2016高考物理二轮复习 专题四 电场和磁场 4.10 带电粒子在组合场、复合场中的运动课时作业

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1、带电粒子在组合场、复合场中的运动A组一、选择题1.有一个带电荷量为＋q、重力为G的小球，从两竖直的带电平行板上方h处自由落下，两极板间另有匀强磁场，磁感应强度为B，方向如图所示，则带电小球通过有电场和磁场的空间时，下列说法正确的是(　　)A．一定做曲线运动B．不可能做曲线运动C．有可能做匀加速直线运动D．有可能做匀速直线运动解析：带电小球在没有进入复合场前做自由落体运动，进入磁场后，受竖直向下的重力G＝mg，水平向左的电场力F电场力＝qE与洛伦兹力F洛＝qBv，重力与电场力大小和方向保持恒定，但因为速度大小

2、会发生变化，所以洛伦兹力大小和方向会发生变化，所以一定会做曲线运动，A正确，BCD错．答案：A2.平行板电容器竖直放置，A板接电源正极，B板接电源负极，在电容器中加匀强磁场，磁场方向与电场方向垂直，如图所示，从A板中间的小孔C入射一批带正电的微粒，入射的速度大小、方向各不相同(入射速度方向与磁场方向垂直，且与电场方向夹角小于90°)，微粒重力不能忽略，则微粒在平行板A、B间运动过程中(　　)A．所有微粒的动能都将增加B．所有微粒的机械能都将不变C．有的微粒可能做匀速直线运动D．有的微粒可能做匀速圆周运动解析

3、：微粒在A、B间运动过程中受到重力、电场力和洛伦兹力作用，其中洛伦兹力方向始终与速度方向垂直，洛伦兹力不做功，但电场力会做功，微粒机械能可能变化，B错；若微粒初速度方向斜向右上方，则洛伦兹力的方向斜向左上方，当洛伦兹力与电场力、重力平衡时，微粒做匀速直线运动，A错，C对；由于重力不可能与电场力平衡，故微粒不可能由洛伦兹力提供向心力做匀速圆周运动，D错．答案：C3.(多选)美国物理学家劳伦斯于1932年发明的回旋加速器，应用带电粒子在磁场中做圆周运动的特点，能使粒子在较小的空间范围内经过电场的多次加速获得较大

4、的能量，使人类在获得较高能量带电粒子方面前进了一大步．如图为一种改进后的回旋加速器示意图，其中盒缝间的加速电场场强大小恒定，且被限制在A、C板间，虚线中间不需加电场，如图所示，带电粒子从P0处以速度v0沿电场线方向射入加速电场，经加速后再进入D形盒中的匀强磁场做匀速圆周运动，对这种改进后的回旋加速器，下列说法正确的是(　　)A．带电粒子每运动一周被加速一次B．带电粒子每运动一周P1P2＝P2P3C．加速粒子的最大速度与D形盒的尺寸有关D．加速电场方向需要做周期性的变化解析：由题图可以看出，带电粒子每运动一周

5、被加速一次，A正确；由R＝和Uq＝mv－mv可知，带电粒子每运动一周，电场力做功都相同，动能增量都相同，但速度的增量不相同，故粒子做圆周运动的半径增加量不相同，B错误；由v＝可知，加速粒子的最大速度与D形盒的半径R有关，C正确；由图可知，粒子每次都是从A板进入电场加速，所以加速电场方向不需改变，选项D错误．答案：AC4．(多选)如图所示，回旋加速器D形盒半径为R，狭缝宽为d，所加匀强磁场的磁感应强度为B，所加高频交变电源的电压为U，质量为m、电荷量为q的质子从右半盒的圆心附近由静止出发，经加速、偏转等过程达

6、最大能量E后由导向板处射出，忽略质子在狭缝加速运动的时间，则(　　)A．最大能量E与加速电场的加速电压成正比B．增大磁场的磁感应强度，能提高质子的最大能量C．增大高频交变电源的电压，质子在加速器中运行时间不变D．高频交变电源的频率为解析：由洛伦兹力提供向心力得Bqv＝m，可知r＝＝，所以质子的最大能量E＝，由磁场的磁感应强度B、D形盒半径及质子本身决定，与电场的加速电压无关，A错，B对；质子在回旋加速器中回旋一周的时间一定，每回旋一周加速两次，增大加速电压，加速次数减少，质子在加速器中运行时间变短，C错；回

7、旋加速器中高频交变电源的变化周期等于粒子在磁场中的运行周期，即其电压频率为f＝＝，D对．答案：BD5．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、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：若微粒带正电q，它受竖直向下的重力mg、向左的电场力qE和右斜向下的洛伦兹力qvB

8、，可知微粒不能做直线运动．据此可知微粒应带负电q，它受竖直向下的重力mg、向右的电场力qE和左斜向上的洛伦兹力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；由平衡条件得cosθ＝，sinθ＝，得磁场的磁感应强度B＝，电场的场强E＝，故选项C、D错误．答案：A6．如图所示，A、B极板间存在竖直方向的匀强电场和匀强磁场，一带电微粒在A、B间的水平面内做匀速圆周运动．则下列说法