2018年高考物理大一轮复习第9章磁场第4节带电粒子在复合场中的运动课时规范训练

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1、第4节带电粒子在复合场中的运动课时规范训练[基础巩固题组]1.如图所示,匀强电场方向水平向右,匀强磁场方向垂直纸面向里,将带正电的小球在场中静止释放,最后落到地面上.关于该过程,下述说法正确的是(  )A.小球做匀变速曲线运动B.小球减少的电势能等于增加的动能C.电场力和重力做的功等于小球增加的动能D.若保持其他条件不变,只减小磁感应强度,小球着地时动能不变解析:选C.重力和电场力是恒力,但洛伦兹力是变力,因此合外力是变化的,由牛顿第二定律知其加速度也是变化的,选项A错误;由动能定理和功能关系知,选项B错误,选项C正确;磁感应强度减小时,小球落地时的水平位移会发生变化,则电场力

2、所做的功也会随之发生变化,选项D错误.2.带电质点在匀强磁场中运动,某时刻速度方向如图所示,所受的重力和洛伦兹力的合力恰好与速度方向相反,不计阻力,则在此后的一小段时间内,带电质点将(  )A.可能做直线运动B.可能做匀减速运动C.一定做曲线运动D.可能做匀速圆周运动解析:选C.带电质点在运动过程中,重力做功,速度大小和方向发生变化,洛伦兹力的大小和方向也随之发生变化,故带电质点不可能做直线运动,也不可能做匀减速运动和匀速圆周运动,C正确.3.(多选)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和匀强磁场组成的混合场区,该微粒在电场力

3、、洛伦兹力和重力的共同作用下,恰好沿直线运动到A,下列说法中正确的是(  )A.该微粒一定带负电荷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D.该电场的场强为Bvcosθ解析:选AC.若微粒带正电荷,它受竖直向下的重力mg、水平向左的电场力qE和斜向右下方的洛伦兹力qvB,知微粒不能做直线运动,据此可知微粒应带负电荷,它受竖直向下的重力mg、水平向右的电场力qE和斜向左上方的洛伦兹力qvB,又知微粒恰好沿着直线运动到A,可知微粒应该做匀速直线运动,则选项A正确,B错误;由平衡条件有:qvBcosθ=mg,qvBsinθ=qE,得磁场的磁感应强度B=,电场

4、的场强E=Bvsinθ,故选项C正确,D错误.4.(多选)如图所示,已知一带电小球在光滑绝缘的水平面上从静止开始经电压U加速后,水平进入互相垂直的匀强电场E和匀强磁场B的复合场中(E和B已知),小球在此空间的竖直面内做匀速圆周运动,则(  )A.小球可能带正电B.小球做匀速圆周运动的半径为r=C.小球做匀速圆周运动的周期为T=D.若电压U增大,则小球做匀速圆周运动的周期增加解析:选BC.小球在复合场中做匀速圆周运动,则小球受到的电场力和重力满足mg=Eq,方向相反,则小球带负电,A错误;因为小球做圆周运动的向心力由洛伦兹力提供,由牛顿第二定律和动能定理可得:Bqv=,Uq=mv

5、2,联立两式可得:小球做匀速圆周运动的半径r=,由T=可以得出T=,与电压U无关,所以B、C正确,D错误.5.(多选)如图所示,在第二象限中有水平向右的匀强电场,在第一象限内存在垂直纸面向外的匀强磁场.有一重力不计的带电粒子(电荷量为q,质量为m)以垂直于x轴的速度v0从x轴上的P点进入匀强电场,恰好与y轴正方向成45°角射出电场,再经过一段时间又恰好垂直于x轴进入第四象限.已知OP之间的距离为d,则(  )A.带电粒子通过y轴时的坐标为(0,d)B.电场强度的大小为C.带电粒子在电场和磁场中运动的总时间为D.磁感应强度的大小为解析:选BC.粒子在电场中做类平抛运动,因为进入磁

6、场时速度方向与y轴正方向成45°角,所以沿x轴正方向的分速度vx=v0,在x轴正方向做匀加速运动,有d=t,沿y轴正方向做匀速运动,有s=v0t=2d,故选项A错误.沿x轴正方向做匀加速运动,根据vx=v0=×=,解得E=,故选项B正确.粒子进入磁场后做匀速圆周运动,轨迹如图所示,由图可知粒子在磁场中运动的半径R=2d,圆心角θ=135°=π,所以在磁场中的运动时间为t1===;在电场中的运动时间为t2=,所以总时间为t=t1+t2=,故选项C正确.由qvB=可知,磁感应强度B==,故选项D错误.6.在某空间存在着水平向右的匀强电场E和垂直于纸面向里的匀强磁场B,如图所示,一段

7、光滑且绝缘的圆弧轨道AC固定在纸面内,其圆心为O点,半径R=1.8m,OA连线在竖直方向上,AC弧对应的圆心角θ=37°.今有一质量m=3.6×10-4kg、带电荷量q=+9.0×10-4C的带电小球(可视为质点),以v0=4.0m/s的初速度沿水平方向从A点射入圆弧轨道内,一段时间后从C点离开,小球离开C点后做匀速直线运动.已知重力加速度g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,不计空气阻力,求:(1)匀强电场的场强E;(2)小球刚离开C点时的速度大小;(3)小球刚射入

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