2016高考物理总复习 第9章 第3课时 带电粒子在复合场中的运动分组训练（含解析）

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1、【全优课堂】2016高考物理总复习第9章第3课时带电粒子在复合场中的运动分组训练A组　带电粒子在复合场中的运动1.如图11所示为磁流体发电机的原理图：将一束等离子体喷射入磁场，在场中有两块金属板A、B，这时金属板上就会聚集电荷，产生电压．如果射入的等离子体速度均为v，两金属板的板长为L，板间距离为d，板平面的面积为S，匀强磁场的磁感应强度为B，方向垂直于速度方向，负载电阻为R，等离子体充满两板间的空间．当发电机稳定发电时，电流表示数为I.那么板间电离气体的电阻率为(　　)图11A.(－R)B．(－R)C.(－R)D．(－R)【答案】A【

2、解析】根据磁流体发电机的原理可推知：A、B板间产生的电动势为E＝Bdv，A、B板间的等效电阻r＝ρ，根据闭合电路的欧姆定律得：I＝，联立可得ρ＝(－R)，A正确．2．如图12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(　　)图12A．穿出位置一定在O′点下方B．穿出位置一定在

3、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【答案】CB组　带电粒子在叠加场中的运动3．(2014·惠州质检)如图13所示，空间存在竖直向下的匀强电场和垂直纸面向外的匀强磁场，一带电液滴从静止开始自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，则①液滴一定带负电；②液滴在C点时动能最大；③液滴在C点电势能最小；④液滴在C点机械能最小图13以上叙述正确的是(　　)A．①②B．①②③C．①②④D．②③【答案】C【解析】液滴偏转是由于受洛伦兹力作用，据左手定则可判断液滴一定带负电．液滴所受电

4、场力必向上，而液滴能够从静止向下运动，是因为重力大于电场力．由A→C合力做正功，故在C处液滴的动能最大．而由于A→C克服电场力做功最多，电势能增加最多，又机械能与电势能的和不变，因此，由A→C机械能减小最多，故液滴在C点机械能最小．故选C.4．如图14所示，质量为m，带电荷量为－q的微粒以速度v与水平方向成45°角进入匀强电场和匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里．如果微粒做匀速直线运动，则下列说法正确的是(　　)图14A．微粒受电场力、洛伦兹力、重力三个力作用B．微粒受电场力、洛伦兹力两个力作用C．匀强电场的电场强度E＝D．匀强磁场的磁感应

5、强度B＝【答案】A【解析】因为微粒做匀速直线运动，所以微粒所受合力为零，受力分析如图所示，微粒在重力、电场力和洛伦兹力作用下处于平衡状态，可知，qE＝mg，qvB＝mg，得电场强度E＝，磁感应强度B＝.C组　带电粒子在组合场中的运动5．(2013·肇庆一模)如图15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)．已知Oa＝Oc＝cd＝de＝ef＝L，Ob＝L.现有一群质量为m、电荷量大小为q(重力不计)的带电粒子，分布在a、b之间．t＝0时刻，这群带电粒子以相同

6、的初速度v0沿x轴正方向开始运动．观察到从a点出发的带电粒子恰好从d点第一次进入磁场，然后从O点第一次离开磁场．图15(1)试判断带电粒子所带电荷的正负及所加匀强磁场的方向；(2)试推导带电粒子第一次进入磁场的位置坐标x与出发点的位置坐标y的关系式；(3)试求从a点出发的带电粒子，从O点第一次离开磁场时的速度方向与x轴正方向的夹角θ(图中未画出)．【答案】(1)垂直纸面向里　(2)x＝2(3)θ＝45°【解析】(1)由带电粒子在电场中的偏转方向可知：该带电粒子带负电．根据带电粒子在磁场中做圆周运动的情况，由左手定则知匀强磁场的方向垂直纸

7、面向里．(2)设带电粒子在电场中的加速度为a，对于从a点进入电场的粒子，有：L＝at①2L＝v0t1②由①②式解得a＝③y＝at2④x＝v0t⑤解得x＝2.⑥(3)由几何知识可得：θ与带电粒子第一次进入磁场时速度方向与x轴正方向的夹角相等．对于从a点进入电场的带电粒子，在d点时，其y轴方向的速度vy1＝at1⑦tanθ＝⑧解得tanθ＝1，所以θ＝45°.⑨