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
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高考物理新金版大二轮精练：专题三 电场和磁场3.1
课时作业(本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！)一、选择题(1～5题为单项选择题，6～11题为多项选择题)1.如图所示为某一点电荷Q产生的电场中的一条电场线，A、B为该电场线上的两点，在电子以某一速度沿电场线由A运动到B的过程中，其动能增加，则可以判断() A．场强大小E A>E BB．电势φA>φBC．电场线方向由B指向AD．若Q为负电荷，则Q在B点的右侧解析：由于电子以某一速度沿电场线由A运动到B的过程中，其动能增加，故电子所受的电场力方向与速度方向一致，由A指向B，因电子带负电，所以电子所受电场力的方向与场强方向相反，故场强方向由B指向A，即电场线方向由B指向A，根据沿着电场线方向电势逐渐降低可知，φA<φB，选项B错误，C正确；结合点电荷周围电场线的分布特点可知，该点电荷可以是正点电荷且处在B点的右侧，也可以是负点电荷且处在A点的左侧，若点电荷为负点电荷，则有E A>E B，若点电荷为正点电荷，则有E A<E B，选项A、D错误。
答案： C2．(2018·天津卷·3)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：因为N点的电场线密，所以场强大，受到的电场力大，加速度大，即a M<a N。
由虚线弯曲方向知，带负电粒子受力指向运动轨迹的凹侧，电场方向由电场线稀疏一侧指向电场线密集一侧，沿电场线方向电势降低，即φM >φN 。
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，
(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高考物理大二轮优选新题：阶段训练3 Word版含答案
阶段训练(三)电场和磁场(时间:45分钟满分:100分)一、选择题(本题共10小题,每小题5分,共50分。
在每小题给出的四个选项中,1~7题只有一个选项符合题目要求,8~10题有多个选项符合题目要求。
全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)1.根据大量科学测试可知,地球本身就是一个电容器。
通常大地带有5×105 C左右的负电荷,而地球上空存在一个带正电的电离层,这两者之间便形成一个已充电的电容器,它们之间的电压为300 kV左右。
则此电容约为()A.0.17 FB.1.7 FC.17 FD.170 F2.如图所示,空间中固定的四个点电荷分别位于正四面体(正四面体并不存在)的四个顶点处,AB=l,A、B、C、D四个顶点各放置一个+q,A点电荷受到的电场力为()A. B.C. D.3.如图甲所示,Q1、Q2为两个固定点电荷,其中Q1带正电,它们连线的延长线上有b、a两点。
一个带正电的试探电荷以一定的初速度沿直线从b点开始经a点向远处运动,其速度图象如图乙所示,则()A.Q2带负电B.a、b两点的电势φa<φbC.a、b两点电场强度大小E a>E bD.试探电荷从b到a的过程中电势能减少4.如图所示,两平行导轨ab、cd竖直放置在匀强磁场中,匀强磁场方向竖直向上,将一根金属棒PQ放在导轨上使其水平且始终与导轨保持良好接触。
现在金属棒PQ中通以变化的电流I,同时释放金属棒PQ使其运动。
已知电流I随时间的变化关系为I=kt(k为常数,k>0),金属棒与导轨间的动摩擦因数一定。
以竖直向下为正方向,则下面关于棒的速度v、加速度a随时间变化的关系图象中,可能正确的是()5.如图所示,绝缘轻杆两端固定带电小球A和B,轻杆处于水平向右的匀强电场中,不考虑两球之间的相互作用。
初始时轻杆与电场线垂直(如图中实线位置),将杆向右平移的同时顺时针转过90°(如图中虚线位置),发现A、B两球电势能之和不变。
2019高考物理新金版大二轮精练：专题三 电场和磁场3.2
课时作业(本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！)一、选择题(1～3题为单项选择题，4～6题为多项选择题)1.(2018·四川绵阳南山中学模拟)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点进入方向如图所示的正交的匀强电场(场强大小为E)和匀强磁场(磁感应强度大小为B)组成的混合场区，该微粒在电场力、洛伦兹力和重力的作用下，恰好沿直线运动到A，重力加速度为g，下列说法中正确的是()A．该微粒一定带正电B．微粒从O到A的运动可能是匀变速运动C．该磁场的磁感应强度大小为mgq v cos θD．该电场的场强为B v cos θ解析：若微粒带正电，电场力水平向左，洛伦兹力垂直OA斜向右下方，则电场力、重力、洛伦兹力不能平衡，微粒不可能做直线运动，则微粒带负电，A错误；微粒如果做匀变速运动，重力和电场力不变，而洛伦兹力变化，微粒不能沿直线运动，与题意不符，B错误；由平衡条件得：q v B cos θ＝mg，q v B sin θ＝qE，知C正确，D错误。
答案： C2.(2018·山西名校联考)质谱仪是一种测定带电粒子质量和分析同位素的重要工具。
图中的铅盒A中的放射源放出大量的带正电粒子(可认为初速度为零)，从狭缝S1进入电压为U的加速电场区加速后，再通过狭缝S2从小孔G垂直于MN射入偏转磁场，该偏转磁场是以直线MN为切线、磁感应强度为B、方向垂直于纸面向外半径为R的圆形匀强磁场。
现在MN 上的F点(图中未画出)接收到该粒子，且GF＝3R。
则该粒子的比荷为(粒子的重力忽略不计)()A.2UR 2B 2 B.4U R 2B 2 C.6U R 2B 2 D.3U R 2B2 解析：设离子被加速后获得的速度为v ，由动能定理有：qU ＝12m v 2，离子在磁场中做匀速圆周运动的轨道半径r ＝3R 3，又Bq v ＝m v 2r，可求q m ＝6UR 2B 2，故C 正确。
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高考物理二轮复习专题三电场和磁场电场真题汇编.doc
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6427a b 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 。
2019版高考物理江苏专版二轮复习检测：第一部分 专题三 电场与磁场 Word版含解析
专题三 电场与磁场第一讲电场的基本性质考点一电场强度的理解与计算1.[考查点电荷的电场强度、电场的叠加][多选]若规定无限远处的电势为零，真空中点电荷周围某点的电势φ可表示为φ＝k ，Q r其中k 为静电力常量，Q 为点电荷的电荷量，r 为该点到点电荷的距离。
如图所示，M 、N 是真空中两个电荷量均为＋Q 的固定点电荷，M 、N 间的距离为1.2d ，OC 是MN 连线的中垂线，∠OCM ＝37°。
C 点电场强度E 和电势φ的大小分别为( )A ．E ＝B ．E ＝4k Q 5d 28k Q 5d 2C ．φ＝D ．φ＝2k Q d 8k Q 5d解析：选BC 由几何关系可知MC ＝NC ＝d ，M 、N 点电荷在C 点产生的场强大小相等，均为E 1＝k ，根据电场的叠加原理可得，M 、N 点电荷在C 点的合场强大小为E ＝2E 1cos Q d237°＝，场强方向水平向右，选项B 正确，A 错误；M 、N 单独存在时C 点的电势均为φ1＝8k Q 5d2，C 点的电势大小为φ＝2φ1＝，选项C 正确，D 错误。
k Q d 2k Q d2．[考查匀强电场的电场强度计算]如图所示，梯形abdc 位于某匀强电场所在平面内，两底角分别为60°、30°，cd ＝2ab ＝4 cm 。
已知a 、b 两点的电势分别为4 V 、0，将电荷量q ＝1.6×10－3 C 的正电荷由a 点移动到c 点，克服电场力做功6.4×10－3 J 。
下列关于电场强度的说法中正确的是( )A ．垂直ab 向上，大小为400 V/mB ．垂直bd 斜向上，大小为400 V/mC ．平行ca 斜向上，大小为200 V/mD ．平行bd 斜向上，大小为200 V/m解析：选B 由W ＝qU 知Uac ＝＝ V ＝－4 V ，W q －6.4×10－31.6×10－3而φa ＝4 V ，所以φc ＝8 V ，过b 点作be ∥ac 交cd 于e ，因在匀强电场中，任意两条平行线上距离相等的两点间电势差相等，所以U ab ＝U ce ，即φe ＝4 V ，又因cd ＝2ab ，所以U cd ＝2U ab ，即φd ＝0，所以bd 为一条等势线，又由几何关系知eb ⊥bd ，由电场线与等势线的关系知电场强度必垂直bd 斜向上，大小为E ＝＝ V/m ＝400 U e b ed ·sin 30°41×10－2V/m ，B 项正确。
2019年高考物理冲刺大二轮练习：专题三 电场和磁场 专题跟踪训练10 Word版含解析
专题跟踪训练(十)1．(2018·郑州质量预测二)如图所示，矩形区域abcdef 分为两个矩形区域，左侧区域充满匀强电场，方向竖直向上，右侧区域充满匀强磁场，方向垂直纸面向外，be 为其分界线．af ＝L ，ab ＝0.75L ，bc ＝L .一质量为m 、电荷量为e 0的电子(重力不计)从a 点沿ab 方向以初速度v 0射入电场，从be 边的中点g 进入磁场．(已知sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)(1)求匀强电场的电场强度E 的大小；(2)若要求电子从cd 边射出，求所加匀强磁场磁感应强度的最大值B m ；(3)调节磁感应强度的大小，求cd 边上有电子射出部分的长度．[解析] (1)电子在电场中做类平抛运动，有＝L 2at 220.75L ＝v 0t由牛顿第二定律有e 0E ＝ma联立解得E ＝16m v 209e 0L(2)电子进入磁场时，速度方向与be 边夹角的正切值tan θ＝＝0.75，θ＝37°x l 2y t电子进入磁场时的速度为v ＝＝v 0v 0sin θ53设电子运动轨迹刚好与cd 边相切时，轨迹半径最小，为r 1则由几何关系知r 1＋r 1cos37°＝L解得r 1＝L 59由e 0v B ＝可得对应的最大磁感应强度B m ＝m v 2r 3m v 0e 0L(3)设电子运动轨迹刚好与de 边相切时，轨迹半径为r 2则r 2＝r 2sin37°＋L 2解得r 2＝L 54又r 2cos θ＝L ，故切点刚好为d 点电子从cd 边射出的长度为Δy ＝＋r 1sin37°＝L L 256[答案] (1) (2) (3)L 16m v 209e 0L 3m v 0e 0L 562．(2018·杭州高三摸底)如图所示，位于竖直平面内的坐标系xOy ，在其第三象限空间有沿水平方向的、垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B ＝0.5 T ，还有沿x 轴负方向的匀强电场，场强大小为E ＝2 N/C ．在其第一象限空间有沿y 轴负方向、场强大小也为E 的匀强电场，并在y >h ＝0.4 m 的区域有磁感应强度也为B 的垂直于纸面向里的匀强磁场．一个带电荷量为q 的油滴从图中第三象限的P 点得到一初速度，恰好能沿PO 做匀速直线运动(PO 与x 轴负方向的夹角为θ＝45°)，并从原点O进入第一象限．已知重力加速度g＝10 m/s2.问：(1)油滴在第三象限运动时受到的重力、电场力、洛伦兹力三力的大小之比，并指出油滴带何种电荷；(2)油滴在P点得到的初速度大小；(3)油滴在第一象限运动的时间以及油滴离开第一象限处的坐标值．[解析] (1)分析油滴受力可知要使油滴做匀速直线运动，油滴应带负电．受力如图所示由平衡条件和几何关系得mg∶qE∶f＝1∶1∶.2(2)油滴在垂直PO方向上应用平衡条件得q v B＝2Eq cos45°，代入数据解得v＝4m/s.2(3)由(1)可知，油滴在第一象限内受到的重力等于电场力，故油滴在电场与重力场的复合场中做匀速直线运动，在电场、磁场、重力场三者的复合场中做匀速圆周运动，轨迹如图所示．由O 到A 匀速运动的位移为s 1＝＝h ＝0.4 m ，运动时间为t 1＝＝0.1 s h sin45°22s 1v 油滴在复合场中做匀速圆周运动的周期T ＝2πm qB由几何关系知油滴由A 到C 运动的时间为t 2＝T ＝，联立解14πm 2qB得t 2≈0.628 s ，从C 到N ，粒子做匀速直线运动，由对称性知，运动时间t 3＝t 1＝0.1 s ，则第一象限内总的运动时间为t ＝t 1＋t 2＋t 3＝0.828 s.设OA 、AC 、CN 段在x 轴上的投影分别为x 1、x 2、x 3，则x 1＝x 3＝h ＝0.4 m ，x 2＝r ＝22m v qB由(1)可知mg ＝q v B ，代入上式可得x 2＝3.2 m ，所以粒子在第2一象限内沿x 轴方向的总位移为x ＝x 1＋x 2＋x 3＝4 m ，油滴离开第一象限时的位置坐标为(4.0 m,0)．[答案] (1)1∶1∶ 负电 (2)4 m/s (3)(4.0 m,0)223．(2018·肇庆二模)如图甲所示，竖直挡板MN 左侧空间有方向竖直向上的匀强电场和垂直纸面向里的水平匀强磁场．电场和磁场的范围足够大，电场强度E ＝40 N/C ，磁感应强度B 随时间t 变化的关系图象如图乙所示，选定磁场垂直纸面向里为正方向．t ＝0时刻，一质量m ＝8×10－4 kg 、电荷量q ＝＋2×10－4 C 的微粒在O 点具有竖直向下的速度v ＝0.12 m/s ，O ′是挡板MN 上一点，直线OO ′与挡板MN 垂直，取g ＝10 m/s 2.求：(1)微粒再次经过直线OO ′时与O 点的距离．(2)微粒在运动过程中离开直线OO ′的最大高度．(3)水平移动挡板，使微粒能垂直射到挡板上，挡板与O 点间的距离应满足的条件．[解析] (1)根据题意可以知道，微粒所受的重力G ＝mg ＝8×10－3 N ①电场力大小F ＝qE ＝8×10－3 N ②因此重力与电场力平衡微粒先在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，则q v B ＝m ③v 2R由③式解得：R ＝0.6 m ④由T ＝⑤2πR v 得：T ＝10π s ⑥则微粒在5π s 内转过半个圆周，再次经直线OO ′时与O 点的距离：L ＝2R ⑦将数据代入上式解得：L ＝1.2 m ．⑧(2)微粒运动半周后向上匀速运动，运动的时间为t＝5π s，轨迹如图所示，位移大小：s＝v t⑨由⑨式解得：s＝1.88 m．⑩因此，微粒离开直线OO′的最大高度：H＝s＋R＝2.48 m.(3)若微粒能垂直射到挡板上的某点P，P点在直线OO′下方时，由图象可以知道，挡板MN与O点间的距离应满足：L＝(2.4n＋0.6) m(n＝0,1,2，…)若微粒能垂直射到挡板上的某点P，P点在直线OO′上方时，由图象可以知道，挡板MN与O点间的距离应满足：L＝(2.4n＋1.8) m(n＝0,1,2，…)．(若两式合写成L＝(1.2n＋0.6) m(n＝0,1,2，…)也可)[答案] (1)1.2 m (2)2.48 m (3)见解析4．(2018·河南六校联考)某种粒子加速器的设计方案如图所示，M、N为两块垂直于纸面放置的圆形正对平行金属板，两金属板中心均有小孔(孔的直径大小可忽略不计)，板间距离为h.两板间接一直流电源，每当粒子进入M板的小孔时，控制两板的电势差为U，粒子得到加速，当粒子离开N板时，两板的电势差立刻变为零．两金属板外部存在着上、下两个范围足够大且有理想平行边界的匀强磁场，上方磁场的下边界cd与金属板M在同一水平面上，下方磁场的上边界ef与金属板N在同一水平面上，两磁场平行边界间的距离也为h，磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度为B ．在两平行金属板右侧形成与金属板间距离一样为h 的无电场、无磁场的狭缝区域．一质量为m 、电荷量为q 的带正电粒子从M 板小孔处无初速度释放，粒子在MN 板间被加速，粒子离开N 板后进入下方磁场中运动．若空气阻力、粒子所受的重力以及粒子在运动过程中产生的电磁辐射均可忽略不计，不考虑相对论效应、两金属板间电场的边缘效应以及电场变化对于外部磁场和粒子运动的影响．(1)为使带电粒子经过电场加速后不打到金属板上，请说明圆形金属板的半径R 应满足什么条件；(2)在ef 边界上的P 点放置一个目标靶，P 点到N 板小孔O 的距离为s 时，粒子恰好可以击中目标靶．对于击中目标靶的粒子，求：①其进入电场的次数n ；②其在电场中运动的总时间与在磁场中运动的总时间之比．[解析] (1)设粒子第一次经过电场加速后的速度为v 1，对于这个加速过程，根据动能定理有：qU ＝m v ，解得v 1＝ ；12212qU m粒子进入磁场中做匀速圆周运动，设其运动的轨道半径为r 1，根据洛伦兹力公式和牛顿第二定律有：q v 1B ＝m ，得r 1＝＝ v 21r 1m v 1qB 1B 2mU q 为使粒子不打到金属板上，应使金属板的半径R <2r 1，即R < 2B .2mU q(2)①设到达ef 边界上P 点的粒子运动速度为v n ，根据几何关系可知，其在磁场中运动的最后一周的轨道半径r n ＝，根据洛伦兹力s 2公式和牛顿第二定律有q v B ＝m ，解得v n ＝＝v 2nr n qBr n m qBs 2m 设粒子在电场中被加速n 次，对于这个加速过程根据动能定理有nqU ＝m v ＝m 2，解得：n ＝.122n 12(qBs 2m )qB 2s 28mU ②设粒子在电场中运动的加速度为a ，根据牛顿第二定律有：q U h＝ma ，解得a ＝qUhm因在磁场中运动洛伦兹力不改变粒子运动速度的大小，故粒子在电场中的间断加速运动可等效成一个连续的匀加速直线运动设总的加速时间为t 1，根据v n ＝at 1可得t 1＝Bsh2U粒子在磁场中做匀速圆周运动，运动周期T ＝保持不变．2πm qB对于击中目标靶的粒子，其在磁场中运动的总时间t 2＝T ＝(n －12)(qB 2s 28mU －12)2πm qB所以＝.t 1t 2qB 2sh 4πmU (qB 2s 28mU －12)[答案] (1)R < 2B 2mU q (2)① ②qB 2s 28mU qB 2sh 4πmU (qB 2s 28mU －12)。
(浙江选考)2019届高考物理二轮复习 专题三 电场与磁场专题综合训练
专题三电场与磁场专题综合训练(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。
【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。
2019年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8
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,B.a、b的电荷异号,C.a、b的电荷同号,D.a、b的电荷异号,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。
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。
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。
教育最新2019年版本高考物理二轮复习专题试卷----电场试题-Word版
高考物理二轮复习专题试卷----电场试题(附参考答案)学号: 姓名:一、选择题1．某电场的分布如图所示，带箭头的实线为电场线，虚线为等势面.A 、B 、C 三点的电场强度分别为E A 、E B 、E C ，电势分别为A ϕ、B ϕ、C ϕ，关于这三点的电场强度和电势的关系，以下判断正确的是（ ）A ．E A <EB ，B ϕ=C ϕB ．E A >E B ，A ϕ>B ϕC ．E A >E B ，A ϕ<B ϕD ．E A =E C ，B ϕ=C ϕ2．[2011·海南物理卷] 关于静电场，下列说法正确的是( )A ．电势等于零的物体一定不带电B ．电场强度为零的点，电势一定为零C ．同一电场线上的各点，电势一定相等D ．负电荷沿电场线方向移动时，电势能一定增加3.示波管是示波器的核心部件，它由电子枪、偏转电极和荧光屏组成，如图所示.如果在荧光屏上P 点出现亮斑，那么示波管中的( ) A.极板X 应带正电B.极板X '应带正电C.极板Y 应带负电D.极板Y '应带正电4．如图1所示，从F 处释放一个无初速的电子向B 板方向运动，指出下列对电子运动的描述中错误的是(设电源电动势为E) ( )A ．电子到达B 板时的动能是E eVB ．电子从B 板到达C 板动能变化量为零 C ．电子到达D 板时动能是3E eVD ．电子在A 板和D 板之间做往复运动5．如图2所示，静止的电子在加速电压U 1的作用下从O 经P板的小孔射出，又垂直进入平行金属板间的电场，在偏转电 压U 2的作用下偏转一段距离．现使U 1加倍，要想使电子的 运动轨迹不发生变化，应该 ( )A ．使U 2加倍B ．使U 2变为原来的4倍C ．使U 2变为原来的2倍D ．使U 2变为原来的1/26．如图10所示，D 是一只理想二极管，电流只能从a 流向b ，而不能从b 流向a .平行板电容器的A 、B 两极板间有一电荷，在P 点处于静止状态．以E 表示两极板间的电场强度，U 表示两极板间的电压，E p 表示电荷在P 点的电势能．若保持极板B 不动，将极板A 稍向上平移，则下列说法中正确的是 ( )A ．E 变小B ．U 变大C ．E p 变大D ．电荷仍保持静止7．(2010·泰安质检)传感器是一种采集信息的重要器件，图6所示是一种测定压力的电容式传感器．当待测压力F 作用于可动膜片电极上时，以下说法中正确的是 ( )A ．若F 向上压膜片电极，电路中有从a 到b 的电流B ．若F 向上压膜片电极，电路中有从b 到a 的电流C ．若F 向上压膜片电极，电路中不会出现电流D ．若电流表有示数，则说明压力F 发生变化 8.用控制变量法,可以研究影响平行板电容器电容的因素(如图).设两极板正对面积为S,极板间的距离为d,静电计指针偏角为θ.实验中,极板所带电荷量不变,若( )A.保持S 不变,增大d,则θ变大B.保持S 不变,增大d,则θ变小C.保持d 不变,减小S,则θ变小D.保持d 不变,减小S,则θ不变9.如图所示，在竖直放置的光滑半圆弧绝缘细管的圆心O 处固定一点电荷，将质量为m ，带电量为+q 的小球从圆弧管的水平直径端点A 由静止释放，小球沿细管滑到最低点B 时，对管壁恰好无压力，则固定于圆心处的点电荷在A B 弧中点处的电场强度大小为（ ）A ．mg/qB ．2mg/qC ．3mg/qD ．4mg/q10. （18分）如图所示，光滑水平面上放有用绝缘材料制成的“L ”型滑板，其质量为M ，平面部分的上表面光滑且足够长.在距滑板A 端为L 的B 处放置一个质量为m 、带电荷量为+q 的物体C （可视为质点），在水平的匀强电场作用下，由静止开始运动.已知：M=3m ，电场强度为 E.假设物体C 在运动及与滑板A 端相碰过程中电荷量不变.⑴求物体C 第一次与滑板A 端相碰前瞬间的速度大小.⑵若物体C 与滑板A 端相碰的时间极短，而且碰后弹回的速度大小是碰前速度大小的1/5，求滑板被碰后的速度大小.⑶求物体C 从开始运动到与滑板A 第二次碰撞这段时间内，电场力对小物体C 做的功.11．（18分）如图所示为一真空示波管，电子从灯丝K 发出（初速度不计），经灯丝与A 板间的加速电压U 1加速，从A 板中心孔沿中心线KO 射出，然后进入两块平行金属板M 、N 形成的偏转电场中（偏转电场可视为匀强电场），电子进入M 、N 间电场时的速度与电场方向垂直，电子经过电场后打在荧光屏上的P 点。
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。
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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v经小孔O进入正交电磁场可沿直线OO'运动,由0)板所带电荷量情况是(粒子所受重力不计射出,,则aO'其电荷量为, A.带正电其电荷量为 B.带负电,C.带正电,其电荷量为CBdv 0其电荷量为带负电,D.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) ,则下列说法正确的是(粒子由左端射入质谱仪后的运动轨迹如图所示A.该束带电粒子带负电B.速度选择器的P极板带负电1C.在B 质量越大,磁场中运动半径越大的粒子2．比荷越小磁场中运动半径越大的粒子, D.在B23.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①②③④①③②④ D.B. C.A.5.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) (B束,下列说法正确的是度选择器后,进入另一个匀强磁场中并分裂为A、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束离子的比荷大于B束离子的比荷C.AD.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。
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)(倍。
此离子和质子的质量比约为12度增加到原来的．A.11B.12C.121D.1447.如图所示,一对间距可变的平行金属板C、D水平放置,两板间有垂直于纸面向里的匀强磁场B。
两板通过滑动变阻器与铅蓄电池相连,这种铅蓄电池能快速转换到“逆变”状态,即外界电压过低时能向外界提供一定的供电电压,当外界电压超过某一限定值时可转换为充电状态。
闭合开关S 后,有一束不计重力的带正电粒子从左侧以一定的速度v射入两板间恰能做直线运动。
现对入射粒子或对装0)则下列有关描述正确的是(置进行调整,A.若仅将带正电的粒子换成带负电的粒子,也能直线通过B.若只增大两板间距到一定程度,可使铅蓄电池处于充电状态C.若将滑动变阻器的滑片P向a端滑动,可提高C极板的电势D.若只减小入射粒子的速度,可使铅蓄电池处于充电状态接交流电源8.(2018·江苏六市调研)回旋加速器的工作原理图如图所示,置于高真空中的D形金属盒半径为R,两盒间的狭缝很小,带电粒子在狭缝间加速的时间忽略不计。
匀强磁场的磁感应强度大小为B、方向) ,则(,m,电荷量为+qU为加速电压与盒面垂直。
粒子源A产生的粒子质量为A.交流电压的周期等于粒子在磁场中回转周期的一半B.加速电压U越大,粒子获得的最大动能越大C.D形盒半径R越大,粒子获得的最大动能越大D.磁感应强度B越大,粒子获得的最大动能越大二、非选择题(本题共3小题,共44分)9.(14分)在如图所示的直角坐标系中,有沿y轴正方向(竖直向上方向)、磁感应强度大小为B的匀强磁场,现在坐标原点O固定一电荷量为Q的正点电荷,一个质量为m、电荷量为q的正点电荷微粒恰好能以y轴上的O点为圆心在水平面内做匀速圆周运动,角速度为ω,已知当地重力加速度为g。
试1求圆心O的y坐标。
1Ⅲ)如图所示,从离子源产生的甲、乙两种离子,由静止经加速电压U(1510.分)(2018·全国卷加速后在纸面内水平向右运动,自M点垂直于磁场边界射入匀强磁场,磁场方向垂直于纸面向里,磁场左边界竖直。
已知甲种离子射入磁场的速度大小为v,并在磁场边界的N点射出;乙种离子在MN 的中点射1出;MN长为l。
不计重力影响和离子间的相互作用。
求:(1)磁场的磁感应强度大小;(2)甲、乙两种离子的比荷之比。
11.(15分)如图所示,足够长、宽度l=0.1 m、方向向左的有界匀强电场电场强度E=70 V/m,电场左1 1 T的有界匀强磁场。
一带电粒子电荷量B=2×l=0.2 m、磁感应强度边是足够长、宽度24-19 m/s的速度沿OO'垂直射入磁场,以v=46 C,质量m=.4××110在磁场中偏转后进2q=+3.×10 kg,入右侧的电场,最后从电场右边界射出。
(粒子重力不计)求:(1)带电粒子在磁场中运动的轨道半径和时间;(2)带电粒子飞出电场时的速度大小。
答案：U=,,有qv可得B=q,解析对带电粒子受力分析,a极板带正电带电粒子受力平衡,C1.0电荷量为Q=CBdv,本题只有选项C正确。
0解析通过粒子在质谱仪中的运动轨迹和左手定则可知该束带电粒子带正电.D,故选2项A错误;带电粒子在速度选择器中匀速运动时受到向上的洛伦兹力和向下的静电力,qvB=m,得错误;由洛伦兹力充当向心力有可知速度选择器的P极板带正电,故选项B1r=,又粒子的运动速度v大小相等,电荷量q未知,故在磁粒子在B磁场中的运动半径2越小,故选项C错误,D正确。
场中运动半径越大的粒子,质量不一定越大,但比荷解析带电粒子在磁场中受到洛伦兹力作用,但是洛伦兹力不做功,所以从左方摆到3.C2,摆动到最低点时mv,-cos 60°)合力=(1最低点的过程只有重力做功,根据动能定理mgL qvB-mg=m=mg,0,,悬线上张力为即洛伦兹力提供向心力洛伦兹力方向竖提供向心力直向上,当小球从右方摆到最低点时,根据对称性速度大小不变,但是方向反向,所以洛伦F-qvB-mg=m,拉力F=4即拉力此时向心力不变兹力方向竖直向上大小不变,,mg,选项正确。
C．①图中小球受重力、向左的电场力、向右的洛伦兹力,B下降过程中速度一定解析4.变大,故洛伦兹力一定变化,不可能一直与电场力平衡,故合力不可能一直向下,故一定做②图中小球受重力、向上的电场力、垂直向外的洛伦兹力,合力与速度一定不曲线运动;③图中小球受重力、向左上方的电场力、水平向右的洛伦兹力;,共线,故一定做曲线运动④图中小球受向下的重力和向上的电场力,合力一,则小球做匀速直线运动;若三力平衡定与速度共线,故小球一定做直线运动;故选项B 正确。
解析由左手定则可知组成A、BC束的离子都带正电,选项A错误。
经过速度选择5.r=可知根据在匀强磁场中做匀速圆周运动的轨道半径不同,由器后的离子速度相等,束的离子比荷一定不同,而质量有可能相同,BA束离子的比荷大于B束离子A组成、的比荷,选项B错误,C正确。
由于离子带正电,所受电场力向右,所受洛伦兹力一定向左,由左手定则,速度选择器中的磁场方向垂直纸面向里,选项D错误。
2m=;由于,qvB=解析离子经电场加速,Uq=mv可知,6.D离子在电场中偏转时2,∝B离子和质子的加速电压、电荷量和在磁场中做匀速圆周运动的半径都相同,所以m离子所需偏转磁场的磁感应强度是质子所需偏转磁场的磁感应强度的12倍,则离子质量是质子质量的144倍,选项D正确。
由q=qv,B可AB解析带正电的粒子恰好做直线运动,其电场力和洛伦兹力相平衡7.0=,若换成带负电的粒子,电场力和洛伦兹力都反向,仍然平衡,直线通过,知v故选项A0正确;若增大两板间距,带正电粒子射入时受洛伦兹力作用偏转而堆积在上极板上,将提高两板间电压,若此电压超过蓄电池的逆变电压就会使之处于“逆变”状态而被充电,故选项B正确;由于电容器的两极板是彼此绝缘的,调节滑片P对电压不起任何作用,故选项C错误;若减小入射粒子的速度,粒子所受洛伦兹力减小,粒子会在电场力作用下落在下极板上,电势也会降低,不能达到逆变电压,故选项D错误。
解析为了保证粒子每次经过电场时都被加速,必须满足交流电压的周期和粒子8.CD动能,v=解得,qvB=根据洛伦兹力提供向心力;错误A故,在磁场中回转周期相等．2=,可知带电粒子的速度与加速电压无关,D形盒半径R越大E,=mv磁感应强度B k越大,粒子的速度越大,即动能越大,B错误,C、D正确。
答案9.解析微粒受力如图所示,设带电微粒做匀速圆周运动半径为R,圆心O的纵坐标为y,圆1周上一点与坐标原点的连线和y轴夹角为θ,= 则tan θ2R θ=mωBqωR-Fsin 电即得y=。
坐标所以圆心O的y1∶4答案.(2)1(1)10解析(1)设甲种离子所带电荷量为q、质量为m,在磁场中做匀速圆周运动的半径为R,111①m,磁场的磁感应强度大小为B由动能定理有qU=11由洛伦兹力公式和牛顿第二定律有②B=mqv111③由几何关系知2R=l1④①②③由式得B=。
(2)设乙种离子所带电荷量为q、质量为m,射入磁场的速度为v,在磁场中做匀速222圆周运动的半径为R。
同理有2⑤mqU=22⑥B=mqv 222⑦=由题给条件有2R2∶①②③⑤⑥⑦⑧。
4由=式得,甲、乙两种离子的比荷之比为14-6m/s(2)3 s×5.2×104 m答案11.(1)0.10qvB=有带电粒子在磁场中运动时,由牛顿运动定律,解析(1)R= m=0.4 m。
:轨迹如图所示= 得β由l=Rsin β2-5-6 s。
2.×10 5×又t=T=10 s≈(2)由动能定理得2=-Eqlmv 1．4 m/s。
103=v×右。