复合场专题练习(1)
高三物理总复习复合场专题练习及答案
高三物理总复习复合场专题练习及答案参考答案与试题解析一、选择题1．（3分）如图所示，空间存在着由匀强磁场B和匀强电场E组成的正交电磁场，电场方向水平向左，磁场方向垂直纸面向里．有一带负电荷的小球P，从正交电磁场上方的某处自由落下，那么带电小球在通过正交电磁场时（）A．一定作曲线运动B．不可能作曲线运动C．可能作匀速直线运动D．可能作匀加速直线运动考点：带电粒子在混合场中的运动．专题：共点力作用下物体平衡专题．分析：对小球受力分析后，得到合力的方向，根据曲线运动的条件进行判断．解答：解：小球进入两个极板之间时，受到向下的重力，水平向右的电场力和水平向左的洛伦兹力，若电场力与洛伦兹力受力平衡，由于重力的作用，小球向下加速，速度变大，洛伦兹力变大，洛伦兹力不会一直与电场力平衡，故合力一定会与速度不共线，故小球一定做曲线运动；故A正确，B 错误；在下落过程中，重力与电场力不变，但洛伦兹力变化，导致合力也变化，则做变加速曲线运动．故CD均错误；故选A．点评：本题关键要明确洛伦兹力会随速度的变化而变化，故合力会与速度方向不共线，粒子一定做曲线运动．2．（3分）如图所示，在某空间同时存在着相互正交的匀强电场E匀强磁场B电场方向竖直向下，有质量分别为m1，m2的a，b两带负电的微粒，a电量为q1，恰能静止于场中空间的c点，b电量为q2，在过C点的竖直平面内做半径为r匀速圆周运动，在c点a、b相碰并粘在一起后做匀速圆周运动，则（）A．a、b粘在一起后在竖直平面内以速率做匀速圆周运动B．a、b粘在一起后仍在竖直平面内做半径为r匀速圆周运动C．a、b粘在一起后在竖直平面内做半径大于r匀速圆周运动D．a、b粘在一起后在竖直平面内做半径为的匀速圆周运动考点：带电粒子在混合场中的运动；牛顿第二定律；向心力．专题：带电粒子在复合场中的运动专题．分析：粒子a、b受到的电场力都与其受到的重力平衡；碰撞后整体受到的重力依然和电场力平衡，洛伦兹力提供向心力，根据牛顿第二定律列式，再结合动量守恒定律列式求解．解答：解：粒子b受到的洛伦兹力提供向心力，有解得两个电荷碰撞过程，系统总动量守恒，有m2v=（m1+m2）v′解得整体做匀速圆周运动，有故选D．点评：本题关键是明确两个粒子的运动情况，根据动量守恒定律和牛顿第二定律列式分析计算．3．（3分）设空间存在竖直向下的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场，如图所示，已知一离子在电场力和洛仑兹力的作用下，从静止开始自A点沿曲线ACB运动，到达B点时速度为零，C点是运动的最低点，忽略重力，以下说法正确的是（）A．这离子必带正电荷B．A点和B点位于同一高度C．离子在C点时速度最大D．离子到达B点时，将沿原曲线返回A点考点：带电粒子在混合场中的运动．专题：带电粒子在复合场中的运动专题．分析：（1）由离子从静止开始运动的方向可知离子必带正电荷；（2）在运动过程中，洛伦兹力永不做功，只有电场力做功根据动能定理即可判断BC；（3）达B点时速度为零，将重复刚才ACB的运动．解答：解：A．离子从静止开始运动的方向向下，电场强度方向也向下，所以离子必带正电荷，A正确；B．因为洛伦兹力不做功，只有静电力做功，A、B两点速度都为0，根据动能定理可知，离子从A 到B运动过程中，电场力不做功，故A、B位于同一高度，B正确；C．C点是最低点，从A到C运动过程中电场力做正功做大，根据动能定理可知离子在C点时速度最大，C正确；D．到达B点时速度为零，将重复刚才ACB的运动，向右运动，不会返回，故D错误．故选：ABC．点评：本题主要考查了带电粒子在混合场中运动的问题，要求同学们能正确分析粒子的受力情况，再通过受力情况分析粒子的运动情况，要注意洛伦兹力永不做功，难度适中．4．（3分）回旋加速器是用来加速带电粒子的装置，如图所示．如果用同一回旋加速器分别加速氚核（）和α粒子（）比较它们所加的高频交流电源的周期和获得的最大动能的大小，有（）A．加速氚核的交流电源的周期较大，氚核获得的最大动能也较大B．加速氚核的交流电源的周期较大，氚核获得的最大动能较小C．加速氚核的交流电源的周期较小，氚核获得的最大动能也较小D．加速氚核的交流电源的周期较小，氚核获得的最大动能较大考点：质谱仪和回旋加速器的工作原理．专题：带电粒子在磁场中的运动专题．分析：回旋加速器是通过电场进行加速，磁场进行偏转来加速带电粒子．带电粒子在磁场中运动的周期与交流电源的周期相同，根据T=比较周期．当粒子最后离开回旋加速器时的速度最大，根据qvB=m求出粒子的最大速度，从而得出最大动能的大小关系．解答：解：带电粒子在磁场中运动的周期与交流电源的周期相同，根据T=，知氚核（3H）的质量1与电量的比值大于α粒子（24He），所以氚核在磁场中运动的周期大，则加速氚核的交流电源的周期较大．根据qvB=m得，最大速度v=，则最大动能E Km=mv2=，氚核的质量是α粒子的倍，氚核的电量是倍，则氚核的最大动能是α粒子的倍，即氚核的最大动能较小．故B正确，A、C、D错误．故选：B．点评：解决本题的关键知道带电粒子在磁场中运动的周期与交流电源的周期相同，以及会根据qvB=m求出粒子的最大速度．5．（3分）（2013•重庆）如图所示，一段长方体形导电材料，左右两端面的边长都为a和b，内有带电量为q的某种自由运动电荷．导电材料置于方向垂直于其前表面向里的匀强磁场中，内部磁感应强度大小为B．当通以从左到右的稳恒电流I时，测得导电材料上、下表面之间的电压为U，且上表面的电势比下表面的低．由此可得该导电材料单位体积内自由运动电荷数及自由运动电荷的正负分别为（）A．，负B．，正C．，负D．，正考点：霍尔效应及其应用．专题：压轴题．分析：上表面的电势比下表面的低．知上表面带负电，下表面带正电，根据左手定则判断自由运动电荷的电性．抓住电荷所受的洛伦兹力和电场力平衡求出电荷的移动速度，从而得出单位体积内自由运动的电荷数．解答：解：因为上表面的电势比下表面的低，根据左手定则，知道移动的电荷为负电荷．因为qvB=q，解得v=，因为电流I=nqvs=nqvab，解得n=．故C正确，A、B、D错误．故选C．点评：解决本题的关键掌握左手定则判断洛伦兹力的方向，以及知道最终电荷在电场力和洛伦兹力作用下处于平衡．二、解答题6．在同时存在匀强电场和匀强磁场的空间中，取正交坐标系O﹣xyz（z轴正方向竖直向上）如图所示，已知电场方向沿z轴正方向，大小为E；磁场方向沿y轴正方向，磁感应强度大小为B．重力加速度为g，问：一质量为m、带电量为+q的质点从原点出发能否在坐标轴（ x、y、z ）上以速度v做匀速运动？若能，m、q、E、B、v及g应满什么关系？若不能，说明理由．考点：带电粒子在混合场中的运动．专题：带电粒子在复合场中的运动专题．分析：根据正电荷受到的电场力与电场线方向相同，受到洛伦兹力与磁场方向相垂直，结合受力平衡条件，即可求解．解答：解：已知带电质点受电场力的方向沿z轴正方向，大小为qE；质点受重力的方向沿z轴负方向，大小为mg（1）若质点在x轴上做匀速运动，则它受到的洛仑兹力必沿x轴正方向或负方向，即有：qvB+qE=mg 或qE=mg+qvB（2）若质点在y轴上做匀速运动，则它受到的洛仑兹力必为零，即有：qE=mg（3）若质点在z轴上做匀速运动，则它受到的洛仑兹力必平行于x轴，而电场力和重力都平行于z轴，三力的合力不可能为零，即质点不可能在z轴上做匀速运动．答：理由如上．点评：考查正电荷受到的电场力与洛伦兹力的方向，掌握左手定则的应用，注意与右手定则的区别．同时理解受力平衡条件的应用．7．如图（甲）所示为电视机中显像管的原理示意图，电子枪中的灯丝加热阴极而逸出电子，这些电子再经加速电场加速后，从O点进入偏转磁场中，经过偏转磁场后打到荧光屏MN上，使荧光屏发出荧光形成图象，不计逸出电子的初速度和重力．已知电子的质量为m、电荷量为e，加速电场的电压为U，偏转线圈产生的磁场分布在边长为l的正方形abcd区域内，磁场方向垂直纸面，且磁感应强度随时间的变化规律如图乙所示．在每个周期内磁感应强度都是从﹣B0均匀变化到B0．磁场区域的左边界的中点与O点重合，ab边与OO′平行，右边界bc与荧光屏之间的距离为s．由于磁场区域较小，且电子运动的速度很大，所以在每个电子通过磁场区域的过程中，可认为磁感应强度不变，即为匀强磁场，不计电子之间的相互作用．（1）求电子射出加速电场时的速度大小（2）为使所有的电子都能从磁场的bc边射出，求偏转线圈产生磁场的磁感应强度的最大值B0（3）荧光屏上亮线的最大长度是多少．考点：带电粒子在匀强电场中的运动；动能定理的应用．专题：压轴题；带电粒子在电场中的运动专题．分析：（1）根据动能定理求出电子射出加速电场时的速度大小．（2）根据几何关系求出临界状态下的半径的大小，结合洛伦兹力提供向心力求出磁感应强度的最大值．（3）粒子在磁场中做匀速圆周运动，出磁场做匀速直线运动，通过最大的偏转角，结合几何关系求出荧光屏上亮线的最大长度．解答：解：（1）设电子射出电场的速度为v，则根据动能定理，对电子加速过程有解得（2）当磁感应强度为B0或﹣B0时（垂直于纸面向外为正方向），电子刚好从b点或c点射出，设此时圆周的半径为R1．如图所示，根据几何关系有：R2=l2+（R﹣）2解得R=电子在磁场中运动，洛仑兹力提供向心力，因此有：，解得（3）根据几何关系可知，设电子打在荧光屏上离O′点的最大距离为d，则由于偏转磁场的方向随时间变化，根据对称性可知，荧光屏上的亮线最大长度为答：（1）电子射出加速电场时的速度大小为．（2）偏转线圈产生磁场的磁感应强度的最大值．（3）荧光屏上亮线的最大长度是．点评：考查电子受电场力做功，应用动能定理；电子在磁场中，做匀速圆周运动，运用牛顿第二定律求出半径表达式；同时运用几何关系来确定半径与已知长度的关系．8．（2009•重庆）如图，离子源A产生的初速为零、带电量均为e、质量不同的正离子被电压为U0的加速电场加速后匀速通过准直管，垂直射入匀强偏转电场，偏转后通过极板HM上的小孔S离开电场，经过一段匀速直线运动，垂直于边界MN进入磁感应强度为B的匀强磁场．已知HO=d，HS=2d，∠MNQ=90°．（忽略粒子所受重力）（1）求偏转电场场强E0的大小以及HM与MN的夹角φ；（2）求质量为m的离子在磁场中做圆周运动的半径；（3）若质量为4m的离子垂直打在NQ的中点S1处，质量为16m的离子打在S2处．求S1和S2之间的距离以及能打在NQ上的正离子的质量范围．考点：动能定理的应用；平抛运动；运动的合成和分解；带电粒子在匀强磁场中的运动．专题：压轴题．分析：（1）正离子被电压为U0的加速电场加速后的速度可以通过动能定理求出，而正离子垂直射入匀强偏转电场后，作类平抛运动，最终过极板HM上的小孔S离开电场，根据平抛运动的公式及几何关系即可求出电场场强E0，φ可以通过末速度沿场强方向和垂直电场方向的速度比求得正切值求解；（2）正离子进入磁场后在匀强磁场中作匀速圆周运动，由洛仑兹力提供向心力，根据向心力公式即可求得半径；（3）根据离子垂直打在NQ的位置及向心力公式分别求出运动的半径R1、R2，再根据几何关系求出S1和S2之间的距离，能打在NQ上的临界条件是，半径最大时打在Q上，最小时打在N点上，根据向心力公式和几何关系即可求出正离子的质量范围．解答：解：（1）正离子被电压为U0的加速电场加速后速度设为V1，则对正离子，应用动能定理有eU0=mV12，正离子垂直射入匀强偏转电场，作类平抛运动受到电场力F=qE0、产生的加速度为a=，即a=，垂直电场方向匀速运动，有2d=V1t，沿场强方向：Y=at2，联立解得E0=又tanφ=，解得φ=45°；（2）正离子进入磁场时的速度大小为V2，解得V2=正离子在匀强磁场中作匀速圆周运动，由洛仑兹力提供向心力，qV2B=，解得离子在磁场中做圆周运动的半径R=2；（3）根据R=2可知，质量为4m的离子在磁场中的运动打在S1，运动半径为R1=2，质量为16m的离子在磁场中的运动打在S2，运动半径为R2=2，又ON=R2﹣R1，由几何关系可知S1和S2之间的距离△S=﹣R1，联立解得△S=4（﹣1）；由R′2=（2 R1）2+（ R′﹣R1）2解得R′=R1，再根据R1＜R＜R1，解得m＜m x＜25m．答：（1）偏转电场场强E0的大小为，HM与MN的夹角φ为45°；（2）质量为m的离子在磁场中做圆周运动的半径为2；（3）S1和S2之间的距离为4（﹣1），能打在NQ上的正离子的质量范围为m＜m x＜25m．点评：本题第（1）问考查了带电粒子在电场中加速和偏转的知识（即电偏转问题），加速过程用动能定理求解，偏转过程用运动的合成与分解知识结合牛顿第二定律和运动学公式求解；第（2）问考查磁偏转知识，先求进入磁场时的合速度v，再由洛伦兹力提供向心力求解R；第（3）问考查用几何知识解决物理问题的能力．该题综合性强，难度大．9．（2009•中山市模拟）如图所示，虚线上方有场强为E的匀强电场，方向竖直向下，虚线上下有磁感应强度相同的匀强磁场，方向垂直纸面向外，ab是一根长为l的绝缘细杆，沿电场线放置在虚线上方的场中，b端在虚线上，将一套在杆上的带正电的小球从a端由静止释放后，小球先作加速运动，后作匀速运动到达b端，已知小球与绝缘杆间的动摩擦系数μ=0.3，小球重力忽略不计，当小球脱离杆进入虚线下方后，运动轨迹是半圆，圆的半径是，求带电小球从a到b运动过程中克服摩擦力所做的功与电场力所做功的比值．考点：带电粒子在匀强磁场中的运动；牛顿第二定律；向心力；带电粒子在匀强电场中的运动；带电粒子在混合场中的运动．专题：带电粒子在磁场中的运动专题．分析：根据对研究对象的受力分析，结合受力平衡条件，再根据牛顿第二定律，由洛伦兹力提供向心力，及几何关系，可求出小球在b处的速度，并由动能定理，即可求解．解答：解：小球在沿杆向下运动时，受力情况如图，向左的洛仑兹力F，向右的弹力N，向下的电场力qE，向上的摩擦力fF=Bqv，N=F=Bqv∴f=μN=μBqv当小球作匀速运动时，qE=f=μBqV b小球在磁场中作匀速圆周运动时又R=，∴v b=小球从a运动到b过程中，由动能定理得所以答：带电小球从a到b运动过程中克服摩擦力所做的功与电场力所做功的比值为．点评：考查牛顿第二定律、动能定理等规律的应用，学会受力分析，理解洛伦兹力提供向心力．10．（2009•武汉模拟）如图，两个共轴的圆筒形金属电极，外电极接地，其上均匀分布着平行于轴线的四条狭缝a、b、c和d，外筒的外半径为r．在圆筒之外的足够大区域中有平行于轴线方向的均匀磁场，磁感应强度的大小为B．在两极间加上电压，使两圆筒之间的区域内有沿半径向外的电场．一质量为m、带电量为+q的粒子，从紧靠内筒且正对狭缝a的S点出发，初速为零．如果该粒子经过一段时间的运动之后恰好又回到出发点S，则两电极之间的电压U应是多少？（不计重力，整个装置在真空中）考点：带电粒子在匀强磁场中的运动；带电粒子在匀强电场中的运动．专题：带电粒子在磁场中的运动专题．分析：带电粒子从S点出发，在两筒之间的电场作用下加速，沿径向穿过狭缝a而进入磁场区，在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动．粒子再回到S点的条件是能沿径向穿过狭缝d．只要穿过了d，粒子就会在电场力作用下先减速，再反向加速，经d重新进入磁场区，然后粒子以同样方式经过c、b，再回到S点．解答：解：如图所示，设粒子进入磁场区的速度大小为V，根据动能定理，有Uq=mv2；设粒子做匀速圆周运动的半径为R，由洛伦兹力公式和牛顿第二定律，有：Bqv=m由上面分析可知，要回到S点，粒子从a到d必经过圆周，所以半径R必定等于筒的外半径r，即R=r．由以上各式解得：U=；答：两极间的电压为．点评：本题看似较为复杂，实则简单；带电粒子在磁场运动解决的关键在于要先明确粒子可能的运动轨迹，只要能确定圆心和半径即可由牛顿第二定律及向心力公式求得结果．11．（2004•江苏）汤姆生用来测定电子的比荷（电子的电荷量与质量之比）的实验装置如图所示，真空管内的阴极K发出的电子（不计初速、重力和电子间的相互作用）经加速电压加速后，穿过A′中心的小孔沿中心轴O1O的方向进入到两块水平正对放置的平行极板P和P′间的区域．当极板间不加偏转电压时，电子束打在荧光屏的中心O点处，形成了一个亮点；加上偏转电压U后，亮点偏离到O′点，（O′与O点的竖直间距为d，水平间距可忽略不计．此时，在P和P′间的区域，再加上一个方向垂直于纸面向里的匀强磁场．调节磁场的强弱，当磁感应强度的大小为B时，亮点重新回到O点．已知极板水平方向的长度为L1，极板间距为b，极板右端到荧光屏的距离为L2（如图所示）．（1）求打在荧光屏O点的电子速度的大小．（2）推导出电子的比荷的表达式．考点：带电粒子在混合场中的运动；牛顿第二定律；向心力；带电粒子在匀强电场中的运动．专题：计算题；压轴题；带电粒子在电场中的运动专题．分析：当电子受到电场力与洛伦兹力平衡时，做匀速直线运动，因此由电压、磁感应强度可求出运动速度．电子在电场中做类平抛运动，将运动分解成沿电场强度方向与垂直电场强度方向，然后由运动学公式求解．电子离开电场后，做匀速直线运动，从而可以求出偏转距离．解答：（1）当电子受到的电场力与洛沦兹力平衡时，电子做匀速直线运动，亮点重新回复到中心O点，设电子的速度为v，则 evB=eE得即（2）当极板间仅有偏转电场时，电子以速度v进入后，竖直方向作匀加速运动，加速度为电子在水平方向作匀速运动，在电场内的运动时间为这样，电子在电场中，竖直向上偏转的距离为离开电场时竖直向上的分速度为电子离开电场后做匀速直线运动，经t2时间到达荧光屏t2时间内向上运动的距离为这样，电子向上的总偏转距离为可解得．点评：考查平抛运动处理规律：将运动分解成相互垂直的两方向运动，因此将一个复杂的曲线运动分解成两个简单的直线运动，并用运动学公式来求解．12．如图所示，M、N为两块带等量异种电荷的平行金属板，S1、S2为板上正对的小孔，N板右侧有两个宽度均为d的匀强磁场区域，磁感应强度大小均为B，方向分别垂直于纸面向里和向外，磁场区域右侧有一个荧光屏，取屏上与S1、S2共线的O点为原点，向下为正方向建立x轴．板左侧电子枪发射出的热电子经小孔S1进入两板间，电子的质量为m，电荷量为e，初速度可以忽略．求：（1）当两板间电势差为U0时，求从小孔S2射出的电子的速度v0；（2）两金属板间电势差U在什么范围内，电子不能穿过磁场区域而打到荧光屏上；（3）电子打到荧光屏上的位置坐标x和金属板间电势差U的函数关系．考点：带电粒子在匀强磁场中的运动；电势差；带电粒子在匀强电场中的运动．专题：带电粒子在磁场中的运动专题．分析：带电粒子在电场中被直线加速，由动能定理可求出粒子被加速后的速度大小，当进入匀强磁场中在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，要使粒子能打在荧光屏上离O点最远，则粒子必须从磁场中垂直射出，由于粒子已是垂直射入磁场，所以由磁感应强度大小相等，方向相反且宽度相同得粒子在两种磁场中运动轨迹是对称的，在磁场中正好完成半个周期，则运动圆弧的半径等于磁场宽度．若不能打到荧光屏，则半径须小于磁场宽度，粒子就不可能通过左边的磁场，也就不会打到荧光屏．所以运动圆弧的半径大于或等于磁场宽度是粒子打到荧光屏的前提条件．可设任一圆弧轨道半径，由几何关系可列出与磁场宽度的关系式，再由半径公式与加速公式可得出打到荧光屏上的位置坐标x和金属板间电势差U的函数关系．解答：解：（1）根据动能定理，得：解得：（2）欲使电子不能穿过磁场区域而打在荧光屏上，应有r＜d而：，由此即可解得：（3）若电子在磁场区域做圆周运动的轨道半径为r，穿过磁场区域打在荧光屏上的位置坐标为x，则由轨迹图可得：，注意到：和：所以，电子打到荧光屏上的位置坐标x和金属板间电势差U的函数关系为：答：（1）当两板间电势差为U0时，求从小孔S2射出的电子的速度v0为；（2）两金属板间电势差U在范围内，电子不能穿过磁场区域而打到荧光屏上；（3）电子打到荧光屏上的位置坐标x和金属板间电势差U的函数关系为．点评：题中隐含条件是：粒子能打到荧光屏离O点最远的即为圆弧轨道半径与磁场宽度相等时的粒子．13．如图所示，在地面附近有一范围足够大的互相正交的匀强电场和匀强磁场．匀强磁场的磁感应强度为B，方向水平并垂直纸面向外，电场沿水平方向，一个质量为m、带电量为﹣q的带电微粒在此区域沿与水平方向成45°斜向上做匀速直线运动，如图所示（重力加速度为g）．求：（1）电场强度的大小和方向及带电微粒的速度大小；（2）若某时刻微粒运动到场中距地面高度为H的P点时，将电场方向改成竖直向下，微粒至少须经多长时间运动到距地面最高点？（3）微粒运动P点时，突然撤去磁场，电场强度不变，则该微粒运动中距地面的最大高度是多少？考点：带电粒子在匀强磁场中的运动．专题：带电粒子在磁场中的运动专题．分析：（1）带电粒子在电场和磁场及重力场能做匀速直线运动，则有三力合力为零，从而根据平衡条件可确定电场强度的大小与方向；（2）由粒子所受洛伦兹力提供向心力，从而求出运动圆弧的半径与周期，再根据几何关系来确定圆弧最高点与地面的高度及运动时间；（3）当撤去磁场时，粒子受到重力与电场力作用，从而做曲线运动．因此此运动可看成竖直方向与水平方向两个分运动，运用动能定理可求出竖直的高度，最终可算出结果．解答：解：（1）微粒受力分析如图，根据平衡条件可知电场力方向向右，。
复合场练习的题目
复合场习题1.一束质子沿同方向从正方形的顶点a射入匀强磁场,分成两局部,分别从bc边和cd边的中点e、f点射出磁场,求两局部质子的速度之比.〔sin37°=0.6,cos37°=0.8〕2.正方形区域abcd中充满匀强磁场,磁场方向垂直纸面向里.一个氢核从ad边的中点m沿着既垂直于ad边又垂直于磁场的方向,以一定速度射入磁场,正好从ab边中点n射出磁场.假如将磁场的磁感应强度变为原来的2倍,其他条件不变,这个氢核射出磁场的位置是〔〕A、在b、n之间某点B、在n、a之间某点C、a点D、在a、m之间某点3.边长为a的正方形,处于有界磁场中,如以下图,一束电子以v0水平射入磁场后,分别从A处和C处射出,如此v A:v C=,所经历的时间之比t A:t B=.4.如以下图,在第一象限内有垂直纸面向里的匀强磁场,一对正、负电子分别以一样速度沿与x轴成30°角从原点射入磁场,如此正、负电子在磁场中运动时间之比为.5.1922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．假如一束粒子由左端射入质谱仪后的运动轨迹如以下图,如此如下说法中正确的答案是〔〕A．该束带电粒子带负电B．速度选择器的P1极板带正电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,荷质比越小6.如图是医用盘旋加速器示意图,其核心局部是两个D型金属盒,两金属盒置于匀强磁场中,并分别与高频电源相连．现分别加速氘核〔12H〕和氦核〔24He〕．如下说法中正确的答案是〔〕A．它们的最大速度一样B．它们的最大动能一样C．它们在D形盒内运动的周期一样D．仅增大高频电源的频率可增大粒子的最大动能7.电源电动势为E,内阻为r,滑动变阻器电阻为R,开关S闭合.两平行极板间有匀强磁场,一带电粒子正好以速度v匀速穿过两板,以下说法正确的答案是〔〕A．保持开关S闭合,将滑片P向上滑动一点,粒子将可能从上极板边缘射出B．保持开关S闭合,将滑片P向下滑动一点,粒子将可能从下极板边缘射出C．保持开关S闭合,将a极板向下移动一点,粒子将继续沿直线穿出D．如果将开关S断开,粒子将继续沿直线穿出8.如以下图,水平向右的匀强电场场强为E,垂直纸面向里的水平匀强磁场磁感应强度为B,一带电量为q的液滴质量为m,在重力、电场力和洛伦兹力作用下做直线运动,如下关于带电液滴的性质和运动的说法中正确的答案是〔ABD〕A．液滴可能带负电B．液滴一定做匀速直线运动C．不论液滴带正电或负电,运动轨迹为同一条直线D．液滴不可能在垂直电场的方向上运动9.带正电量为q的液滴,质量为m,在匀强电场E和匀强磁场B共同存在的区域,恰好做匀速运动,画出运动方向并求出速度大小.10.如以下图,套在绝缘棒上的小球,质量为0.1g,带有q=4×10-4C的正电荷,小球在棒上可以自由滑动,直棒放在互相垂直且沿水平方向的匀强电场E=10N/C和匀强磁场B=0.5T之中,小球和直棒之间的动摩擦因数为 =0.2,求小球由静止沿棒竖直下落的最大加速度和最大速度.〔设小球在运动过程中电量不变〕.11.一个带电微粒在图示的正交匀强电场和匀强磁场中在竖直面内做匀速圆周运动.如此该带电微粒必然带___________,旋转方向为___________.假如圆半径为r,电场强度为E磁感应强度为B,如此线速度为___________.12.一根长为L的绝缘细线,一端固定在O点,另一端系一质量为m、电量为q的带正电小球,匀强磁场方向水平,且垂直与水平线oA向里,磁感应强度为B ．同时还存在有水平向右的匀强电场,电场强度为E,使图中的小球由静止开始释放,当小球摆到最低点时速度为多少？此时绳的拉力为多少?13.如以下图,以MN 为界的两匀强磁场,磁感应强度B 1=2B 2,方向垂直纸面向里,现有一质量为m 、带电量为q 的正粒子,从O 点沿图示方向进入B1中．〔1〕试画出此粒子的运动轨迹〔2〕求经过多长时间粒子重新回到O 点？14.如图,在宽度分别为1l 和2l的两个毗邻的条形区域分别有匀强磁场和匀强电场,磁场方向垂直于纸面向里,电场方向与电、磁场分界限平行向右.一带正电荷的粒子以速率v 从磁场区域上边界的P 点斜射入磁场,然后以垂直于电、磁场分界限的方向进入电场,最后从电场边界上的Q 点射出.PQ 垂直于电场方向,粒子轨迹与电、磁场分界限的交点到PQ 的距离为d.不计重力,求电场强度与磁感应强度大小之比与粒子在磁场与电场中运动时间之比.15.如以下图,在xoy 平面内,第I 象限中有匀强电场,场强大小为E,方向沿y 轴正方向,在x 轴的下方有匀强磁场,磁感强度大小为B,方向垂直于纸面向里,今有一个质量为m,电荷量为e 的电子〔不计重力〕,从y 轴上的P 点以初速度v0垂直于电场方向进入电场．经电场偏转后,沿着与x 轴正方向成45°进入磁场,并能返回到原出发点P ．求：〔1〕作出电子运动轨迹的示意图,并说明电子的运动情况．〔2〕P 点离坐标原点的距离h ．〔3〕电子从P 点出发经多长时间第一次返回P 点？。
高二物理专题练习-带电粒子在复合场中的运动大题专题(详细解答)
专题二：带电粒子在复合场中的运动(1)姓名______________1．如图所示，在x轴上方有匀强电场，场强为E；在x轴下方有匀强磁场，磁感应强度为B，方向如图，在x轴上有一点M，离O点距离为L．现有一带电量为十q的粒子，使其从静止开始释放后能经过M点．如果把此粒子放在y轴上，其坐标应满足什么关系？（重力忽略不计）2．如图所示，在宽l的范围内有方向如图的匀强电场，场强为E，一带电粒子以速度v垂直于电场方向、也垂直于场区边界射入电场，不计重力，射出场区时，粒子速度方向偏转了θ角，去掉电场，改换成方向垂直纸面向外的匀强磁场，此粒子若原样射入磁场，它从场区的另一侧射出时，也偏转了θ角，求此磁场的磁感强度B．3．如图所示，在直角坐标系的第Ⅱ象限和第Ⅳ象限中的直角三角形区域内，分布着磁感应强度均为B＝5.0×10－3T的匀强磁场，方向分别垂直纸面向外和向里．质量为m＝6.64×10－27㎏、电荷量为q＝＋3.2×10－19C的α粒子（不计α粒子重力），由静止开始经加速电压为U＝1205V的电场（图中未画出）加速后，从坐标点M（－4，2）处平行于x轴向右运动，并先后通过两个匀强磁场区域．(1)请你求出α粒子在磁场中的运动半径；(2)你在图中画出α粒子从直线x＝－4到直线x＝4之间的运动轨迹，并在图中标明轨迹与直线x＝4交点的坐标；(3)求出α粒子在两个磁场区域偏转所用的总时间．专题二：带电粒子在复合场中的运动(4)姓名______________1．如图所示，竖直平面xOy 内存在水平向右的匀强电场，场强大小E=10N／c ，在y ≥0的区域内还存在垂直于坐标平面向里的匀强磁场，磁感应强度大小B=0.5T 一带电量0.2C q =+、质量0.4kg m =的小球由长0.4m l =的细线悬挂于P 点小球可视为质点，现将小球拉至水平位置A 无初速释放，小球运动到悬点P 正下方的坐标原点O 时，悬线突然断裂，此后小球又恰好能通过O 点正下方的N 点.(g=10m ／s 2)，求： (1)小球运动到O 点时的速度大小；(2)悬线断裂前瞬间拉力的大小； (3)ON 间的距离2．两块平行金属板MN 、PQ 水平放置，两板间距为d 、板长为l ，在紧靠平行板右侧的正三角形区域内存在着垂直纸面的匀强磁场，三角形底边BC 与PQ 在同一水平线上，顶点A 与MN 在同一水平线上，如图所示．一个质量为m 、电量为+q 的粒子沿两板中心线以初速度v 0水平射入，若在两板间加某一恒定电压，粒子离开电场后垂直AB 边从D 点进入磁场，BD=41AB ，并垂直AC 边射出(不计粒子的重力)．求： (1)两极板间电压；(2)三角形区域内磁感应强度； (3)若两板间不加电压，三角形区域内的磁场方向垂直纸面向外．要使粒子进入磁场区域后能从AB 边射出，试求所加磁场的磁感应强度最小值．专题二：带电粒子在复合场中的运动——参考答案（1）1、解析：由于此带电粒子是从静止开始释放的，要能经过M点，其起始位置只能在匀强电场区域．物理过程是：静止电荷位于匀强电场区域的y轴上，受电场力作用而加速，以速度v进入磁场，在磁场中受洛仑兹力作用作匀速圆周运动，向x轴偏转．回转半周期过x轴重新进入电场，在电场中经减速、加速后仍以原速率从距O点2R处再次超过x轴，在磁场回转半周后又从距O点4R处飞越x轴如图所示（图中电场与磁场均未画出）故有L＝2R，L＝2×2R，L＝3×2R即 R＝L／2n，（n=1、2、3……）……………①设粒子静止于y轴正半轴上，和原点距离为h，由能量守恒得mv2／2=qEh……②对粒子在磁场中只受洛仑兹力作用而作匀速圆周运动有：R＝mv／qB………③解①②③式得：h＝B2qL2／8n2mE （n＝l、2、3……）2、解析：粒子在电场中运行的时间t＝ l／v；加速度 a＝qE／m；它作类平抛的运动．有tgθ=at/v=qEl/mv2………①粒子在磁场中作匀速圆周运动由牛顿第二定律得：qvB=mv2/r，所以r=mv/qB 又：sinθ=l/r=lqB/mv………②由①②两式得：B=Ecosθ/v 3、解析：(1)粒子在电场中被加速，由动能定理得221mvqU=α粒子在磁场中偏转，则牛顿第二定律得rvmqvB2=联立解得2102.312051064.62005.01211927=⨯⨯⨯⨯==--qmUBr（m）(2)由几何关系可得，α粒子恰好垂直穿过分界线，故正确图象为(3)带电粒子在磁场中的运动周期qBmvrTππ22==α粒子在两个磁场中分别偏转的弧度为4π，在磁场中的运动总时间631927105.6105102.321064.614.3241----⨯=⨯⨯⨯⨯⨯⨯===qBmTtπ（s）OM2－22－4 4 x/my/m－2vBB （4，2-）（4） 1、解：（1）小球从A 运到O 的过程中，根据动能定理：212mv mgl qEl =- ① 则得小球在O 点速度为：2/s v m == ② （2）小球运到O 点绳子断裂前瞬间，对小球应用牛顿第二定律：2v F T mg f m l=-==向洛 ③f Bvq =洛 ④由③、④得：28.2mv T mg Bvq N l=++= ⑤ （3）绳断后，小球水平方向加速度25/s x F Eq a m m===电 ⑥ 小球从O 点运动至N 点所用时间0.8t s aυ∆== ⑦ON 间距离21 3.2m 2h gt == ⑧2、 解：⑴垂直AB 边进入磁场，由几何知识得：粒子离开电场时偏转角为30°∵0.v lmd qu v y =0v v tg y=θ ∴qlmdv u 332= 由几何关系得：030cos dl AB =在磁场中运动半径d l r AB 23431==∴ 121r mv qv B = ︒=30cos 0v v∴qdmv B 3401= 方向垂直纸面向里⑶当粒子刚好与BC 边相切时，磁感应强度最小，由几何知识知粒子的运动半径r 2为：42d r = ………（ 2分 ） 2202r mv qv B = ∴qd mv B 024=即：磁感应强度的最小值为qdmv 0422（12分）如图所示的坐标系，x轴沿水平方向，y轴沿竖直方向。
经典复合场练习题
经典复合场练习题复合场是一种训练技巧和战术应用的重要方法。
它通过结合不同的动作和场景，模拟比赛中的各种复杂情况，从而提高运动员的综合能力和应变能力。
在这篇文档中，我们将介绍一些经典的复合场练习题，帮助运动员在比赛中更好地应对各种挑战。
练习一：双人单球配合这是一个非常基础且经典的复合场练习题。
两名运动员站在场地的两端，通过传球和移动，尽可能多地配合完成回合。
在这个练习中，运动员需要快速决策，准确传球，并保持良好的移动和站位，以便能够有效地完成配合。
这个练习可以帮助运动员提高团队合作和配合能力。
练习二：三人占位射门这个练习旨在训练运动员在防守中的协作和反应能力。
场地上有三名运动员，其中两名运动员站在球门前作为防守者，另一名运动员从罚球线外射门。
防守者需要根据进攻者的移动和传球路线来判断并封堵射门。
同时，进攻者需要找到合适的射门机会，以尽可能多地得分。
这个练习可以帮助运动员提高防守技巧和进攻效率。
练习三：团队配合快攻这个练习侧重于提高团队配合和快速反击的能力。
场地上有四名运动员，其中两名运动员站在球场底线作为防守者，另外两名运动员站在半场线上作为进攻者。
当进攻者抢到篮板球后，他们需要快速传球和跑动，争取快速得分。
防守者需要及时反应并封堵进攻者的路径。
这个练习可以帮助运动员在比赛中更好地应对对手的进攻，并发起快速反击。
练习四：四对四全场对抗这是一个全场对抗的复合场练习题。
在这个练习中，两支队伍各有四名运动员，他们在一个完整的场地上进行对抗。
这个练习可以模拟真实的比赛场景，让运动员在高强度的对抗中提高身体素质、战术应用和团队合作能力。
同时，通过这个练习，教练员可以观察运动员的表现，指导他们在比赛中的优化和改进。
以上介绍的几个经典复合场练习题只是众多复合场练习的一小部分。
通过这些练习，运动员能够在短时间内接触到各种不同的场景和战术，从而提高应变能力和技术水平。
在训练时，教练员应根据运动员的实际情况和训练目的合理选择和安排练习题目。
复合场练习题一(解析版)
复合场练习题一1. 一电子在匀强磁场中，以一正电荷为圆心在一圆轨道上运行。
磁场方向垂直于它的运动平面，电场力恰好是磁场作用在电子上的磁场力的3倍，电子电荷量为e ，质量为m ，磁感应强度为B ，那么电子运动的角速度可能为（ ）。
A.B.C.D.解析： A 、C 解析：向心力可能是或，即或。
2. 如图所示，不同的正离子垂直于匀强电场和匀强磁场的方向飞入，匀强电场和匀强磁场的方向相互垂直。
正离子离开该区域时，发现有些正离子保持原来的运动方向并没有发生偏转，如果再让这些正离子进入另一匀强磁场中，发现离子束又分裂成几束，这种分裂的原因是离子束中的离子可能有不同的（ ）。
A. 质量B. 电荷量C. 速度D. 比荷解析： D 解析：这些离子速度是相同的，在磁场中，，应是比荷不同。
3. 一带负电荷的粒子以速度v 由坐标原点在xOy 平面第Ⅳ象限内沿与x 轴45°方向射入匀强磁场，磁场的磁感应强度为B ，方向如图所示，已知粒子质量为m ，电荷量为q ，则粒子通过x 轴、y 轴的坐标为（ ）。
A.B.C.D.解析：. C 解析：带负电荷粒子在第Ⅳ象限沿与x 轴成45°方向射入匀强磁场，向右偏转与轴、轴相交。
m Be4m Be 3m Be 2m Be B F F +电B F F -电R v meBv 24=R v m eBv 2112=Bq m vR=qB mvy qB mv x 2,2+=+=qB mvy qB mv x 2,2-=+=qB mvy qB mv x 2,2-=-=qB mvy qB mv x 2,2+=-=y -x -4. 带电粒子以初速度v 垂直于电场方向飞入匀强电场区域后，接着又飞入匀强磁场区域。
在如下的几种轨迹图中，有可能是（ ）。
A B C D解析：A 、D 解析：根据电场中的偏向确定其电性，再看磁场中偏转是否与左手定则矛盾。
5. 如图所示，有界匀强磁场边界线SP//MN ，速度不同的同种带电粒子从S 点沿SP 方向同时射入磁场，其中穿过a 点的粒子速度与MN 垂直，穿过b 点的粒子，其速度方向与MN 成60°角。
高二物理复合场习题24页PPT
60、生活的道路一旦选定，就要勇敢地 走到底 ，用得当时很 少遇到 抵抗。 ——塞 ·约翰 逊 2、权力会使人渐渐失去温厚善良的美 德。— —伯克
3、最大限度地行使权力总是令人反感 ；权力 不易确 定之处 始终存 在着危 险。— —塞·约翰逊 4、权力会奴化一切。——塔西佗
5、虽然权力是一头固执的熊，可是金 子可以 拉着它 的鼻子 走。— —莎士 比
56、书不仅是生活，而且是现在、过 去和未 来文化 生活的 源泉。 ——库 法耶夫 57、生命不可能有两次，但许多人连一 次也不 善于度 过。— —吕凯 特 58、问渠哪得清如许，为有源头活水来 。—— 朱熹 59、我的努力求学没有得到别的好处， 只不过 是愈来 愈发觉 自己的 无知。 ——笛 卡儿
高二复合场专题训练
专题：复合场的动力学问题（类型1：考查速度选择器原理）【例1 】. 在充有一定电量的平行板电容器两极板间有一匀强磁场，已知场强E 的方向和磁感应强度B 的方向垂直，有一带电粒子束以初速度v0 射入，恰能不偏离它原来的运动方向，匀速通过此区域， 如图所示，在下列情况下，当改变一个或两个物理条件，而保持其它条件不变.若重力不计，则带电粒子束的运动不受影响的情况是 ( ) (A)增大电容器两板间距离； (B)改变磁场方向为垂直纸面向外； (C)增大带电粒子束的射入初速度；(D)将电场和磁场同时增强一倍； (E)使带电粒子束的入射方向变为非水平方向； (F)将图示磁场方向和电场方向同时改变为相反方向； (G)改用一束荷质比不同于原来 荷质比的带电粒子束水平射入【跟踪训练】．如图3-7-12所示，真空中两水平放置的平行金属板间有电场强度为E 的匀强电场，垂直场强方向有磁感应强度为B 的匀强磁场，OO ′为两板中央垂直磁场方向与电场方向的直线，以下说法正确的是[]A ．只要带电粒子（不计重力）速度达到某一数值， 沿OO ′射入板间区域就能沿OO ′做匀速直线运动B ．若将带电微粒沿O ′O 射入板间区域，微粒仍有可 能沿O ′O 做匀速直线运动C ．若将带电微粒沿OO ′射入板间区域，微粒有可能做匀变速曲线运动D ．若将带电微粒沿OO ′射入 板间区域，微粒不可能做匀变速曲线运动 （类型2：考查共区域复合场中的动力学问题）【例2】 如图3-7-10所示，一对竖直放置的平行金属板长为L ，板间距离为d ，接在电压为U 的电源上，板间有一与电场方向垂直的匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，磁感强度为B ，有一质量为m ，带电量为+q 的油滴，从离平行板上端h 高处由静止开始自由下落，由两板正中央P 点处进入电场和磁场空间，油滴在P 点所受电场力和磁场力恰好平衡，最后油滴从一块极板的边缘D 处离开电场和磁场空间．求（1）油滴在复合场中可能做什么运动？（2）h=？（3）油滴在D 点时的速度大小？【跟踪训练】. 真空中同时存在着竖直向下的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场，三个带有等量同种电荷的油滴a 、b 、c 在场中做不同的运动．其中A 静止，B 向右做匀速直线运动，C 向左做匀速直线运动，则三油滴质量大小关系为[ ]A ．mA>mB>mCB ． mC > mA>mB C ． mB > mA >mC D．mA=mB=mC（类型3：考查复合场中的最值问题）【例3】.如图所示，在互相垂直的水平方向的匀强电场（E 已知）和匀强磁场（B 已知）中，有一固定的竖直绝缘杆，杆上套一个质量为m 、电量为q 的小球，它们之间的摩擦因数为μ，现由静止释放小球，试分析小球运动的加速度和速度的变化情况，并求出最大速度vm 。
高三物理复合场练习题
高三物理复合场练习题1. 题目描述：一个质点受到一个复合场的影响，该复合场由均匀磁场和均匀电场组成。
假设质点带电量为q，质量为m，在磁场的作用下，质点受到的磁力为Fm，电场的作用下受到的电力为Fe。
在该复合场中，质点受到的合力为F，合力的方向与合力的大小有关的变量为x。
2. 题目一：若磁场B与电场E垂直且大小相等，推导出合力F与x的关系式。
解答：由磁场B与电场E垂直且大小相等可得：Fm=qvBsinθ=qvBFe=qE其中，v为质点的速度，θ为速度与磁场方向的夹角。
根据合力的定义，有：F= Fm+Fe=qvB+qE根据叉乘向量性质，可将合力F写成向量形式：F=q(vBsinθ+E)由此可得合力F与变量x的关系式为：F=q(vBsinθ+E)x3. 题目二：若磁场B与电场E的方向相同，推导出合力F与x的关系式。
解答：由磁场B与电场E的方向相同可得：Fm=qvBsinθ=qvBFe=qE根据合力的定义，有：F= Fm+Fe=qvB+qE根据变量x的定义，有：x=vt其中，t为质点运动时间。
代入F=q(vBsinθ+E)x，得：F=q(vBsinθ+Et)综上所述，当磁场B与电场E的方向相同时，合力F与变量x的关系式为：F=q(vBsinθ+Et)4. 题目三：若质点的速度v与弦的夹角θ随时间t的变化规律为：v=a+bt，θ=ωt，推导出合力F与x的关系式。
解答：由题可知：v=a+bt，θ=ωt其中，a和b为常量，ω为角速度。
根据合力的定义，有：Fm=qvBsinθ=qvBsin(ωt)根据合力的定义，有：Fm=qvBsinθ=qvBsin(ωt)根据变量x的定义，有：x=vt即x=(a+bt)t=at+bt²代入F=q(vBsinθ+E)x，得：F=q(vBsinθ+E)(at+bt²)综上所述，当质点的速度v与弦的夹角θ随时间t的变化规律为v=a+bt、θ=ωt时，合力F与变量x的关系式为：F=q(vBsinθ+E)(at+bt²)通过以上练习题，我们能够更好地理解复合场的概念和其对质点受力的影响。
磁场和复合场练习(曲线运动)1
复合场练习之 ------ 曲线运动（1）1．在垂直纸面水平向里，磁感应强度为B 的匀强磁场中，有一固定在水平地面上的光滑半圆槽，一个带电量为q +，质量为m 的小球由如图位置从静止滚下，小球滚到槽底时对槽底的压力大小等于mg ，求圆槽轨道的半径R2.在平面直角坐标xOy 中，第Ⅰ象限存在沿y 轴负方向的匀强电场，第Ⅳ象限存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场，磁感应强度为B 。
一质量为m 、电荷量为q 的带正电的粒子从y 轴正半轴上的M 点以速度v0垂直于y 轴射入电场。
经x 轴上的N 点与x 轴正方向成θ=60°角射入磁场，最后从y 轴负半轴上的P 点垂直于y 轴射出磁场，如图所示.不计粒子重力，求：（1）M 、N 两点间的电势差U MN . （2）粒子在磁场中运动的轨道半径r. （3）粒子从M 点运动到P 点的总时间t.3. 如图所示，在xOy 平面的第一象限有一匀强电场，电场的方向平行于y 轴向下；在x 轴和第四象限的射线OC 之间有一匀强磁场，磁感应强度的大小为B ，方向垂直于纸面向外。
有一质量为m 、带有电荷量+q 的质点由电场左侧平行于x 轴射入电场。
质点到达x 轴上A 点时，速度方向与x 轴的夹角为ϕ，A 点与原点O 的距离为d 。
接着，质点进入磁场，并垂直于OC 飞离磁场，不计重力影响。
若OC 与x 轴的夹角也为ϕ。
求: （1）粒子在磁场中运动速度的大小 （2）匀强电场的场强大小mRO4.如图所示，直角坐标系xOy位于竖直平面内，在水平的x轴下方存在匀强磁场和匀强电场，磁场的磁感应为B,方向垂直xOy平面向里，电场线平行于y轴。
一质量为m、电荷量为q 的带正电的小球，从y轴上的A点水平向右抛出，经x轴上的M点进入电场和磁场，恰能做匀速圆周运动，从x轴上的N点第一次离开电场和磁场，MN之间的距离为L,小球过M点时的速度方向与x轴的方向夹角为 .不计空气阻力，重力加速度为g,求(1)电场强度E的大小和方向；(2)小球从A点抛出时初速度v0的大小;(3)A点到x轴的高度h.5．在水平光滑的绝缘桌面内建立如图15所示的直角坐标系，在虚线MON两侧区域分别称为区域一和区域二，其中一个区域内有匀强电场，另一个区域内有磁感应强度为B、方向垂直桌面的匀强磁场．现有一个质量为m、带电量为＋q的小球P从坐标为(－L,0)的A点处由静止释放后，沿x轴运动至坐标原点O时，与另一与P球完全相同但不带电的静止小球Q 发生碰撞并粘在一起，此后沿x轴正方向第一次经y轴进入区域二，经过一段时间，从坐标(－L，L)的C点回到区域一．若整个过程中，小球P带电量保持不变且P、Q两球可视为质点．(1)指出哪个区域是电场、哪个区域是磁场以及电场和磁场的方向；(2)求电场强度的大小；(3)求小球P、Q第三次经过y轴的位置．6．有一平行板电容器，内部为真空，两个电极板的间距为d ，极板的长为L ，极板间有一均匀电场，U 为两极板间的电压，电子从极板左端的正中央以初速0v 射入，其方向平行于极板，并打在极板边缘的D 点，如图甲所示。
高考物理-电磁学-复合场专题练习(含答案)(一)
高考物理电磁学-复合场专题练习（含答案）（一）一、单选题1.如图所示，足够长的两平行金属板正对着竖直放置，它们通过导线与电源E、定值电阻R、开关S相连．闭合开关后，与两极板上边缘等高处有两个带负电小球A和B，它们均从两极板正中央由静止开始释放，两小球最终均打在极板上，（不考虑小球间的相互作用及对电场的影响）下列说法中正确的是（）A.两小球在两板间运动的轨迹都是一条抛物线B.两板间电压越大，小球在板间运动的时间越短C.它们的运动时间一定相同D.若两者的比荷相同，它们的运动轨迹可能相同2.一个带电小球，用细线悬挂在水平方向的匀强电场中，当小球静止后把细线烧断，在小球将（假设电场足够大）（）A.做自由落体运动B.做曲线运动C.做匀加速直线运动D.做变加速直线运动3.质量为m，带电量为+q的小球，在匀强电场中由静止释放，小球沿着与竖直向下夹30°的方向作匀加速直线运动，当场强大小为E=mg/2 时、E所有可能的方向可以构成（）A.一条线 B.一个平面 C.一个球面 D.一个圆锥面4.场强为E的匀强电场和磁感强度为B的匀强磁场正交．如图质量为m的带电粒子在垂直于磁场方向的竖直平面内，做半径为R的匀速圆周运动，设重力加速度为g，则下列结论不正确的是（）A.粒子带负电，且q=B.粒子顺时针方向转动C.粒子速度大小v=D.粒子的机械能守恒5.如图所示，一个质量为m、带正电荷量为q的小带电体处于可移动的匀强磁场中，磁场的方向垂直纸面向里，磁感应强度为B，为了使它对水平绝缘面刚好无压力，应该（）A.使磁感应强度B的数值增大B.使磁场以速率v= 向上移动C.使磁场以速率v= 向右移动D.使磁场以速率v= 向左移动6.在赤道处，将一小球向东水平抛出，落地点为A；给小球带上电荷后，仍以原来的速度抛出，考虑地磁场的影响，下列说法正确的是()A.无论小球带何种电荷，小球仍会落在A点B.无论小球带何种电荷，小球下落时间都会延长C.若小球带负电荷，小球会落在更远的B点D.若小球带正电荷，小球会落在更远的B点7.如图所示，某空间存在正交的匀强磁场和匀强电场，电场方向水平向右，磁场方向垂直于纸面向里，一个带电微粒由a点进入电磁场并刚好能沿ab直线向上运动，下列说法正确的是（）A.微粒可能带负电，可能带正电B.微粒的机械能一定增加C.微粒的电势能一定增加D.微粒动能一定减小8.如图所示，一电子束垂直于电场线与磁感线方向入射后偏向A极板，为了使电子束沿射入方向做直线运动，可采用的方法是（）A.将变阻器滑动头P向右滑动B.将变阻器滑动头P向左滑动C.将极板间距离适当减小D.将极板间距离适当增大9.如图所示为“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板带上电量，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板所带电量情况是（）A.带正电，其电量为B.带正电，其电量为CBdv0C.带负电，其电量为D.带负电，其电量为10.如图所示，在真空中，匀强电场的方向竖直向下，匀强磁场的方向垂直纸面向里．三个油滴a、b、c带有等量的同种电荷，已知a静止，b向右匀速运动，c向左匀速运动．比较它们的质量应有（）A.a油滴质量最大B.b油滴质量最大C.c油滴质量最大D.a、b、c的质量一样二、综合题11.竖直放置的两块足够长的带电平行金属板间有匀强电场，其电场强度为E，在该匀强电场中，用丝线悬挂质量为m的带正电小球，当丝线跟竖直方向成θ角小球与板距离为b时，小球恰好平衡，如图所示．（重力加速度为g）求：（1）小球带电量q是多少？（2）若剪断丝线，小球碰到金属板需多长时间？12.以竖直向上为轴正方向的平面直角系，如图所示，在第一、四象限内存在沿轴负方向的匀强电场，在第二、三象限内存在着沿轴正方向的匀强电场和垂直于平面向外的匀强磁场，现有一质量为、电荷量为的带正电小球从坐标原点O以初速度沿与轴正方向成角的方向射出，已知两电场的电场强度，磁场的磁感应强度为B，重力加速度为。
复合场练习题
1.如图所示，光滑绝缘、相互垂直的固定挡板PO 、OQ 竖直放置于匀强电场E 中，场强方向水平向左且垂直于挡板PO.图中A 、B 两球(可视为质点)质量相同且带同种正电荷.当A 球受竖直向下推力F 作用时，A 、B 两球均紧靠挡板处于静止状态，这时两球之间的距离为L.若使小球A 在推力F 作用下沿挡板PO 向O 点移动一小段距离后，小球A 与B 重新处于静止状态.在此过程中( ) A.A 球对B 球作用的静电力减小 B.A 球对B 球作用的静电力增大 C.墙壁PO 对A 球的弹力不变D.两球之间的距离减小则F 增大2.如图所示，电源电动势为E ，内阻为r ，滑动变阻器电阻为R ，开关闭合。
两平行极板间有匀强磁场，一带电粒子(不计重力)正好以速度v 匀速穿过两板。
以下说法正确的是：( )A. 保持开关闭合，将滑片p 向上滑动一点，粒子将可能从下极板边缘射出B. 保持开关闭合，将滑片p 向下滑动一点，粒子将不可能从下极板边缘射出C. 保持开关闭合，将a 极板向下移动一点，粒子将继续沿直线穿出D. 如果将开关断开，粒子将继续沿直线穿出3.在图中虚线所围的区域内，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．已知从左方水平射入的电子，穿过这区域时未发生偏转，设重力可忽略不计，则在这区域中的E 和B 的方向可能是[ ]A ．E 和B 都沿水平方向，并与电子运动的方向相同 B ．E 和B 都沿水平方向，并与电子运动的方向相反C ．E 竖直向上，B 垂直纸面向外D ．E 竖直向上，B 垂直纸面向里4.如图所示的虚线区域内，充满垂直于纸面向里的匀强磁场和竖直向下的匀强电场。
一带电粒子a （不计重力）以一定的初速度由左边界的O 点射入磁场、电场区域，恰好沿直线由区域右边界的O′点（图中未标出）穿出。
若撤去该区域内的磁场而保留电场不变，另一个同样的粒子b （不计重力）仍以相同初速度由O 点射入，从区域右边界穿出，则粒子b A ．穿出位置一定在O′点下方B ．穿出位置一定在O′点上方C ．运动时，在电场中的电势能一定减小D ．在电场中运动时，动能一定减小5.如图所示，竖直向下的匀强磁场穿过光滑的绝缘水平面，在平面上的O 点处固定一带电荷量为+Q 的小球M ，带电荷量为－q 的小球m 以半径为R ，线速度为v ，绕着O 点做匀速圆周运动．若某时刻突然将小球M 除去，则小球m 不可能出现以下哪些运动形式？A ．仍以O 点为圆心，半径为R ，线速度为v ，沿逆时针方向做匀速圆周运动B ．以另一点为圆心，半径为R ，线速度为v ，沿顺时针方向做匀速圆周运动C ．以另一点为圆心，半径小于R ，线速度小于v ，沿顺时针方向做匀速圆周运动D ．沿原线速度方向做匀速直线运动6.在同时存在匀强电场和匀强磁场的空间中取正交坐标系oxyz （z 轴正方向竖直向上），如图所示。
复合场计算题提高训练(高考必备)
复合场分类练习1.交替场基本解题思路（1）粒子从P 点入射的速度v 0的大小；（2）匀强磁场的磁感应强度B 的大小。
【答案】（1）；（2）。
mqEL v 60=qL mE B 32=练习1．如图1所示，相距为d、板间电压为U0的平行金属板间有方向垂直纸面向里、磁感应强度大小为B0的匀强磁场；OP和x轴的夹角α＝45°，在POy区域内有垂直纸面向外的匀强磁场，POx区域内有沿x轴正方向的匀强电场，场强大小为E；一质量为m、电荷量为q的正离子沿平行于金属板、垂直磁场的方向射入板间并做匀速直线运动，从坐标为(0，L)的a点垂直y轴进入磁场区域，从OP上某点沿y轴负方向离开磁场进入电场，不计离子的重力．图1(1)离子在平行金属板间的运动速度v0；(2)POy区域内匀强磁场的磁感应强度B；(3)离子打在x轴上对应点的坐标．答案(1)U0B0d(2)2mU0B0qdL(3)(2020＋L2，0)2.磁场中的临界问题例二.如图所示，坐标平面第Ⅰ象限内存在大小为E＝4×105N/C、方向水平向左的匀强电场，在第Ⅱ象限内存在方向垂直纸面向里的匀强磁场．质荷比为mq＝4×10－10N/C的带正电粒子从x轴上的A点以初速度v0＝2×107m/s垂直x轴射入电场，OA＝0.2 m，不计重力．求：(1)粒子经过y轴时的位置到原点O的距离；(2)若要求粒子不能进入第三象限，求磁感应强度B的取值范围(不考虑粒子第二次进入电场后的运动情况．)答案(1)0.4 m(2)B≥(22＋2)×10－2 T练习2：如图所示，直线OP 与x 轴的夹角为45o ，OP 上方有沿y 轴负方向的匀强电场，OP 与x 轴之间的有垂直纸面向外的匀强磁场区域I ，x 轴下方有垂直纸面向外的匀强磁场区域II 。
不计重力，一质量为m 、带电量为q 的粒子从y 轴上的A （0，l ）点以速度垂直y 轴射入电场，恰以垂直于OP 的速度进磁场区域I 。
(完整word版)复合场综合习题_
复合场综合习题【例1】如下图，在竖直平面内有范围足够大、场强方向水平向左的匀强电场，在虚线的左边有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感觉强度大小为 B.一绝缘“ ? ”形杆由两段直杆和一半径为R 为半圆环构成，固定在纸面所在的竖直平面内．PQ、MN 与水平面平行且足够长，半圆环 MAP 在磁场界限左边， P、M 点在磁场界限上，NMAP 段是圆滑的，现有一质量为m、带电量为＋ q 的小环套在MN 杆上，它所遇到的电场力为重力的1/2 倍．此刻 M 右边 D 点由静止释放小环，小环恰巧能抵达P 点，求：(1)D 、 M 间的距离x0；(2)上述过程中小环第一次经过与O 等高的 A 点时弯杆对小环作使劲的大小；(3)若小环与PQ 杆的动摩擦因数为μ(设最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等)．现将小环移至M 点右边 5R 处由静止开始开释，求小环在整个运动过程中战胜摩擦力所做的功．【例 2】在座标系 xOy 中，有三个靠在一同的等大的圆形地区，分别存在着方向如下图的匀强磁场，磁感觉强度大小都为 B ＝，磁场地区半径r＝23B、C 点都在 x 轴上，且 y 轴与圆形地区 C 相切，圆形地区 A 内磁3 m，三个圆心 A、B、 C 构成一个等边三角形，场垂直纸面向里，圆形地区B、 C 内磁场垂直纸面向外．在直角坐标系的第Ⅰ、Ⅳ象限内散布着场强 E ＝5 － 26 － 19×10 N/C 的竖直方向的匀强电场，现有质量 m＝× 10 kg，带电荷量 q＝－× 10 C 的某种负离子，从圆形磁场地区A的左边边沿以水平速度v＝106m/s 沿正对圆心 A 的方向垂直磁场射入，求：(1)该离子经过磁场地区所用的时间．(2)离子走开磁场地区的出射点偏离最先入射方向的侧移为多大？(侧移指垂直初速度方向上挪动的距离)(3)若在匀强电场地区内竖直搁置一挡板 MN，欲使离子打到挡板 MN 上的偏离最先入射方向的侧移为零，则挡板 MN 应放在哪处？匀强电场的方向怎样？【例 3】如图，在xoy 平面内， MN 和 x 轴之间有平行于y 轴的匀强电场和垂直于xoy 平面的匀强磁场，y 轴上离坐标原点 4 L 的 A 点处有一电子枪，能够沿+x 方向射出速度为v0的电子（质量为m，电量为 e）。
高中物理复合场练习
•感悟 渗透 应用
1-2．在某地上空同时存在着匀强的电场与磁场，一 质量为m的带正电小球，在该区域内沿水平方向向右 做直线运动，如图所示，关于场的
v 分布情况可能的是 （ ）A B C A．该处电场方向和磁场方向重合 B．电场竖直向上，磁场垂直纸面向里 C．电场斜向里侧上方，磁场斜向外侧上方，
磁场指向纸外：kr2QqqvBm4T222r (3)
v
＋
比较上述式子，T1＞T0，T2＜T0，故AD选项正确。
6 (2009年全国Ⅱ)如图，在宽度分别为l1和l2的 两个毗邻的条形区域分别有匀强磁场和匀强电场， 磁场方向垂直于纸面向里，电场方向与电、磁场 分界线平行向右．一带正电荷的粒子以速率v从磁 场区域上边界的P点斜射人磁场，然后以垂直于电、 磁场分界线的方向进入电场，最后从电场边界上 的Q点射出，已知PQ垂直于电场方向，粒子轨迹与 电磁场分界线的交点到PQ的距离为d．不计重力， 求电场强度与磁感应强度大小之比及粒子在磁场 与电场中运动时间之比．
• 7（08宁夏）在xoy平面的第一象限有一匀 强电场，电场的方向平行于y轴向下；在x 轴和第四象限的射线oc之间有一匀强磁场， 磁感应强度的大小为B，方向垂直纸面向外， 优异质量为m带电量为+q的质点由电场左侧 平行于x轴射入电场。质点到达x轴上A点时， 速度方向与X轴的夹角为φ，A点与原点O的 距离为d，接着，质点进入磁场，并垂直于 OC飞离磁场，不计重力影响。若OC与X轴的 夹角为φ，求‘（1）粒子在磁场中运动大 小（2）匀强电场大小
如图所示．足够长的光滑绝缘斜面与水平 面面的夹角为α(sina=0．6)．放在水平方 向的匀强电场和匀强磁场中．电场强度 E=5O v／m．方向水平向左．磁场方向垂直 纸面外．一个电荷量q=+4．O×1O-2C．质 量m=O．4Okg的光滑小球．以初速度v=20 m ／s从斜面底端向上滑．然后又下滑．共经 过3 s脱离斜面．求磁场的磁感应强度． (g取10 m／s2)
经典复合场练习题
电场与磁场 模型1：偏转电场与偏转磁场1如图所示，在矩形ABCD 区域内，对角线BD 以上的区域存在有平行于AD 向下的匀强电场，对角线BD 以下的区域存在有垂直于纸面的匀强磁场(图中未标出)，矩形AD 边长为L ，AB 边长为2L.一个质量为m 、电荷量为＋q 的带电粒子(重力不计)以初速度v0从A 点沿AB 方向进入电场，在对角线BD 的中点P 处进入磁场，并从DC 边上以垂直于DC 边的速度离开磁场(图中未画出)，求： (1) 带电粒子经过P 点时速度v 的大小和方向； (2) 电场强度E 的大小；(3) 磁场的磁感应强度B 的大小和方向．2在如图所示的x o y --坐标系中，0y >的区域内存在着沿y 轴正方向、场强为E 的匀强电场，0y <的区域内存在着垂直纸面向里、磁感应强度为B 的匀强磁场．一带电粒子从y 轴上的(0,)P h 点以沿x 轴正方向的初速度射出，恰好能通过x 轴上的(,0)D d 点．己知带电粒子的质量为m ，带电量为q -．h d q 、、均大于0．不计重力的影响．（1）若粒子只在电场作用下直接到达D 点，求粒子初速度的大小0v ； （2）若粒子在第二次经过x 轴时到达D 点，求粒子初速度的大小0v （3）若粒子在从电场进入磁场时到达D 点，求粒子初速度的大小0v ；3如图，与水平面成45°角的平面MN 将空间分成I 和II 两个区域。
一质量为m 、电荷量为q （q ＞0）的粒子以速度v 从平面MN 上的p 点水平右射入I 区。
粒子在I 区运动时，只受到大小不变、方向竖直向下的电场作用，电场强度大小为E ；在II 区运动时，只受到匀强磁场的作用，磁感应强度大小为B ，方向垂直于纸面向里。
求粒子首次从II 区离开时到出发点0p 的距离。
粒子的重力可以忽略。
4如图所示，xoy 平面内存在着沿y 轴正方向的匀强电场，一个质量为m 、电荷量为+q 的粒子从坐标原点O 以速度v0沿x 轴正方向开始运动。
复合场练习
【1】质量为m、带电量为-q的小物块A沿水平面在磁感应强度为B，方向垂直纸面向内的匀强磁场中运动；某一时刻物块速度为v。
设物块与水平面间滑动摩擦系数为μ，则物块A 从速度v。
变为静止需要多少时间？
【2】如下图，在某一空间从左至右存在着匀强电场E、垂直于纸面向外宽度为L的匀强磁场B1、垂直于纸面向内的匀强磁场B2，磁感应强度B1＝B2＝B，场的边界相互平行；带电粒子质量为m、带电量为q、从电场中某一点由静止开始运动，经匀强电场加速后先后通过匀强磁场B1和B2然后回到匀强电场。
不计重力，试求当带电粒子从电场中何处开始运动时才能恰好回到出发点。
【3】如图，初速度为零的离子经过电势差为U的电场加速后水平射出，经过一段路程后沿中心线进入水平放置的两平行金属板MN和PQ之间;已知两极板相距2d、极板长为L、极板左端与磁场左边界相距为S。
离子所经空间存在磁感应强度为B的匀强磁场，不考虑重力，问粒子的荷质比在什麽范围内，离子才能打在金属板上。
【4】一电子从M孔水平射入垂直纸面的匀强磁场区域经P孔进入水平匀强电场，最后到达N孔，已知OM＝ON＝OP＝R，电子电量为e、质量为m，入射速度为v.①求电场强度的大小；②粗略画出电子运动轨迹，说明他们是什么图线；③确定电子到达N孔时的速度。
【5】设空间存在竖直向下的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场，已知一离子在电场力和洛伦兹力作用下，从静止开始自A点沿曲线ACB运动，到达B点时速度为零。
C点是运动的最低点，不计重力，以下说法中正确的是：
A.这离子必带正电荷；
B.A点和B点位于同一高度；
C.粒子在C点时速度最大；
D.粒子到达B点后，将沿原曲线返回A点。
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-复合场专题练习
1．（18分）如图所示，条形匀强电场区域和条形匀强磁场区域是紧邻的，且宽度相等均为 d ，电场方向在纸平面内，而磁场方向垂直纸面向里．一带正电粒子从 O 点以速度 v 0 沿垂直电场方向进入电场，在电场力的作用下发生偏转，从 A 点离开电场进入磁场，离开电场时带电粒子在电场方向的位移为电场宽度的一半，当粒子从C 点穿出磁场时速度方向与进入电场O 点时的速度方向一致，（带电粒子重力不计）求：
（1）粒子从 C 点穿出磁场时的速度v 大小 （2）粒子在电场、磁场中运动的总时间 （3）电场强度 E 和磁感应强度 B 的比值 E / B
2．（18分）如图甲所示，CD 和MN 之间存在着变化的电场，电场变化规律如图乙所示，（图中电场方向为正
方向），MN 为一带电粒子可以自由通过的理想边界，直线MN 下方无磁场，上方两个同心半圆内存在着有理想边界的匀强磁场，其分界线是半径为R 和2R 的半圆，半径为R 的圆两侧的磁场方向相反且垂直于纸面，磁感应强度大小都为B 。
现有一质量为m 、电荷量为q 的带负电微粒在t =0时刻从O 2点沿MN 、CD 间的中心线O 2O 1水平向左射入电场，到达P 点时以水平向左的速度进入磁场，最终打在Q 点。
不计微粒的重力。
求：
（1）微粒在磁场中运动的周期T ； （2）微粒在电场中的运动时间t 1
与电场的变化周期T 0之间的关系； （3）MN 、CD 之间的距离d ；
（4）微粒在磁场中运动的半径r 的可能值的表达式及r 的最大值。
3.（18分）在如图所示的直角坐标中，x 轴的上方存在与x 轴正方向成45°角斜向右下方的匀强电场，场强的大小为m V E /1024⨯=。
X 轴的下方有垂直于xOy 面向里的匀强磁场，磁感应强度的大小为
T B 2102-⨯=。
一个比荷为
kg C m
q
/1028⨯=的正点电荷从坐标为（0，1）的A 点由静止释放。
电荷所受的重力忽略不计。
（1）求电荷从释放到第一次进入磁场时所用的时间； （2）求电荷在磁场中做圆周运动的半径；
（3）当电荷第二次到达x 轴上时，电场立即变为竖直向下，而场强大小不变，运动到P 点处时速度方向与x 轴正方向相同。
试求P 点位置坐标。
4．如图，串联阻值为R 的闭合电路中，面积为S 的正方形区域abcd 存在一个方向垂直纸面向外、磁感应强
度均匀增加且变化率为k 的匀强磁场t B ，abcd 的电阻值也为R ，其他电阻不计．电阻两端又向右并联一个平行板电容器．在靠近M 板处由静止释放一质量为m 、电量为q +的带电粒子（不计重力），经过
N 板的小孔P 进入一个垂直纸面向内、磁感应强度为Ｂ的圆形匀强
磁场，已知该圆形匀强磁场的半径为q
mSk
B r 1
=
．求： (1)电容器获得的电压；
(2)带电粒子从小孔P 射入匀强磁场时的速度；
(3)带电粒子在圆形磁场运动时的轨道半径及它离开磁场时的偏转角．
5.离子扩束装置由离子加速器、偏转电场和偏转磁场组成．偏转电场由加了电压的相距为d =0．1m 的两块水
平平行放置的导体板形成，如图甲所示．大量带负电的相同离子（其重力不计）由静止开始，经加速电场加速后，连续不断地沿平行于导体板的方向从两板正中间射入偏转电场．当偏转电场两板不带电时，离子通过两板之间的时间为3×10-3s ，当在两板间加如图乙所示的电压时，所有离子均能从两板间通过，然后进入水平宽度有限、竖直宽度足够大、磁感应强度为B =1T 的匀强磁场中，最后通过匀强磁场打在竖直放置的荧光屏上．求：
（1）离子在刚穿出偏转电场两板之间时的最大侧向位移与最小侧向位移之比为多少？ （2）要使侧向位移最大的离子能垂直打在荧光屏上，偏转电场的水平宽度为L 为多大？
荧 光 甲
t/(×
-3乙
L。