北京重庆2013高考物理二轮复习测试 专题三第3讲课堂带电粒子在复合场中的运动

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1、北京重庆2013高考二轮复习测试：专题三第3讲课堂带电粒子在复合场中的运动1.(2012·江苏调研)如图3－3－3所示，在MN、PQ间同时存在匀强磁场和匀强电场，磁场方向垂直纸面水平向外，电场在图中没有标出。一带电小球从a点射入场区，并在竖直面内沿直线运动至b点，则小球(　　)A．一定带正电图3－3－3B．受到电场力的方向一定水平向右C．从a到b过程，克服电场力做功D．从a到b过程中可能做匀加速运动解析：选C　无论电场方向沿什么方向，粒子带正电还是负电，电场力与重力的合力是一定的，且与洛伦兹力等大反向，故要使粒子做直线运动，洛伦兹力恒定不变，其速度大小也恒定不变，故D错误；只要

2、保证三个力的合力为零，因电场方向没确定，故粒子电性也不确定，A、B均错误；由WG＋W电＝0可知，重力做功WG>0，故W电<0，粒子一定克服电场力做功，C正确。2．如图3－3－4所示，从离子源发射出的正离子，经加速电压U加速后进入相互垂直的电场(E方向竖直向上)和磁场(B方向垂直纸面向外)中，发现离子向上偏转。要使此离子沿直线通过电磁场，需要(　　)图3－3－4A．增加E，减小B　　　B．增加E，减小UC．适当增加UD．适当减小B解析：选C　离子所受的电场力F＝qE，洛伦兹力F洛＝qvB，qU＝mv2，离子向上偏转，电场力大于洛伦兹力，故要使离子沿直线运动，可以适当增加U，增加速

3、度，洛伦兹力增大，C正确；也可适当减小E或增大B，电场力减小或洛伦兹力增大，D错误。3.利用如图3－3－5所示的方法可以测得金属导体中单位体积内的自由电子数n，现测得一块横截面为矩形的金属导体的宽为b，厚为d，并加有与侧面垂直的匀强磁场B，当通以图示方向电流I时，在导体上、下表面间用电压表可测得电压为U。已知自由电子的电荷量为e，则下列判断正确的是(　　)图3－3－5-3-①上表面电势高②下表面电势高③该导体单位体积内的自由电子数为④该导体单位体积内的自由电子数为A．①③B．②④C．②③D．①④解析：选B　画出平面图如图所示，由左手定则可知，自由电子向上表面偏转，故下表面电势高

4、，故选项②正确，①错误。再根据e＝evB，I＝neSv＝nebdv得n＝，故选项④正确，③错误。4.如图3－3－6所示，在竖直虚线MN和M′N′之间区域内存在着相互垂直的匀强电场和匀强磁场，一带电粒子(不计重力)以初速度v0由A点垂直MN进入这个区域，带电粒子沿直线运动，并从C点离开场区。如果撤去磁场，该粒子将从B点离开场区；如果撤去电场，该粒子将从D点离开场区。则下列判断正确的是(　　)A．该粒子由B、C、D三点离开场区时的动能相同图3－3－6B．该粒子由A点运动到B、C、D三点的时间均不相同C．匀强电场的场强E与匀强磁场的磁感应强度B之比＝v0D．若该粒子带负电，则电场方向

5、竖直向下，磁场方向垂直于纸面向外解析：选C　由Eq＝Bv0q可得，＝v0，C正确；若电场方向竖直向下，磁场方向垂直于纸面向外，则无论从左侧入射的是正电荷还是负电荷，电场力与洛伦兹力方向均一致，故D错误；如果撤去磁场，粒子由B点射出时，电场力对粒子做正功，粒子动能比入场时增大了，A错误；粒子由C、B射出过程中，水平方向均做匀速直线运动，运动时间相同，但在磁场偏转过程中粒子运动的速率是v0；运动时间增大了，故B错误。5.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的能量，使人类在获得高能量

6、带电粒子方面前进了一步。如图3－3－7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，如图所示。带图3－3－7电粒子从P0处以速度v0-3-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。对于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两次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：选C　由题图可以看出，带电粒子每运动一周被加速一次，A错误。由R＝和Uq＝mv22－mv12可知，带电粒子每运动一周，电场力做

7、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。6.(2012·泰州模拟)如图3－3－8所示，质量为m、电荷量为e的质子以某一初速度从坐标原点O沿x轴正方向进入场区，若场区仅存在平行于y轴向上的匀强电场时，质子通过P(d，d)点时的动能为5Ek；若场区仅存在垂直于xOy平面的匀强磁场时，质子也能通过P点。不计质子