2018版高考物理一轮总复习 第9章 磁场 第3讲 带电粒子在复合场中的运动

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1、带电粒子在复合场中的运动　　时间：45分钟　　　满分：100分一、选择题(本题共8小题，每小题6分，共48分。其中1～5为单选，6～8为多选)1．[2017·陕西宝鸡质检]如图所示，ABC为竖直平面内的光滑绝缘轨道，其中AB为倾斜直轨道，BC为与AB相切的圆形轨道，并且圆形轨道处在匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里。现将甲、乙、丙三个小球从轨道AB上的同一高度处由静止释放，都能通过圆形轨道的最高点。已知甲、乙、丙三个小球的质量相同，甲球带正电、乙球带负电、丙球不带电。则(　　)A．由于到达最高点时受到的洛伦兹力方向不同，所以到达最

2、高点时，三个小球的速度不等B．经过最高点时，甲球的速度最小C．经过最高点时，甲球对轨道的压力最小D．在轨道上运动的过程中三个小球的机械能不守恒答案　C解析　洛伦兹力不做功，只有重力做功，三个小球的机械能守恒，到达最高点时，三个小球的速度相等，选项A、B、D错误；三个小球在最高点的向心力大小相等，甲球带正电，在最高点受到的洛伦兹力方向向下，所以甲球对轨道的压力最小，选项C正确。2．[2016·吉林模拟]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

3、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．6mg答案　C解析　设小球自左方摆到最低点时速度为v，则mv2＝mgL(1－cos60°)，此时qvB－mg＝m，当小球自右方摆到最低点时，v大小不变，洛伦兹力方向发生变化，FT－mg－qvB＝m，得FT＝4mg，故C正确。3．如图所示为一个质量为m、电荷量为＋q的圆环，可在水平放置的粗糙细杆上自由滑动，细杆处在磁感应强度为B的匀强磁场中，圆环以初速度v0向右运动直至处于平衡状态，则圆环克服摩擦力做的功不可能

4、为(　　)A．0B.mvC.D.m答案　C解析　若圆环所受洛伦兹力等于重力，圆环对粗糙细杆压力为零，摩擦力为零，圆环克服摩擦力做的功为零，选项A正确；若圆环所受洛伦兹力不等于重力，圆环对粗糙细杆压力不为零，摩擦力不为零，圆环以初速度v0向右做减速运动。若开始圆环所受洛伦兹力小于重力，则一直减速到零，圆环克服摩擦力做的功为mv，选项B正确；若开始圆环所受洛伦兹力大于重力，则减速到洛伦兹力等于重力达到稳定，稳定速度v＝，由动能定理可得圆环克服摩擦力做的功为W＝mv－mv2＝m，选项C错误，D正确。4．如图所示，宽度为d、厚度为h的导

5、体放在垂直于它的磁感应强度为B的匀强磁场中，当电流通过该导体时，在导体的上、下表面之间会产生电势差，这种现象称为霍尔效应。实验表明：当磁场不太强时，电势差U、电流I和磁感应强度B的关系为：U＝K，式中的比例系数K称为霍尔系数。设载流子的电荷量为q，下列说法正确的是(　　)A．载流子所受静电力的大小F＝qB．导体上表面的电势一定大于下表面的电势C．霍尔系数为K＝，其中n为导体单位长度上的电荷数D．载流子所受洛伦兹力的大小F洛＝，其中n为导体单位体积内的电荷数答案　D解析　导体中的电场强度E＝，载流子所受电场力F＝Eq＝q，A项错误

6、；由左手定则可知，载流子受到的洛伦兹力向上，由于载流子的电性不确定，B项错误；稳定时，电场力与洛伦兹力相等，即qvB＝q⇒U＝Bhv，又电流的微观表达式：I＝nqSv＝nqhdv，解两式得：U＝，式中n为单位体积内的电荷数，C项错误；由F洛＝Bqv＝，D项正确。5．如图所示，竖直放置的两块很大的平行金属板a、b相距为d，a、b间的电场强度为E，今有一带正电的微粒从a板下边缘以初速度v0竖直向上射入电场，当它飞到b板时，速度大小不变，而方向变为水平方向，且刚好从高度也为d的狭缝穿过b板进入bc区域，bc区域的宽度也为d，所加匀强电

7、场的场强大小为E，方向竖直向上，所加匀强磁场磁感应强度方向垂直纸面向里，磁感应强度大小等于，重力加速度为g，则下列关于微粒运动的说法不正确的是(　　)A．微粒在ab区域的运动时间为B．微粒在bc区域中做匀速圆周运动，圆周半径r＝2dC．微粒在bc区域中做匀速圆周运动，运动时间为D．微粒在ab、bc区域中运动的总时间为答案　C解析　将粒子在电场中的运动沿竖直和水平正交分解，沿水平方向做匀加速运动有v0＝at，沿竖直方向做匀减速运动，末速度为零，有v0＝gt，d＝，计算得a＝g，t＝，A选项正确；粒子在复合场中做匀速圆周运动，Bqv

8、0＝得r＝，得r＝2d，B选项正确；由几何关系可知，做圆周运动的圆心角为30°，在复合场中的运动时间t2＝＝，C选项错误；在电场中的运动时间t1＝＝故总时间t＝t1＋t2＝，D选项正确。6．[2017·安徽六校联考]地面附近空间中存在着纸面内水平方向的匀强电场(