2019版高考物理一轮复习 专题八 磁场 第3讲 带电粒子在复合场中的运动学案（无答案）.doc

第3讲　带电粒子在复合场中的运动一、单项选择题1．(2016年四川绵阳高三诊断)如图K8­3­1所示，平行金属板P、Q间有磁感应强度为B的匀强磁场，静止的电子在O处经加速电压U作用后由P板上的小孔垂直进入磁场，打在Q板上的A点．现使磁感应强度大小B加倍，要使电子的运动轨迹不发生变化，仍打在Q板上的A点，应该使U变为原来的(　　)图K8­3­1A．4倍 B．2倍 C. 倍 D. 倍2．带电粒子垂直进入匀强电场或匀强磁场中时粒子将发生偏转，称这种电场为偏转电场，这种磁场为偏转磁场．下列说法错误的是(粒子重力不计)(　　)A．欲把速度不同的同种带电粒子分开，既可采用偏转电场，也可采用偏转磁场B．欲把动能相同的质子和α粒子分开，只能采用偏转电场C．欲把由静止经同一电场加速的质子和α粒子分开，偏转电场和偏转磁场均可采用D．欲把初速度相同而比荷不同的带电粒子分开，偏转电场和偏转磁场均可采用3．如图K8­3­2所示，在第Ⅱ象限内有水平向右的匀强电场，电场强度为E，在第Ⅰ、Ⅳ象限内分别存在如图所示的匀强磁场，磁感应强度大小相等．有一个带电粒子以垂直于x轴的初速度v0从x轴上的P点进入匀强电场中，并且恰好与y轴的正方向成45°角进入磁场，又恰好垂直于x轴进入第Ⅳ象限的磁场．已知OP之间的距离为d，则带电粒子在磁场中第二次经过x轴时，在电场和磁场中运动的总时间为(　　)图K8­3­2A. B.(2＋5π) C. D.4．如图K8­3­3所示，某种带电粒子由静止开始经电压为U1的电场加速后，射入水平放置的电势差为U2的两导体板间的匀强电场中，带电粒子沿平行于两板的方向从两板正中间射入，穿过两板后又垂直于磁场方向射入边界线竖直的匀强磁场中，则粒子射入磁场和射出磁场的M、N两点间的距离d随着U1和U2的变化情况为(不计重力，不考虑边缘效应)(　　)图K8­3­3A．d随U1变化，d与U2无关B．d与U1无关，d随U2变化C．d随U1变化，d随U2变化D．d与U1无关，d与U2无关5．(2017年安徽淮北第一中学高三检测)如图K8­3­4所示，平行板电容器竖直放置，右侧极板中间开有一小孔，两极板之间的距离为12 cm，内部电场强度大小为10 N/C，极板右侧空间是磁感应强度大小为0.5 T的匀强磁场．一比荷为1.6×102 C/kg的带负电粒子，从电容器中间位置以大小为8 m/s的初速度平行于极板方向进入电场中，经过电场偏转，从电容器极板正中间的小孔进入磁场，不计带电粒子的重力及空气阻力．下面说法不正确的是(　　)图K8­3­4A．电容器极板长度为8 ×10－2 mB．粒子进入磁场时的速度大小为16 m/sC．粒子进入磁场时速度与水平方向夹角为60°D．粒子在磁场中的运动时间为 s二、多项选择题6．如图K8­3­5所示，在匀强电场和匀强磁场共存的区域内，电场强度为E，方向竖直向下，磁场的磁感应强度为B，方向垂直于纸面向里，一质量为m的带电粒子，在场区内的竖直平面内做匀速圆周运动，则可判断该带电粒子(　　)图K8­3­5A．带有电荷量为的负电荷B．沿圆周逆时针运动 C．运动的角速度为D．运动的速率为7．(2017年辽宁实验中学分校高三月考)如图K8­3­6所示，长均为d的两正对平行金属板MN、PQ水平放置，板间距离为2d，板间有正交的匀强电场和匀强磁场，一带电粒子从MP的中点O垂直于电场和磁场方向以v0射入，恰沿直线从NQ的中点A射出；若撤去电场，则粒子从M点射出(粒子重力不计)．以下说法正确的是(　　)图K8­3­6A．该粒子带正电B．该粒子带正电、负电均可C．若撤去磁场，则粒子射出时的速度大小为2v0D．若撤去磁场，则粒子射出时的速度大小为v08．(2017年河北石家庄辛集中学高三第三次阶段测试)如图K8­3­7所示，在xOy 坐标系中， y>0 的范围内存在着沿 y 轴正方向的匀强电场，在 y<0 的范围内存在着垂直纸面的匀强磁场(方向未画出)．现有一质量为 m，电荷量大小为－q(重力不计)的带电粒子，以初速度 v0(v0沿 x 轴正方向)从 y 轴上的 a 点出发，运动一段时间后，恰好从 x 轴上的 d 点第一次进入磁场，然后从O点第一次离开磁场．已知Oa＝l，Od＝2l，则(　　)图K8­3­7A．电场强度E＝B．电场强度E＝C．磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度的大小B＝　D．磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度的大小B＝　三、非选择题9．如图K8­3­8所示，在xOy直角坐标系中，第Ⅰ象限内分布着方向垂直纸面向里的匀强磁场，第Ⅱ象限内分布着方向沿y轴负方向的匀强电场．初速度为零、带电荷量为q、质量为m的粒子经过电压为U的电场加速后，从x轴上的A点垂直x轴进入磁场区域，经磁场偏转后过y轴上的P点且垂直y轴进入电场区域，在电场中偏转并击中x轴上的C点．已知OA＝OC＝d.求电场强度E和磁感应强度B的大小(粒子的重力不计)．图K8­3­810．(2017年宁夏银川一中高三五次月考)如图K8­3­9所示，虚线MN下方空间存在水平向左的匀强电场和垂直纸面向外的匀强磁场，且磁感应强度B＝1 T，竖直面内固定一半径r＝1 m的绝缘且粗糙的半圆形轨道CD，该轨道的最高点D恰位于虚线MN上，最低点C的切线方向与水平方向夹角为θ＝37°.某一质量m0＝4 kg的带电物块以v＝1 m/s的速度水平向右飞行，在A点突然爆炸，分成质量相等的两块，其中一块以1.2 m/s的速度向相反方向飞出，另一块(可视为质点)在空中运动一段时间后，恰好从D点沿切线方向进入半圆形轨道，沿轨道内侧运动至末端点C时速度大小为6 m/s，且刚好能沿切线方向做直线运动．已知 sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，重力加速度g＝10 m/s2，试求：(1)物块在D点时的速度大小．(2)沿轨道运动的物块带何种电荷？电荷量是多少？(3)物块在半圆形轨道中克服摩擦力所做的功．图K8­3­911．(2017年江西南昌十所省重点中学高三二模)如图K8­3­10所示，半径r＝0.06 m的半圆形无场区的圆心在坐标原点O处，半径r′＝0.1 m，磁感应强度大小B＝0.075 T的圆形有界磁场区的圆心坐标为(0,0.08 m)，平行金属板MN的极板长l＝0.3 m，间距d＝0.1 m，极板间所加电压U＝6.4×102 V，其中N极板上收集粒子全部中和吸收．一位于O处的粒子源向第Ⅰ、Ⅱ象限均匀地发射速度大小v＝6.0×105 m/s的带正电粒子，经圆形磁场偏转后，从第Ⅰ象限出射的粒子速度方向均沿x轴正方向，若粒子重力不计、比荷＝108 C/kg，不计粒子间的相互作用力及电场的边缘效应，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8.求：(1)粒子在磁场中的运动半径r0.(2)从坐标(0,0.18 m)处射出磁场的粒子，其在O点入射方向与y轴夹角θ.(3)N板收集到的粒子占所有发射粒子的比例η.图K8­3­101。