2019-2020年高考物理总复习配餐作业27带电粒子在复合场中的运动

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1、2019-2020年高考物理总复习配餐作业27带电粒子在复合场中的运动1.(xx·东城区统测)如图所示,界面MN与水平地面之间有足够大的正交的匀强磁场B和匀强电场E,磁感线和电场线互相垂直。在MN上方有一个带正电的小球由静止开始下落,经电场和磁场到达水平地面。若不计空气阻力,小球在通过电场和磁场的过程中,下列说法中正确的是(  )A.小球做匀变速曲线运动B.小球的电势能保持不变C.洛伦兹力对小球做正功D.小球动能的增量等于其电势能和重力势能减少量的总和解析 带电小球在刚进入复合场时受力如图所示,则带电小

2、球进入复合场后做曲线运动,因为速度会发生变化,洛伦兹力就会跟着变化,所以小球不可能做匀变速曲线运动,选项A错误;根据电势能公式Ep=qφ知只有带电小球竖直向下做直线运动时,电势能才保持不变,选项B错误;洛伦兹力的方向始终和速度方向垂直,所以洛伦兹力不做功,选项C错误;从能量守恒角度分析,选项D正确。答案 D2.(xx·东北联考)如图所示,某种带电粒子由静止开始经电压为U1的电场加速后,射入水平放置、电势差为U2的两导体板间的匀强电场中,带电粒子沿平行于两板的方向从两板正中间射入,穿过两板后又垂直于磁场方

3、向射入边界线竖直的匀强磁场中,则粒子射入磁场和射出磁场的M、N两点间的距离d随着U1和U2的变化情况为(不计重力,不考虑边缘效应)(  )A.d随U1变化,d与U2无关B.d与U1无关,d随U2变化C.d随U1变化,d随U2变化D.d与U1无关,d与U2无关解析 设带电粒子在加速电场中被加速后的速度为v0,根据动能定理有qU1=mv。设带电粒子从偏转电场中出来进入磁场时的速度大小为v,与水平方向的夹角为θ,如图所示,在磁场中有r=,v=,而d=2rcosθ,联立各式解得d=2,因而选项A正确。答案 A3

4、.如图所示,在x轴上方存在垂直纸面向里的磁感应强度为B的匀强磁场,x轴下方存在垂直纸面向外的磁感应强度为的匀强磁场,一带负电的粒子从原点O以与x轴成30°角斜向上的速度v射入磁场,且在x轴上方运动,半径为R。则下列说法正确的是(  )A.粒子经偏转一定能回到原点OB.粒子在x轴上方和下方两磁场中运动的半径之比为2∶1C.粒子完成一次周期性运动的时间为D.粒子第二次射入x轴上方磁场时,沿x轴前进3R解析 由r=可知,粒子在x轴上方和下方两磁场中运动的半径之比为1∶2,所以B错误;粒子完成一次周期性运动的时

5、间t=T1+T2=+=,所以C错误;粒子第二次射入x轴上方磁场时沿x轴前进l=R+2R=3R,粒子经偏转不能回到原点O,所以A错误、D正确。答案 D4.(xx·中卫模拟)(多选)如图所示,金属板放在垂直于它的匀强磁场中,当金属板中有电流通过时,在金属板的上表面A和下表面A′之间会出现电势差,这种现象称为霍尔效应。若匀强磁场的磁感应强度为B,金属板宽度为h、厚度为d,通有电流I,稳定状态时,上、下表面之间的电势差大小为U。已知电流I与导体单位体积内的自由电子数n、电子电荷量e、导体横截面积S和电子定向移动

6、速度v之间的关系为I=neSv。则下列说法正确的是(  )A.在上、下表面形成电势差的过程中,电子受到的洛仑兹力方向向上B.达到稳定状态时,金属板上表面A的电势高于下表面A′的电势C.只将金属板的厚度d减小为原来的一半,则上、下表面之间的电势差大小变为D.只将电流I减小为原来的一半,则上、下表面之间的电势差大小变为解析 电流向右、磁场向内,根据左手定则,安培力向上;电流是电子的定向移动形成的,故洛伦兹力也向上,故上极板聚集负电荷,下极板带正电荷,故下极板电势较高,故A正确,B错误;电子最终达到平衡,有:

7、evB=e,则:U=vBh。电流的微观表达式:I=nevS=nevhd,则:v=,代入得:U=∝,只将金属板的厚度d减小为原来的一半,则上、下表面之间的电势差大小变为2U,故C错误;只将电流I减小为原来的一半,则上、下表面之间的电势差大小变为,故D正确。答案 AD5.(多选)如图所示,虚线空间中存在由匀强电场E和匀强磁场B组成的正交或平行的电场和磁场(图中实线为电场线),有一个带正电小球(电荷量为+q,质量为m)从正交或平行的电磁复合场上方的某一高度自由落下,那么,带电小球可能沿直线通过的是(  )A 

8、  BC   D解析 带电小球进入复合场时受力情况:A B CD其中只有C、D两种情况下合外力可能为零或与速度的方向相同,所以有可能沿直线通过复合场区域,A项中洛伦兹力随速度v的增大而增大,所以三力的合力不会总保持在竖直方向,合力与速度方向将产生夹角,做曲线运动,所以A错。答案 CD6.如图所示,竖直平面内有一固定的光滑绝缘椭圆大环,水平长轴为AC,竖直短轴为ED。轻弹簧一端固定在大环的中心O,另一端连接一个可视为质点的带正电的小环,小环刚

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