场中的运动及答案
2019年高中物理高考二轮复习专题：带电粒子在磁场中的运动一、单选题1.甲、乙两个电源的的路端电压U和干路电流I的关系图象如图所示，若它们分别向两个定值电阻R甲、R 供电，可推知正确的结论是（）乙A. 若R甲=R乙，甲电源产生的电流一定比乙电源的大B. 若R甲<R乙，甲电源产生的电流一定比乙电源的大C. 若两电源的路端电压相等，则R甲一定大于R乙D. 若两电源的路端电压相等，则R甲可能等于R乙2.如图所示，金属导轨上的导体棒ab在匀强磁场中沿导轨做下列哪种运动时，铜制线圈c中将有感应电流产生且被螺线管吸引（）A. 向右做匀速运动B. 向左做匀速运动C. 向右做减速运动D. 向右做加速运动3.如图所示，匀强磁场垂直于纸面，磁感应强度为B．边长为a的正方形线框与磁场垂直，且一条对角线与磁场边界重合．则通过线圈平面的磁通量为（）A. B. Ba C. Ba2 D. 2Ba4.以下关于磁场和磁感应强度B的说法，正确的是（）A. 磁场中某点的磁感应强度，根据公式B= ，它跟F，I，l都有关B. 磁场中某点的磁感应强度的方向垂直于该点的磁场方向C. 穿过线圈的磁通量为零的地方，磁感应强度不一定为零D. 磁感应强度越大的地方，穿过线圈的磁通量也一定越大5.长方体金属块放在匀强磁场中，有电流通过金属块，如图所示，则下面关于金属块上下表面电势高低的说法中，正确的是（）A. 金属块上、下表面电势相等B. 金属块上表面电势高于下表面电势C. 金属块上表面电势低于下表面电势D. 无法比较上、下表面的电势高低6.下列说法中正确的是（）A. 根据B= 可知匀强磁场磁感应强度的大小等于垂直穿过单位面积的磁感线条数B. 根据Φ=BS可知，闭合回路的面积越大，穿过该线圈的磁通量一定越大C. 根据F=BIL可知，在磁场中某处放置的电流越大，则受到的安培力一定越大D. 根据B= 可知，磁场中某处的磁感强度大小与通电导线所受的磁场力F成正比，与电流强度I和导线长度L的乘积成反比7.如图所示，带电平行板中匀强电场方向竖直向下，匀强磁场方向水平向里，一带电小球从光滑绝缘轨道上的a点自由滑下，经过轨道端点p进入板间恰好沿水平方向做直线运动。
2019届高三物理二轮复习专题三：《电场与磁场》训练含答案
《带电粒子在电场中的运动》专题训练1.下列选项中的点电荷所带电荷量的绝对值相同,各电荷间互不影响,电荷的电性以及在坐标系中的位置已经标出。
则坐标原点O处电场强度最大的是()。
解析▶由点电荷电场强度公式E=k Qr2可求每个点电荷的电场强度,根据电场强度的合成满足平行四边形定则,可知A、C两项的O点电场强度大小E=k qr2,B项的O点电场强度大小E=k√2qr2,D项的O点电场强度为0,故B项的O点电场强度最大。
答案▶ B2.(多选)如图所示是某静电场电场线和等势面分布关系图,其中实线为电场线,虚线为等势面。
一带正电粒子(不计重力)从a点经c点运动到b点,则()。
A.a点电场强度比b点电场强度小B.从a点运动到c点电场力对粒子做的功大于从c点运动到b点电场力对粒子做的功C.带电粒子在a点的动能小于在b点的动能D.带电粒子从c点运动到b点的过程中,电势能增加解析▶ 根据电场线疏密程度可知a 点电场强度比b 点电场强度小,A 项正确;由图可知U ac <U cb ,因为W=Uq ,所以从a 点运动到c 点电场力对粒子做的功小于从c 点运动到b 点电场力对粒子做的功,B 项错误;从a 点运动到b 点,电场力做正功,电势能减小,动能增加,带电粒子在a 点的动能小于在b 点的动能,C 项正确;带电粒子从c 点运动到b 点的过程中,电场力做正功,电势能减小,D 项错误。
答案▶ AC3.一静止带正电的点电荷Q 固定在坐标系中的原点O ,任一点的电场强度大小与该点到点电荷的距离r 的平方的关系如图所示,电场中三个点a 、b 、c 的坐标分别为(1,6)、(r b 2,3)、(6,E c )。
将一带正电的检验电荷从原点O 移动到a 点电场力做的功为W O a ,从O 点移动到c 点电场力做的功为W O c ,a 、b 、c 三点的电势分别为φa 、φb 、φc 。
下列选项正确的是( )。
A .r b =2 m B .E c =1 V/m C .φc >φb >φa D .W O c <W O a解析▶ 根据E=kQ r 2可知,6=kQ 1,3=kQ r b2,E c =kQ6,解得r b =√2 m,E c =1 V/m,A 项错误,B 项正确;在正点电荷形成的电场中,离电荷越远,电势越低,所以φa >φb >φc ,C 项错误;因U O c >U O a ,W=Uq ,所以W O c >W O a ,D 项错误。
2019高考物理大二轮复习专题三电场和磁场专题能力训练9磁场性质及带电粒子在磁场中的运动
专题能力训练9 磁场性质及带电粒子在磁场中的运动(时间:45分钟满分:100分)一、选择题(本题共6小题,每小题7分,共42分。
在每小题给出的四个选项中,1~4题只有一个选项符合题目要求,5~6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.如图所示,一劲度系数为k的轻质弹簧,下面挂有匝数为n的矩形线框abcd。
bc边长为l,线框的下半部分处在匀强磁场中,磁感应强度大小为B,方向与线框平面垂直,在图中垂直于纸面向里。
线框中通以电流I,方向如图所示,开始时线框处于平衡状态。
令磁场反向,磁感应强度的大小仍为B,线框达到新的平衡。
则在此过程中线框位移的大小Δx及方向是()A.Δx=,方向向上B.Δx=,方向向下C.Δx=,方向向上D.Δx=,方向向下2.(2017·全国卷Ⅲ)如图所示,在磁感应强度大小为B0的匀强磁场中,两长直导线P和Q垂直于纸面固定放置,两者之间的距离为l。
在两导线中均通有方向垂直于纸面向里的电流I时,纸面内与两导线距离均为l的a点处的磁感应强度为零。
如果让P中的电流反向、其他条件不变,则a点处磁感应强度的大小为()A.0B.B0C.B0D.2B03.如图所示,两根相互平行的长直导线过纸面上的M、N两点,且与纸面垂直,导线中通有大小相等、方向相反的电流。
a、O、b在M、N的连线上,O为MN的中点,c、d位于MN的中垂线上,且a、b、c、d到O点的距离均相等。
关于以上几点处的磁场,下列说法正确的是()A.O点处的磁感应强度为零B.a、b两点处的磁感应强度大小相等、方向相反C.c、d两点处的磁感应强度大小相等、方向相同D.a、c两点处磁感应强度的方向不同4.一圆筒处于磁感应强度大小为B的匀强磁场中,磁场方向与筒的轴平行,筒的横截面如图所示。
图中直径MN的两端分别开有小孔,筒绕其中心轴以角速度ω顺时针转动。
在该截面内,一带电粒子从小孔M射入筒内,射入时的运动方向与MN成30°角。
2019版高考物理：二轮复习专题三电场和磁场专题突破练10带电粒子在复合场中的运动51(含答案).doc
专题突破练10 带电粒子在复合场中的运动(时间:45分钟满分:100分)一、选择题(共4小题,每小题6分,共24分。
在每小题给出的四个选项中,有多个选项符合题目要求,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错或不答的得0分)1.(2018四川乐山调研)在半导体离子注入工艺中,初速度可忽略的磷离子P+和P3+,经电压为U的电场加速后垂直进入磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里、有一定宽度的匀强磁场区域,如图所示,已知离子P+在磁场中转过θ=30°后从磁场右边界射出。
在电场和磁场中运动时,离子P+和P3+()A.在电场中的加速度之比为1∶1B.在磁场中运动的半径之比为∶1C.在磁场中转过的角度之比为1∶3D.离开电场区域时的动能之比为1∶32.(2018山西晋城一模)足够大的空间内存在着竖直向上的匀强磁场和匀强电场,有一带正电的小球在电场力和重力作用下处于静止状态。
现将磁场方向顺时针旋转30°,同时给小球一个垂直磁场方向斜向下的速度(如图所示),则关于小球的运动,下列说法正确的是()A.小球做类平抛运动B.小球在纸面内做匀速圆周运动C.小球运动到最低点时电势能增加D.整个运动过程中机械能不守恒3.(2018湖北黄冈调研)如图所示直角坐标系xOy,P(a,-b)为第四象限内的一点,一质量为m、电荷量为q的负电荷(电荷重力不计)从原点O 以初速度v0沿y轴正方向射入。
第一次在整个坐标系内加垂直纸面向内的匀强磁场,该电荷恰好能通过P点;第二次保持y>0区域磁场不变,而将y<0区域磁场改为沿x轴正方向匀强电场,该电荷仍通过P点,()A.匀强磁场的磁感应强度B=B.匀强磁场的磁感应强度B=C.电荷从O运动到P,第二次所用时间一定短些D.电荷通过P点时的速度,第二次与x轴负方向的夹角一定小些4.(2018河南周口期末)如图所示,平行纸面向下的匀强电场与垂直纸面向外的匀强磁场相互正交,一带电小球刚好能在其中做竖直面内的匀速圆周运动。
【2019年整理】高三物理《带电粒子在电场和磁场中的运动专题复习》
第二轮专题：带电粒子在电场和磁场中的运动第一部分 相关知识点归纳《考试大纲》对此部分的说明：①带电粒子在匀强电场中运动的计算，只限于带电粒子进入电场时速度平行或垂直于电场的情况 ②洛仑兹力的计算只限于速度与磁感应强度垂直的情况 一、不计重力的带电粒子在电场中的运动 1．带电粒子在电场中加速（或减速）当电荷量为q 、质量为m 、初速度为0v 的带电粒子经电压U 加速后，速度变为t v ，由动能定理得：2022121mv mv qU t -=。
若00=v ，则有mqUv t 2=，这个关系式对任意静电场都是适用的。
对于带电粒子在电场中的加速问题，应突出动能定理的应用。
有时也会碰到带电粒子在电场中即加速又减速，甚至是互逆的过程，此时要注意运用匀变速直线运动的相关知识进行分析和求解。
2．带电粒子在匀强电场中的偏转（类平抛）电荷量为q 、质量为m 的带电粒子由静止开始经电压U 1加速后，以速度1v 垂直进入由两带电平行金属板产生的匀强电场中，则带电粒子在匀强电场中做类平抛运动，其轨迹是一条抛物线(如图所示)。
21121mv qU =设两平行金属板间的电压为U 2，板间距离为d ，板长为L 。
(1)带电粒子进入两板间后粒子在垂直于电场的方向上做匀速直线运动，有：t v L v v x 11,==粒子在平行于电场的方向上做初速度为零的匀加速直线运动，有： mdqU mqE a at y at v y 22,21,====(2)带电粒子离开极板时 侧移距离122212224221dU L U mdv L qU at y ===偏转角度ϕ的正切值1221212tan dU L U mdv L qU v at ===ϕ若距偏转极板右侧D 距离处有—竖立的屏，在求电子射到屏上的侧移距离时有一个很有用的推论：所有离开偏转电场的运动电荷好像都是从极板中心沿中心与射出点的连线射出的．这样很容易得到电荷在屏上的侧移距离ϕtan 2'⎪⎭⎫ ⎝⎛+=L D y 。
高考物理二轮复习专题三电场与磁场第讲电场及带电粒子在电场中的运动突破练.doc
第1讲电场及带电粒子在电场中的运动[限训练·通高考]科学设题拿下高考高分(45分钟)一、单项选择题1．(2016·高考全国卷Ⅲ)关于静电场的等势面，下列说法正确的是()A．两个电势不同的等势面可能相交B．电场线与等势面处处相互垂直C．同一等势面上各点电场强度一定相等D．将一负的试探电荷从电势较高的等势面移至电势较低的等势面，电场力做正功解析：在静电场中，两个电势不同的等势面不会相交，选项A错误；电场线与等势面一定相互垂直，选项B正确；同一等势面上的电场强度可能相等，也可能不相等，选项C错误；电场线总是由电势高的等势面指向电势低的等势面，移动负试探电荷时，电场力做负功，选项D错误．答案：B2.(2018·河北定州第三次月考)如图，匀强电场中的点A、B、C、D、E、F、G、H为立方体的8个顶点．已知G、F、B、D点的电势分别为8 V、3 V、2 V、4 V，则A点的电势为()A．1 V B.－1 VC．2 V D．3 V解析：在匀强电场中，由公式U＝Ed知，沿着任意两平行方向前进相同距离，电势差必定相等，由于GF∥CB，且GF＝CB，则有φG－φF＝φC－φB，代入数据解得φC＝φG－φF＋φB＝8 V－3 V＋2 V＝7 V，同理，φA－φB＝φD－φC，解得φA＝φB＋φD－φC＝2 V＋4 V－7 V＝－1 V，故B正确．答案：B3．(2018·高考天津卷)如图所示，实线表示某电场的电场线(方向未标出)，虚线是一带负电的粒子只在电场力作用下的运动轨迹，设M点和N点的电势分别为φM、φN，粒子在M和N时加速度大小分别为a M、a N，速度大小分别为v M、v N，电势能分别为E p M、E p N.下列判断正确的是()A．v M<v N，a M<a NB．v M<v N，φM<φNC．φM<φN，E p M<E p ND．a M<a N，E p M<E p N解析：由粒子的轨迹知电场力的方向偏向右，因粒子带负电，故电场线方向偏向左，由沿电场线方向电势降低，可知φN<φM，E p M<E p N.N点电场线比M点密，故场强E M<E N，由加速度a＝Eqm知a M<a N.粒子若从N点运动到M点，电场力做正功，动能增加，故v M>v N.综上所述，选项D正确．答案：D4．(2018·山东菏泽一中高三质检)如图为静电除尘机原理示意图，废气先经过一个机械过滤装置再进入静电除尘区，带负电的尘埃在电场力的作用下向集尘极迁移并沉积，以达到除尘目的，图中虚线为电场线(方向未标)．不考虑尘埃在迁移过程中的相互作用和电荷量的变化，则()A．电场线方向由放电极指向集尘极B．图中A点电势高于B点电势C．尘埃在迁移过程中做匀变速运动D．尘埃在迁移过程中电势能减小解析：根据题意可知带负电的尘埃在电场力的作用下向集尘极迁移，则知集尘极带正电荷，是正极，所以电场线方向由集尘极指向放电极，故A错误；集尘极带正电荷，A点更靠近放电极，所以图中A点电势低于B点电势，故B错误；由图可知放电极与集尘极间为非匀强电场，所以尘埃所受的电场力是变化的，尘埃不可能做匀变速运动，故C错误；带电尘埃所受的电场力方向与位移方向相同，电场力做正功，所以在迁移过程中电势能减小，故D正确．答案：D5．(2018·河北定州中学第三次月考)如图所示，三条平行等间距的虚线表示电场中的三个等势面，电势值分别为10 V、20 V、30 V，实线是一带电粒子(不计重力)在该区域内的运动轨迹，a、b、c是轨迹上的三个点．下列说法正确的是()A．粒子在三点的电势能大小关系为E p c<E p a<E p bB．粒子在三点所受的电场力不相等C．粒子必先过a，再到b，然后到cD．粒子在三点所具有的动能大小关系为E k b>E k a>E k c解析：由题图可知，电场的方向是向上的，而粒子受力是向下的，故粒子带负电，而带负电的粒子无论是依次沿a、b、c运动，还是依次沿c、b、a运动，都会得到如图的轨迹，故C错误．粒子在电场中运动时，只有电场力做功，故电势能与动能之和是恒定不变的，带负电的粒子在b点时的电势能最大，在c点的电势能最小，则可判断带电粒子在c点的动能最大，在b点的动能最小，故A正确，D错误．因表示电场中三个等势面的三条虚线是平行且等间距的，由此可判断电场是匀强电场，所以带电粒子在电场中各点受到的电场力相等，故B错误．答案：A6.如图所示，无限大均匀带正电的薄板竖直放置，其周围空间的电场可认为是匀强电场．光滑绝缘细管垂直穿过板中间小孔，一个可视为质点的带负电小球在细管内运动．以小孔为原点建立x轴，规定x轴正方向为加速度a和速度v的正方向，下图分别表示x轴上各点的电势φ、小球的加速度a、速度v和动能E k随x变化的图象，其中正确的是()解析：在x<0范围内，当x增大时，由电场是匀强电场，且U＝Ed，可知电势差均匀增大，φ -x图线应为向上倾斜的直线；在x>0范围内，当x增大时，同理可知电势差均匀减小，φ -x 图线应为向下倾斜的直线，选项A 错误．在x <0范围内，电场力向右，加速度向右，为正值；在x >0范围内，电场力向左，加速度向左，为负值，选项B 错误．在x <0范围内，根据动能定理得qEx ＝12mv 2，v-x 图象中的图线应是曲线；同理，在x >0范围内，图线也为曲线，选项C 错误．在x <0范围内，根据动能定理得qEx ＝E k ，E k -x 图象中的图线应是倾斜的直线；同理，在x >0范围内，图线也为倾斜的直线，选项D 正确．答案：D二、多项选择题7.(2018·高考全国卷Ⅰ)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：因等势面间距相等，由U ＝Ed 得相邻虚线之间电势差相等，由a 到d ，eU ad ＝－6 eV ，故U ad ＝6 V ，各虚线电势如图所示，因电场力做负功，故电场方向向右，沿电场线方向电势降低，φc ＝0，A 对．因电子的速度方向未知，若不垂直于等势面，如图中实线所示，电子可能到达不了平面f ，B 对．经过d 时，电势能E p ＝eφd ＝2 eV ，C 错．由a 到b ，W ab ＝E k b －E k a ＝－2 eV ，所以E k b ＝8 eV ，由a 到d ，W ad ＝E k d －E k a＝－6 eV ，所以E k d ＝4 eV ，则E k b ＝2E k d ，根据E k ＝12mv 2知v b ＝2v d ，D 错．答案：AB8.如图所示，空间某区域存在着非匀强电场，实线表示该电场的电场线，过O点的虚线MN表示该电场的一个等势面，两个相同的带正电的粒子P、Q分别从A、B两点以相同的初速度开始运动，速度方向垂直于MN，A、B连线与MN平行，且都能从MN左侧经过O点．设粒子P、Q在A、B两点的电势能分别为E p1和E p2，经过O点时的速度大小分别为v1和v2.粒子的重力不计，则() A．v1>v2B．v1<v2C．E p1<E p2D．E p1>E p2解析：由题意知两个相同的带正电粒子P、Q分别从A、B两点以相同的初速度运动，且都能从MN左侧经过O点，电场力对两个粒子都做正功，再由电场线和等势面的垂直关系以及沿着电场线方向电势逐渐降低，可知B点的电势φB高于A点的电势φA，B点与O点的电势差大于A点与O点的电势差，对两个粒子分别运用动能定理有qU＝12m(v2－v20)，而UBO>U AO，可知两个粒子经过O点时的速度v1<v2，则选项A错误，B正确；再由电势能公式E p＝qφ，知E p1<E p2，则选项C正确，D错误．答案：BC9．(2018·四川成都实验中学理综测试)现有两个点电荷A和B，它们电荷量分别为＋Q和－Q，a为AB连线的中点，b与a关于B对称，它们都在一条直线上，如图所示．把一个带正电的试探电荷从a沿直线移到b的过程中，下列说法正确的是()A．电场力对试探电荷一直做正功B．电场力对试探电荷先做正功后做负功C．试探电荷受到的电场力一直增大D．试探电荷受到的电场力先增大后减小解析：等量异号电荷的电场线分布如图所示，正电荷由a 移到b 的过程中受力沿电场线方向，则由图可知，由a 向B 电荷运动过程中，电场力向右，故电场力做正功；而在由B 向b 方向运动时，电场力向左，故电场力做负功，故A 错误，B 正确．由图可知，由a 到b 过程中，电场强度先增大后减小，故试探电荷受到的电场力先增大后减小，故C 错误，D 正确．答案：BD10.如图所示，水平放置的平行板电容器，上板带负电，下板带正电，断开电源后一带电小球以速度v 0水平射入电场，且沿下板边缘飞出．若下板不动，将上板上移一小段距离，小球仍以相同的速度v 0从原处飞入，则带电小球( )A ．将打在下板中央B ．仍沿原轨迹由下板边缘飞出C ．不发生偏转，沿直线运动D ．若上板不动，将下板上移一段距离，小球可能打在下板的中央解析：将电容器上板向上移动一段距离，电容器所带的电荷量Q 不变，由于E ＝U d ＝Q Cd ＝4πkQ εrS 可知，当d 增大时，场强E 不变，以相同的速度入射的小球仍按原来的轨迹运动，故B 正确，A 、C 错误．若上板不动，将下板上移一段距离时，板间电场强度不变，粒子所受的电场力不变，粒子轨迹不变，小球可能打在下板的中央，故D 正确．答案：BD三、非选择题11．如图所示，竖直平行正对放置的带电金属板A 、B ，B 板中心的小孔(未画出)正好位于平面直角坐标系xOy 的O 点，y 轴沿竖直方向，在x >0的区域内存在沿y 轴正方向的匀强电场，电场强度大小为E ＝43×103 V/m ，比荷为1.0×105 C/kg的带正电的粒子P 从A 板中心O ′处由静止释放，其运动轨迹恰好经过M ( 3 m,1m)点．粒子P 的重力不计．(1)求金属板A 、B 之间的电势差U AB ；(2)若在粒子P 经过O 点的同时，在y 轴右侧匀强电场中某点由静止释放另一带电粒子Q ，使P 、Q 恰能在运动中相碰．假设Q 的质量是P 的质量的2倍，带电情况与P 相同，Q 的重力及P 、Q 之间的相互作用力均忽略不计，求粒子Q 所有释放点的集合．解析：(1)设粒子P 的质量为m 、带电荷量为q ，从O 点进入匀强电场时的速度大小为v 0.由题意可知，粒子P 在y 轴右侧匀强电场中做类平抛运动．设该粒子从O 点运动到M ( 3 m,1 m)点所用时间为t 0，由类平抛运动规律可得x M ＝v 0t 0，y M ＝12 qE m t 20，解得v 0＝2×104 m/s.在金属板A 、B 之间，由动能定理得qU AB ＝12mv 20，解得U AB ＝1 000 V.(2)设P 、Q 在右侧电场中运动的加速度分别为a 1、a 2，粒子Q 从坐标N (x 、y )点释放后，经时间t 与粒子P 相遇．由牛顿运动定律及类平抛运动的规律和几何关系可得对于P 有Eq ＝ma 1对于Q 有Eq ＝2ma 2x ＝v 0t12a 1t 2＝y ＋12a 2t 2联立以上各式解得y ＝16x 2，其中x >0即粒子Q 的释放点N (x ，y )的坐标满足方程y ＝16x 2(x >0)．答案：(1)1 000 V (2)y ＝16x 2(x >0)12.如图所示，开有小孔的平行板水平放置，两极板接在电压大小可调的电源上，用喷雾器将油滴喷注在小孔上方．已知两极板间距为d ，油滴密度为ρ，电子电荷量为e ，重力加速度为g ，油滴视为球体，油滴运动时所受空气的粘滞阻力大小F f ＝6πηrv (r 为油滴半径、η为粘滞系数，且均为已知量)，油滴所带电荷量是电子电荷量的整数倍，喷出的油滴均相同，不考虑油滴间的相互作用．(1)当电压调到U 时，可以使带电的油滴在板间悬浮；当电压调到U 2时，油滴能在板间以速度v 匀速竖直下行．求油滴所带电子的个数n 及油滴匀速下行的速度v ；(2)当油滴进入小孔时与另一油滴粘连在一起形成一个大油滴，以速度v 1(已知)竖直向下进入小孔，为防止碰到下极板，需调整电压，使其减速运行，若将电压调到2U ，大油滴运动到下极板处刚好速度为零，求大油滴运动到下极板处时的加速度及这一过程粘滞阻力对大油滴所做的功．解析：(1)油滴静止时，电场力与重力平衡，有qU d ＝mg匀速下降时，有qU 2d ＋6πηrv ＝mg其中质量m ＝43πρr 3联立可得n ＝q e ＝4πρgdr33eU ，v ＝gρr29η.(2)①大油滴质量为2m ，所带电荷量为2q ，当它运动到下极板时速度恰好为零，故2q 2U d －2mg ＝2ma联立解得a ＝g ，方向竖直向上②油滴从上极板到下极板由动能定理可得2mgd －2q ·2U ＋W f ＝0－12·2mv 21，m ＝43πρr 3联立解得W f ＝83πρgdr 3－43πρv 21r 3＝43πρr 3(2gd －v 21)．答案：(1)4πρgdr33eU gρr29η(2)g ，方向竖直向上 43πρr 3(2gd －v 21)。
高考物理二轮总复习课后习题专题3 电场与磁场 专题分层突破练9 带电粒子在复合场中的运动 (2)
专题分层突破练9 带电粒子在复合场中的运动A组1.(多选)如图所示为一磁流体发电机的原理示意图,上、下两块金属板M、N水平放置且浸没在海水里,金属板面积均为S=1×103m2,板间距离d=100 m,海水的电阻率ρ=0.25 Ω·m。
在金属板之间加一匀强磁场,磁感应强度B=0.1 T,方向由南向北,海水从东向西以速度v=5 m/s流过两金属板之间,将在两板之间形成电势差。
下列说法正确的是( )A.达到稳定状态时,金属板M的电势较高B.由金属板和流动海水所构成的电源的电动势E=25 V,内阻r=0.025 ΩC.若用此发电装置给一电阻为20 Ω的航标灯供电,则在8 h内航标灯所消耗的电能约为3.6×106JD.若磁流体发电机对外供电的电流恒为I,则Δt时间内磁流体发电机内部有电荷量为IΔt的正、负离子偏转到极板2.(重庆八中模拟)质谱仪可用于分析同位素,其结构示意图如图所示。
一群质量数分别为40和46的正二价钙离子经电场加速后(初速度忽略不计),接着进入匀强磁场中,最后打在底片上,实际加速电压U通常不是恒定值,而是有一定范围,若加速电压取值范围是(U-ΔU,U+ΔU),两种离子打在底的值约为片上的区域恰好不重叠,不计离子的重力和相互作用,则ΔUU( )A.0.07B.0.10C.0.14D.0.173.在第一象限(含坐标轴)内有垂直xOy平面周期性变化的均匀磁场,规定垂直xOy平面向里的磁场方向为正方向,磁场变化规律如图所示,磁感应强度的大小为B0,变化周期为T0。
某一带正电的粒子质量为m、电荷量为q,在t=0时从O点沿x轴正方向射入磁场中并只在第一象限内运动,若要求粒子在t=T0时距x轴最远,则B0= 。
4.(福建龙岩一模)如图所示,在xOy平面(纸面)内,x>0区域存在方向垂直纸面向外的匀强磁场,第三象限存在方向沿、电荷量为q的带正电粒子(不计重力),以大小为v、方向与y轴正方向夹角θ=60°的速度沿纸面从坐标为(0,√3L)的P1点进入磁场中,然后从坐标为(0,-√3L)的P2点进入电场区域,最后从x轴上的P3点(图中未画出)垂直于x轴射出电场。
精选2019高考物理大二轮复习专题三电场和磁场专题能力训练9磁场性质及带电粒子在磁场中的运动
专题能力训练9 磁场性质及带电粒子在磁场中的运动(时间:45分钟满分:100分)一、选择题(本题共6小题,每小题7分,共42分。
在每小题给出的四个选项中,1~4题只有一个选项符合题目要求,5~6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.如图所示,一劲度系数为k的轻质弹簧,下面挂有匝数为n的矩形线框abcd。
bc边长为l,线框的下半部分处在匀强磁场中,磁感应强度大小为B,方向与线框平面垂直,在图中垂直于纸面向里。
线框中通以电流I,方向如图所示,开始时线框处于平衡状态。
令磁场反向,磁感应强度的大小仍为B,线框达到新的平衡。
则在此过程中线框位移的大小Δx及方向是()A.Δx=,方向向上B.Δx=,方向向下C.Δx=,方向向上D.Δx=,方向向下2.(2017·全国卷Ⅲ)如图所示,在磁感应强度大小为B0的匀强磁场中,两长直导线P和Q垂直于纸面固定放置,两者之间的距离为l。
在两导线中均通有方向垂直于纸面向里的电流I时,纸面内与两导线距离均为l的a点处的磁感应强度为零。
如果让P中的电流反向、其他条件不变,则a点处磁感应强度的大小为()A.0B.B0C.B0D.2B03.如图所示,两根相互平行的长直导线过纸面上的M、N两点,且与纸面垂直,导线中通有大小相等、方向相反的电流。
a、O、b在M、N的连线上,O为MN的中点,c、d位于MN的中垂线上,且a、b、c、d到O点的距离均相等。
关于以上几点处的磁场,下列说法正确的是()A.O点处的磁感应强度为零B.a、b两点处的磁感应强度大小相等、方向相反C.c、d两点处的磁感应强度大小相等、方向相同D.a、c两点处磁感应强度的方向不同4.一圆筒处于磁感应强度大小为B的匀强磁场中,磁场方向与筒的轴平行,筒的横截面如图所示。
图中直径MN的两端分别开有小孔,筒绕其中心轴以角速度ω顺时针转动。
在该截面内,一带电粒子从小孔M射入筒内,射入时的运动方向与MN成30°角。
2019版高考物理二轮复习 专题三 电场和磁场 专题突破练8 电场 带电粒子在电场中的运动
专题突破练8 电场带电粒子在电场中的运动(时间:45分钟满分:100分)一、选择题(共12小题,每小题7分,共84分。
在每小题给出的四个选项中,第1~8小题只有一个选项符合题目要求,第9~12小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3分,有选错或不答的得0分)1.(2016全国Ⅲ卷)关于静电场的等势面,下列说法正确的是()A.两个电势不同的等势面可能相交B.电场线与等势面处处相互垂直C.同一等势面上各点电场强度一定相等D.将一负的试探电荷从电势较高的等势面移至电势较低的等势面,电场力做正功2.(2018广东茂名综合测试)真空中有一半径为r0的带电金属球壳,若取无穷远处为零电势,通过其球心的一直线上各点的电势φ分布规律可用图中曲线表示,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。
下列说法中正确的是()A.该球壳带负电B.A点的电场强度大于B点的电场强度C.若r2-r1=r1-r0,则φA-φB=φ0-φAD.将电子从A点移到B点,电场力做正功3.(2017湖南株洲模拟)如图所示,R是一个定值电阻,A、B为水平正对放置的两块平行金属板,两板间带电微粒P处于静止状态,则下列说法正确的是()A.若增大A、B两金属板的间距,则有向右的电流通过电阻RB.若增大A、B两金属板的间距,P将向上运动C.若紧贴A板内侧插入一块一定厚度的金属片,P将向上运动D.若紧贴B板内侧插入一块一定厚度的陶瓷片,P将向上运动4.(2018湖南常德模拟)在空间某区域存在一电场,x轴上各点电势随位置变化情况如图所示,图线为曲线,且关于纵轴对称。
下列关于该电场的论述正确的是()A.图中A点对应的电场强度大于B点对应电场强度B.图中A点对应的电势大于B点对应电势C.一个带正电的粒子在x1点的电势能等于在-x1点的电势能D.一个带正电的粒子在-x1点的电势能大于在-x2点的电势能5.(2018安徽蚌埠一质检)如图甲为一对长度为L的平行金属板,在两板之间加上图乙所示的电压。
2019高考物理二轮复习专题三电场与磁场第2讲磁场及带电粒子在磁场中的运动突破练
第2讲 磁场及带电粒子在磁场中的运动[限训练·通高考] 科学设题 拿下高考高分(45分钟)一、单项选择题1．(2018·山东济南第一中学月考)粒子甲的质量与电荷量分别是粒子乙的4倍与2倍，两粒子均带正电．让它们在匀强磁场中同一点以大小相等、方向相反的速度开始运动．已知磁场方向垂直纸面向里．以下四个图中，能正确表示两粒子运动轨迹的是()解析：根据洛伦兹力提供向心力，有R ＝mv qB，结合粒子甲的质量与电荷量分别是粒子乙的4倍与2倍，可知甲的半径大于乙的半径，由于两粒子均带正电，且速度方向相反，由左手定则可知A 正确，B 、C 、D 错误．答案：A2．如图所示，质量为m ＝0.5 kg 的通电导体棒在安培力作用下静止在倾角为37°、宽度为L ＝1 m 的光滑绝缘框架上，磁场方向垂直于框架平面向下(磁场仅存在于绝缘框架内)．右侧回路中，电源的电动势E ＝8 V 、内阻r ＝1Ω.额定功率为8 W 、额定电压为4 V 的电动机M 正常工作．取sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，重力加速度大小g 取10 m/s 2，则磁场的磁感应强度大小为()A ．2 TB.1.73 TC ．1.5 TD ．1 T解析：电动机M 正常工作时的电流I 1＝P1U＝2 A ，电源内阻上的电压U ′＝E －U ＝8 V －4 V ＝4 V ，根据闭合电路欧姆定律得干路中的电流I ＝U′r＝4 A ，则通过导体棒的电流I 2＝I －I 1＝2 A ，导体棒受力平衡，有BI 2L ＝mg sin 37°，得B ＝1.5 T ，故选项C 正确．答案：C3.(2018·河北衡水中学第六次调研)如图所示，纸面内有宽为L 、水平向右飞行的带电粒子流，粒子质量为m 、电荷量为－q 、速率为v 0，不考虑粒子的重力及相互间的作用，要使粒子都会聚到一点，可以在粒子流的右侧虚线框内设计一匀强磁场区域，则磁场区域的形状及对应的磁感应强度可以是(其中B 0＝mv0qL ，A 、C 、D 选项中曲线均为半径是L 的14圆弧，B 选项中曲线为半径是L 2的圆弧)()解析：带电粒子进入磁场中做圆周运动，圆周运动的半径r ＝mv0qB，A 、B 、C 选项对应的半径r ＝L ，D 选项对应的半径为L 2；粒子的初速度都相同，结合初速度的方向、粒子入射位置以及粒子运动半径画圆，圆弧和磁场边界的交点为出射点，由数学知识可以证明A 图的粒子的出射点恒为两个圆弧右下方的交点，故A 正确；B 、C 、D 对应的粒子的出射点都不相同．答案：A4.如图所示，在蹄形磁铁的上方放置一个可以自由运动的通电线圈abcd ，最初线圈平面与蹄形磁铁处于同一竖直面内，则通电线圈运动的情况是()A ．ab 边转向纸外，cd 边转向纸里，同时向下运动B ．ab 边转向纸里，cd 边转向纸外，同时向下运动。
2019年版本高考物理二轮复习专题训练：磁场(含答案详解)新人教版-Word版
高考磁场复习(附参考答案)1. 图甲是回旋加速器的示意图，其核心部分是两个“D”形金属盒，在加速带电粒子时，两金属盒置于匀强磁场中，并分别与高频电源相连.带电粒子在磁场中运动的动能E k随时间t的变化规律如图乙所示，若忽略带电粒子在电场中的加速时间，则下列说法中正确的是A.在E k-t图中应有t4－t3= t3－t2= t2－t1B.高频电源的变化周期应该等于t n－t n-1C.要使粒子获得的最大动能增大，可以增大“D”形盒的半径D.在磁感应强度B、“D”形盒半径尺、粒子的质量m及其电荷量q不变的情况下，粒子的加速次数越多，粒子的最大动能一定越大答案：AC解析：根据回旋加速器的原理可知，带电粒子运动周期相同，每经过半个周期加速一次，在E k-t图中应有t4－t3= t3－t2= t2－t1，选项A正确；高频电源的变化周期应该等于2(t n－t n-1)，选项B错误；粒子的最大动能只与回旋加速器的D型盒半径和磁感应强度有关，与加速电压和加速次数无关，要使粒子获得的最大动能增大，可以增大“D”形盒的半径，选项C正确D错误。
2．如图所示，带异种电荷的粒子a、b以相同的动能同时从O点射入宽度为d的有界匀强磁场，两粒子的入射方向与磁场边界的夹角分别为30°和60°，且同时到达P点。
a、b两粒子的质量之比为A．1∶2B．2∶1C．3∶4D．4∶3答案：C解析：根据粒子a、b动能相同，m a v a2=m b v b2；a粒子在磁场中运动轨迹半径r a=d/，b粒子在磁场中运动轨迹半径r b=d，所对的圆心角为120°，轨迹弧长为s a=2πr a/3=2πd/3，运动时间t a= s a/v a；b粒子在磁场中运动轨迹所对的圆心角为60°，轨迹弧长为s b=πr b/3=πd/3，运动时间t b= s b/v b；联立解得为a、b两粒子的质量之比为T/6，根据周期公式，T=, a、b两粒子同时到达P点，的质量之比为m a∶m b=3∶4，选项C 正确。
2019高考物理二轮复习专题三电场和磁场考点磁场及带电粒子在磁场中的运动限时集训.doc
考点2磁场及带电粒子在磁场中的运动[限时45分钟；满分100分]一、选择题(每小题7分，共70分)1．如图3－2－16所示，a、b两根长直导线垂直纸面放置，两导线内通有大小相等、方向相反的电流，O点在纸面与导线平面的交线上且到两导线距离相等，MN是过O点且垂直于导线平面的竖直线，一个带电粒子从M点以速度v沿MN方向运动，粒子重力不计，下列说法正确是图3－2－16A．粒子沿MN方向先做加速运动后做减速运动B．粒子沿MN方向一直做匀速直线运动C．粒子偏向MN左侧先做加速运动后做减速运动D．粒子偏向MN右侧先做减速运动后做加速运动解析根据右手螺旋定则和磁场叠加原理可知，两通电直导线在直线MN 上所产生的合磁场方向始终沿MN方向，当带电粒子沿MN方向运动时，其运动方向正好与合磁场方向平行，则带电粒子不受洛伦兹力作用，故粒子将一直做匀速直线运动，选项B正确。
答案B2．(多选)无限长通电直导线在周围某一点产生的磁场的磁感应强度B的大小与电流成正比，与导线到这一点的距离成反比。
如图3－2－17所示，两根相距L、垂直纸面放置的无限长直导线A、B分别通有电流I和3I，电流方向分别为垂直纸面向外和垂直纸面向里，在两导线的连线上有a、b、c三点，a点为两根直导线连线的中点，b、c两点与导线的距离均为L，下列说法正确的是图3－2－17A．a点和b点的磁感应强度方向相同B．a点和b点的磁感应强度大小之比为8∶1C．c点和b点的磁感应强度方向相同D．c点和b点的磁感应强度大小之比为5∶1答案AD3．(2018·福建质检)如图3－2－18所示，在匀强磁场中，两根平行固定放置的长直导线a和b通有大小相等、方向相反的电流，匀强磁场方向与两根导线所在平面平行且垂直于两根导线，此时a受到的磁场力大小为F1。
若撤去b，保留匀强磁场，则a受到的磁场力大小为F2；若撤去匀强磁场，保留b，则a受到的磁场力大小为图3－2－18A．F1－F2B．F1＋F2C. D.解析假设导线a、b之间相互作用的斥力大小为F0，匀强磁场对两导线的作用力大小为F，则导线a所受的合磁场力大小为F1＝。
2019版高考物理二轮复习专题三电场和磁场专题突破练9磁场带电粒子在磁场中的运动.docx
专题突破练9磁场带电粒子在磁场中的运动（时间:45分钟满分：100分）一、选择题（共5小题,每小题6分，共30分。
在每小题给出的四个选项中，第11小题只有一个选项符合题目要求，第4韦小题有多个选项符合题冃要求,全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错或不答的得0分）（2018河南新乡三模）如图所示，两个完全相同、所在平面互相垂直的导体圆环只0中间用绝缘细线连接，通过另一绝缘细线悬挂在天花板上，当只0屮同时通有图示方向的恒定电流时，关于两线圈的转动（从上向下看）以及细线中张力的变化，下列说法正确的是（）A./TI贝时针转动，0逆时针转动，转动时戶与天花板连接的细线张力不变B.P逆时针转动，Q顺时针转动，转动时两细线张力均不变C.P、0均不动，"与天花板连接的细线和与0连接的细线张力均增大D.户不动，0逆时针转动,转动时P、0间细线张力不变2.（2018安徽蚌埠质检）如图所示,力、〃、C三根平行通电直导线均为禺通入的电流大小均相等，其屮C中的电流方向与久〃中的电流方向反向,力、$放置在粗糙的水平面上,Q静止在空中，三根导线的截面处于一个等边三角形的三个顶点，且三根导线均保持静止,重力加速度为g,则A导线受到〃导线的作用力大小和方向为（）73A.~3/ng,方向由/指向BB.T〃绘,方向由〃指向AC.方向由〃指向〃D.転mg,方向由〃指向A（2018安徽芜湖期末）如图所示，直角坐标系Oxyz处于匀强磁场中，有一条长0. 6 m的直导线沿Ox 方向通有大小为9 A的电流，受到的安培力沿％方向，大小为2. 7 No则该匀强磁场可能的方向和磁感应强度〃的最小值为（）A.平行于人“卩平面,B=Q. 5 TB.平行于xOz平而,27-1.0 TC.平行于航少平而,彷0. 2 TD.平行于x勿平面,B=\. 0 T 4. （2018河南驻马店二质检）如图所示，平面直角坐标系的第二象限内存在着垂直纸面向外、磁感应强度大小为2〃的匀强磁场,第三象限内存在着垂直纸面向里、磁感应强度大小为〃的匀强磁场。
2019最新届高考物理二轮复习 专题三 电场与磁场 提升训练11 带电粒子在磁场中的运动(考试专用)
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2×105 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=3×106 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=5×107 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。
高考物理二轮复习专题三电场和磁场能力训练电场性质及带电粒子在电场中的运动
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.(2020·重庆模拟)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.如图所示,匀强电场中的A、B、C三点构成一边长为a的等边三角形。
电场强度的方向与纸面平行。
电子以某一初速度仅在静电力作用下从B移动到A动能减少E0。
质子以某一初速度仅在静电力作用下从C移动到A动能增加E0,已知电子和质子电荷量绝对值均为e,则匀强电场的电场强度为( )A. B. C. D.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。
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专题突破练9 磁场带电粒子在磁场中的运动
(时间:45分钟满分:100分)
一、选择题(共5小题,每小题6分,共30分。
在每小题给出的四个选项中,第1~3小题只有一个选项符合题目要求,第4~5小题有多个选项符合题目要求,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错或不答的得0分)
1.
(2018河南新乡三模)如图所示,两个完全相同、所在平面互相垂直的导体圆环P、Q中间用绝缘细线连接,通过另一绝缘细线悬挂在天花板上,当P、Q中同时通有图示方向的恒定电流时,关于两线圈的转动(从上向下看)以及细线中张力的变化,下列说法正确的是()
A.P顺时针转动,Q逆时针转动,转动时P与天花板连接的细线张力不变
B.P逆时针转动,Q顺时针转动,转动时两细线张力均不变
C.P、Q均不动,P与天花板连接的细线和与Q连接的细线张力均增大
D.P不动,Q逆时针转动,转动时P、Q间细线张力不变
2.
(2018安徽蚌埠质检)如图所示,A、B、C三根平行通电直导线均为m,通入的电流大小均相等,其中C中的电流方向与A、B中的电流方向反向,A、B放置在粗糙的水平面上,C静止在空中,三根导线的截面处于一个等边三角形的三个顶点,且三根导线均保持静止,重力加速度为g,则A导线受到B导线的作用力大小和方向为()
A.mg,方向由A指向B
B.mg,方向由B指向A
C.mg,方向由A指向B
D.mg,方向由B指向A
3.
(2018安徽芜湖期末)如图所示,直角坐标系Oxyz处于匀强磁场中,有一条长0.6 m的直导线沿Ox 方向通有大小为9 A的电流,受到的安培力沿Oz方向,大小为2.7 N。
则该匀强磁场可能的方向和磁感应强度B的最小值为()
A.平行于xOy平面,B=0.5 T
B.平行于xOz平面,B=1.0 T
C.平行于xOy平面,B=0.2 T
D.平行于xOy平面,B=1.0 T
4.(2018河南驻马店二质检)如图所示,平面直角坐标系的第二象限内存在着垂直纸面向外、磁感应强度大小为2B的匀强磁场,第三象限内存在着垂直纸面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场。
一带负电的粒子从原点O以某一速度沿与y轴成30°角方向斜向上射入磁场,且在第二象限运动时的轨迹圆的半径为R,已知带电粒子的质量为m,所带电荷量为q,且所受重力可以忽略。
则()
A.粒子在第二象限和第三象限两磁场中运动的轨迹圆半径之比为1∶2
B.粒子完成一次周期性运动的时间
C.粒子从O位置入射后第二次经过x轴时的位置到坐标原点的距离为3R
D.若仅将粒子的入射速度大小变为原来的2倍,则粒子完成一次周期性运动的时间将减少
5.
(2018安徽皖南八校联考)如图所示,正方形abcd区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场,O点是cd 边的中点,一个带正电的粒子(重力忽略不计)若从O点沿纸面以垂直于cd边的速度射入正方形内,经过时间t0刚好从c点射出磁场。
现设法使该带电粒子从O点沿纸面以与Od成30°的方向(如图中虚线所示),以各种不同的速率射入正方形内,那么下列说法中正确的是()
A.该带电粒子不可能刚好从正方形的某个顶点射出磁场
B.若该带电粒子从ab边射出磁场,它在磁场中经历的时间可能是t0
C.若该带电粒子从bc边射出磁场,它在磁场中经历的时间可能是t0
D.若该带电粒子从cd边射出磁场,它在磁场中经历的时间可能是t0
二、计算题(本题共4个小题,共70分)
6.
(15分)(2018山东淄博一中三模)如图所示,在xOy平面内,有一以O为圆心、R为半径的半圆形匀强磁场区域,磁场方向垂直坐标平面向里,磁感应强度大小为B。
位于O点的粒子源向第二象限内的各个方向连续发射大量同种带电粒子,粒子均不会从磁场的圆弧边界射出。
粒子的速率相等,质量为m、电荷量大小为q,粒子重力及粒子间的相互作用均不计。
(1)若粒子带负电,求粒子的速率应满足的条件及粒子在磁场中运动的最短时间;
(2)若粒子带正电,求粒子在磁场中能够经过区域的最大面积。
7.
(15分)(2018山东青岛二模)如图,直角坐标系xOy区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度B=T。
现有一带负电的粒子,电荷量q=-1×10-6 C,质量m=5×10-12 kg,以v=1×106 m/s的速度先后经过P(1,5)、Q(5,2)两点,粒子重力不计,求:
(1)粒子做圆周运动的半径R;
(2)粒子从P运动到Q所用的时间t。
8.
(20分)(2018湖南长沙雅礼中学二模)如图所示,在x轴和x轴上方存在垂直xOy平面向外的匀强磁场,坐标原点O处有一粒子源,可向x轴和x轴上方的各个方向不断地发射速度大小均为v、质量为m、带电荷量为+q的同种带电粒子。
在x轴上距离原点x0处垂直于x轴放置一个长度为x0、厚度不计、能接收带电粒子的薄金属板P(粒子一旦打在金属板P上,其速度立即变为0)。
现观察到沿x轴负方向射出的粒子恰好打在薄金属板的上端,且速度方向与y轴平行。
不计带电粒子的重力和粒子间相互作用力。
(1)求磁感应强度B的大小;
(2)求被薄金属板接收的粒子中运动的最长与最短时间的差值;
(3)若在y轴上放置一挡板,使薄金属板右侧不能接收到带电粒子,试确定挡板的最小长度和放置的位置坐标。
9.(20分)(2018江西五市八校联考)如图甲所示,直角坐标系xOy中,第二象限内有沿x轴正方向的匀强电场,第一、四象限内有垂直坐标平面的匀强交变磁场,磁场方向垂直纸面向外为正方向。
第三象限内有一发射装置(没有画出)沿y轴正方向射出一个比荷=100 C/kg的带正电的粒子(可视为质点且不计重力),该粒子以v0=20 m/s的速度从x轴上的点A(-2 m,0)进入第二象限,从y轴上的点C(0,4 m)进入第一象限。
取粒子刚进入第一象限的时刻为0时刻,第一、四象限内磁场的磁感应强度按图乙所示规律变化,g取10 m/s2。