[精品]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
高三物理二轮复习专题三电场与磁场电场与磁场的基本性质.pptx
D．若将 A 板竖直向下平移一小段距离，原 P 点位置 的电势将不变
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3．带电粒子所受的电场力变化决定其加速度的变化。 根据粒子运动轨迹各处电场线疏密程度变化可确定粒子加 速度先减小后增大，由此可知诊断卷第 6 题 C 选项错误；
如图，一半径为 R 的圆盘上均匀分布 着电荷量为 Q 的电荷，在垂直于圆盘且过圆心 c 的轴线上有 a、 b、d 三个点，a 和 b、b 和 c、 c 和 d 间的距离均为 R， 在 a 点处有一电荷量为 q(q＞0)的固定点电荷。已知 b 点处的 场强为零，则 d 点处场强的大小为(k 为静电力常量)( ) A．k3Rq2 B．k190Rq2 C．kQR＋2 q D．k9Q9R＋2 q
图 3-1-5 (2)化电为磁：环形电流可等效为小磁针，通电螺线 管可等效为条形磁铁，如图乙。
同产生的场强 E3＝E2＝kaQ2，方向沿 y 轴负向；将该正点
电荷移到 G 处，该正点电荷在 H 点产生的场强 E4＝k2Qa2，
方向沿 y 轴正向，所以 H 点的场强 E＝E3－E4＝34kaQ2 ，方
向沿 y 轴负向。
答案：B
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2．(2015·安徽高考)已知均匀带电的无穷大平面在真空
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解析：每块极板上单位面积所带的电荷量为 σ＝QS，每块 极板产生的电场强度为 E＝2σε0，所以两极板间的电场强度 为 2E＝εQ0S。一块极板在另一块极板处产生的电场强度 E′＝2εQ0S，故另一块极板所受的电场力 F＝qE′＝Q·2εQ0S ＝2Qε02S，选项 D 正确。 答案：D
中激发电场的场强大小为2σε0，其中 σ 为平面上单位 面积所带的电荷量，ε0 为常量。如图 3-1-2 所示的 平行板电容器，极板正对面积为 S，其间为真空， 图 3-1-2 带电荷量为 Q。不计边缘效应时，极板可看做无穷大导体板，
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.doc
专题三 电场与磁场 第一讲电场的基本性质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 ＝4k Q 5d 2B ．E ＝8k Q 5d2 C ．φ＝2k Q dD ．φ＝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 Q d2，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 37°＝8k Q 5d 2，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＝k Q d ，C 点的电势大小为φ＝2φ1＝2k Q d ，选项C 正确，D 错误。
2．[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 ＝W q ＝－6.4×10－31.6×10－3V ＝－4 V ，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 ＝U e b ed ·sin 30°＝41×10－2V/m ＝400 V/m ，B 项正确。
高考物理二轮专题复习练案：第9讲 磁场及带电粒子在磁场中的运动含解析
专题三第9讲限时：40分钟一、选择题(本题共8小题，其中1～4题为单选，5～8题为多选)1．(2018·山东省潍坊市高三下学期一模)如图所示，导体棒ab用绝缘细线水平悬挂，通有由a到b的电流。
ab正下方放一圆形线圈，线圈通过导线，开关与直流电源连接。
开关闭合瞬间，导体棒ab将(B)A．向外摆动B．向里摆动C．保持静止，细线上张力变大D．保持静止，细线上张力变小[解析]开关闭合瞬间，圆形线圈的电流顺时针方向，根据右手螺旋定则可知导体棒ab 的磁场方向竖直向下，根据左手定则可知导体棒ab将向里摆动，故B正确，ACD错误；故选B。
2．(2018·山东省历城高三下学期模拟)如图所示，用绝缘细线悬挂一个导线框，导线框是由两同心半圆弧导线和在同一条水平直线上的直导线EF、GH连接而成的闭合回路，导线框中通有图示方向的电流，处于静止状态。
在半圆弧导线的圆心处沿垂直于导线框平面的方向放置一根长直导线O。
当O中通以垂直纸面方向向里的电流时(D)A．长直导线O产生的磁场方向沿着电流方向看为逆时针方向B．半圆弧导线ECH受安培力大于半圆弧导线FDG受安培力C．EF所受的安培力方向垂直纸面向外D．从上往下看，导线框将顺时针转动[解析]当直导线O中通以垂直纸面方向向里的电流时，由安培定则可判断出长直导线O产生的磁场方向为顺时针方向，选项A错误；磁感线是以O为圆心的同心圆，半圆弧导线与磁感线平行不受安培力，选项B错误；由左手定则可判断出直导线EF所受的安培力方向垂直纸面向里，选项C 错误；GH 所受的安培力方向垂直纸面向外，从上往下看，导线框将顺时针转动，选项D 正确；故选D 。
3．(2018·河南省郑州市高三下学期模拟)如图所示，在边长为L 的正方形ABCD 阴影区域内存在垂直纸面的匀强磁场，一质量为m 、电荷量为q (q <0)的带电粒子以大小为v 0的速度沿纸面垂直AB 边射入正方形，若粒子从AB 边上任意点垂直射入，都只能从C 点射出磁场，不计粒子的重力影响。
2019届高三物理二轮复习专题三：《电场与磁场》训练
《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 Oa ,从O 点移动到c 点电场力做的功为W Oc ,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 Oc <W Oa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 Oc >U Oa ,W=Uq ,所以W Oc >W Oa ,D 项错误。
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。
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。
高三物理二轮复习专题3 电场与磁场
B.k
答案
解析
考点
探究
KAODIAN TANJIU
解析▶ 线框上的电荷在 O 点产生的电场强度等效为与 A 点对应的电
荷量为 q 的电荷在 O 点产生的电场,故 E1=
2
4
2 = 2 ,方向沿 O 到 B,B 点
的电荷在 O 点产生的电场强度 E2= 2 ,方向沿 B 到 O,由电场强度的叠
2
足够短的带电荷量为 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荷量与电荷分布保持不变,
则此时 O 点的电场强度为( C
,方向沿 O 到 B
2
3
C.k 2 ,方向沿 O 到 B
A.k
)。
3
,方向沿 O 到 B
22
5
D.k 2 ,方向沿 B 到 O
的电场
点电荷的电场
等量异种点电荷
的电场
连线上,中点
电势最低,而
在中垂线上,
中点电势最
高
(1)连线中点O点和中垂
线上无穷远处的电场强
度均为零,即电场强度先
增大,后逐渐减小;
(2)在两电荷的连线上,
由中点O的电场强度为零
开始向两端逐渐变大;关
于O点的对称点的电场强
度大小相等,方向相反
枕形导体形成的电
场
二、带电粒子在电场中的运动
KAODIAN TANJIU
变式训练
1.如图所示,E、F、G、H 为矩形 ABCD 各边的中点,O 为 EG、HF 的交点,AB 边的
长度为 d,BC 边的长度为 。E、G 两点各固定一等量点电荷,另一电荷量为 Q 的
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届高考物理二轮复习专题三电场和磁场规范答题与满分指导学案
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 ＝π10×104 N/C 。
现将一重力不计、比荷q m ＝106C/kg 的正电荷从电场中的O 点由静止释放，经过t 0＝1×10－5s 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 ＝2×10－5s 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1×10－5s 。
(2)磁场周期性变化，电荷运动半径发生变化。
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。
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＝at 0 ②(2分)代入数据解得v 0＝π×104m/s ③(1分) (2)当B 1＝π20 T 时，电荷运动的半径：r 1＝mv 0B 1q ＝0.2 m ④(1分)周期T 1＝2πm B 1q＝4×10－5s ⑤(1分)当B 2＝π10 T 时，电荷运动的半径：r 2＝mv 0B 2q ＝0.1 m ⑥(1分)周期T 2＝2πm B 2q＝2×10－5s ⑦(1分)故电荷从t ＝0时刻开始做周期性运动，其运动轨迹见审题分析图。
电荷先沿大圆轨迹运动四分之一个周期再沿小圆轨迹运动半个周期；t ＝2×10－5s 时刻与P 点的水平距离为r 1＝0.2 m ⑧(2分)(3)电荷从P 点开始，其运动的周期为T ＝T 12＋T 2＋2t 0＝6×10－5s ，根据电荷的运动情况可知，电荷每一个周期向右沿PN 运动的距离为0.4 m ，故电荷到达挡板前运动的完整周期数1.第(1)问5分。
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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。
当筒转过90°时,该粒子恰好从小孔N飞出圆筒。
不计重力。
若粒子在筒内未与筒壁发生碰撞,则带电粒子的比荷为()A.B.C.D.5.(2018·湖南郴州质检)如图所示,半径为R的圆形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B。
M为磁场边界上一点,有无数个电荷量为q、质量为m的相同粒子(不计重力)在纸面内向各个方向以相同的速率通过M点进入磁场,这些粒子射出边界的位置均处于边界的某一段圆弧上,这段圆弧的弧长是圆周长的。
下列说法正确的是()A.粒子从M点进入磁场时的速率为v=B.粒子从M点进入磁场时的速率为v=C.若将磁感应强度的大小增加到B,则粒子射出边界的圆弧长度变为原来的D.若将磁感应强度的大小增加到B,则粒子射出边界的圆弧长度变为原来的6.如图所示的区域共有六处开口,各相邻开口之间的距离都相等,匀强磁场垂直于纸面,不同速度的粒子从开口a进入该区域,可能从b、c、d、e、f五个开口离开,粒子就如同进入“迷宫”一般,可以称作“粒子迷宫”。
以下说法正确的是()A.从d口离开的粒子不带电B.从e、f口离开的粒子带有异种电荷C.从b、c口离开的粒子运动时间相等D.从c口离开的粒子速度是从b口离开的粒子速度的2倍二、非选择题(本题共4小题,共58分)7.(14分)如图所示,正方形匀强磁场的边界长为a,边界由绝缘弹性壁围成,磁场的磁感应强度为B。
质量为m、电荷量为q的带正电粒子垂直于磁场方向和边界,从边界正中点O孔处射入磁场,其射入时的速度为,带电粒子与壁碰撞前后沿壁方向的分速度不变,垂直壁方向的分速度反向、大小不变,且不计摩擦,不计粒子所受重力,碰撞时无电荷量损失,求:(1)带电粒子在磁场中做圆周运动的轨道半径;(2)带电粒子从O孔射入到从O孔射出所需要的时间。
8.(14分)如图甲所示,MN为竖直放置彼此平行的两块平板,板间距离为d,两板中央各有一个小孔O、O',两孔正对,在两板间有垂直于纸面方向的磁场,磁感应强度随时间的变化如图乙所示。
有一群正离子在t=0时垂直于M板从小孔O射入磁场。
已知正离子质量为m、电荷量为q,正离子在磁场中做匀速圆周运动的周期与磁感应强度变化的周期都为T0,不考虑由于磁场变化而产生的电场的影响,不计离子所受重力。
求:甲乙(1)磁感应强度B0的大小;(2)要使正离子从O'孔垂直于N板射出磁场,正离子射入磁场时的速度v0的可能值。
9.(14分)如图所示,在坐标系xOy中,第一象限内充满着两个匀强磁场a和b,OO'为分界线,磁场a的磁感应强度为2B,方向垂直纸面向里;磁场b的磁感应强度为B,方向垂直纸面向外。
P点在分界线上,坐标为(4l,3l)。
一质量为m,电荷量为q的带正电的粒子从P点沿y轴负方向射入磁场b,经过一段时间后,粒子恰能经过原点O,不计粒子重力。
(sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)(1)粒子从P点运动到O点的时间最少是多少?(2)粒子运动的速度可能是多少?10.(16分)如图所示,圆心为O、半径为R的圆形磁场区域中存在垂直纸面向外的匀强磁场,以圆心O为坐标原点建立坐标系,在y=-3R处有一垂直y轴的固定绝缘挡板,一质量为m、电荷量为+q的粒子,与x轴成60°角从M点(-R,0)以初速度v0斜向上射入磁场区域,经磁场偏转后由N点离开磁场(N点未画出)恰好垂直打在挡板上,粒子与挡板碰撞后原速率弹回,再次进入磁场,最后离开磁场。
不计粒子的重力,求:(1)磁感应强度B的大小;(2)N点的坐标;(3)粒子从M点进入磁场到最终离开磁场区域运动的总时间。
答案：1.B解析线框在磁场中受重力、安培力、弹簧弹力,处于平衡,安培力为F B=nBIl,且开始的方向向上,然后方向向下,大小不变。
设在电流反向之前弹簧的伸长为x,则反向之后弹簧的伸长为(x+Δx),则有kx+nBIl-G=0k(x+Δx)-nBIl-G=0解之可得Δx=,且线框向下移动,故B正确。
2.C解析设导线P和Q在a点处产生磁场的磁感应强度B1、B2的大小为B,如图甲所示,两磁感应强度的夹角为60°,可知合磁感应强度大小为B,方向水平向右,所以匀强磁场的磁感应强度B0=B,方向水平向左;P中的电流反向后,导线P和Q在a点处产生磁场的磁感应强度B1'、B2'如图乙所示,各自大小仍为B,夹角为120°,则其合磁感应强度大小仍为B,方向竖直向上,与原匀强磁场B0合成后,总的磁感应强度大小为B总=B0,C正确。
3.C解析由安培定则可知,两导线在O点产生的磁场均竖直向下,则合磁感应强度一定不为零,选项A错误;两导线在a、b两点处产生的磁场方向均竖直向下,由对称性知,电流M在a处产生的磁场的磁感应强度等于电流N在b 处产生的磁场的磁感应强度,同时电流M在b处产生的磁场的磁感应强度等于电流N在a处产生的磁场的磁感应强度,所以a、b两点处的合磁感应强度大小相等、方向相同,选项B错误;根据安培定则,两导线在c、d两点处产生的磁场分别垂直于c、d两点与导线连线方向向下,且产生的磁场的磁感应强度相等,由平行四边形定则可知,c、d 两点处的合磁感应强度大小相等、方向相同,选项C正确;a、c两点处的合磁感应强度方向均竖直向下,选项D错误。
4.A解析右图为筒转过90°前后各点位置和粒子运动轨迹示意图。
M、N'分别为入射点和出射点,分别作入射速度的垂线和MN'的中垂线,交点即为轨迹圆的圆心O'。
根据题意,∠NMN'=45°,O'M与NM延长线的夹角为60°,所以∠O'MN'=75°,∠MO'N'=30°,即轨迹圆的圆心角为30°,转动筒的时间和粒子在磁场中运动的时间相同,,即,解得比荷,A选项正确。
5.AC解析因为粒子射出边界的位置处于边界的某一段圆弧上,并不是整个圆周上都有,所以,粒子做圆周运动的半径小于R;则粒子能射到的边界其圆弧所对应的弦长正好等于圆周运动的直径,因为这段圆弧的弧长是圆周长的,所以,弦长对应的等腰三角形的内顶角为90°,所以,弦长2r=2R sin 45°,则粒子做圆周运动的半径r=R sin45°=R,粒子做圆周运动,洛伦兹力充当向心力,即qvB=m,所以v=,故A正确,B错误。
若B变为原来的倍,则粒子在磁场中做圆周运动的半径r=,同理可得,对应的弦长为R,由几何关系可得粒子做圆周运动转过磁场的圆心角为60°,所以弧长之比为2∶3,故C正确,D错误。
6.AD解析从d口离开的粒子不偏转,所以不带电,A正确;根据左手定则,从f、e口离开的粒子带有同种电荷,B错误;从b口离开的粒子运动时间是半个周期,从c口离开的粒子运动时间是周期,C错误;从c口离开的粒子轨道半径是从b口离开的粒子轨道半径的2倍,因此速度也是2倍关系,D正确。
7.答案见解析解析 (1)设带电粒子在磁场中做圆周运动的半径为r,由牛顿第二定律有qvB=m解得r=a。
(2)由于r=a>2a,所以粒子射到AB边,设射到AB边点E距A的距离为x由几何知识可得r2=a2+,x=设粒子从O运动到E的时间为t1,∠OO'E为θ,如图所示sin θ==,解得θ=arcsin由t=可得t1=arcsin由分析可知粒子在磁场区域要运动8次类似OE的曲线运动和2次匀速直线运动,才可从O点射出设粒子从D到A的匀速直线运动时间为t2t2=解得t=8t1+2t2=arcsin带电粒子从O孔射入到射出所需要的时间为arcsin 。
8.答案 (1)(2)(n=1,2,3,…)解析设垂直于纸面向里的磁场方向为正方向。
(1)正离子射入磁场,洛伦兹力提供向心力B0qv0=,而v0=·R由两式得磁感应强度B0=。
(2)要使正离子从O'孔垂直于N板射出磁场,正离子的运动轨迹应如图所示,两板之间正离子只运动一个周期,即T0时,有R=做匀速圆周运动的周期T0=当两板之间正离子运动n个周期,即nT0时,有R=(n=1,2,3,…)联立求解,得正离子的速度的可能值为v0=(n=1,2,3,…)。
9.答案 (1)(2)(n=1,2,3,…)解析 (1)设粒子的入射速率为v,用R a、R b、T a、T b分别表示粒子在磁场a和b运动的轨道半径和周期则R a=,R b=T a=T b=粒子先从磁场b运动,后进入磁场a运动,然后从O点射出,粒子从P运动到O点所用时间最短。
如图所示tan α=得α=37°粒子在磁场b和磁场a运动的时间分别为t b=T b,t a=T a故从P到O所用最少时间为t=t a+t b=。