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《【赢在高考】2013届高三物理一轮配套练习8.3 带电粒子在复合场中的运动 新人教版选修3-1.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、第三节带电粒子在复合场中的运动随堂演练巩固1.(2012浙江温州高三八校联考,8)如图所示,有一金属块放在垂直于表面C的匀强磁场中,磁感应强度为B,金属块的厚度为d,高为h.当有稳恒电流I平行平面C的方向通过时,由于磁场力的作用,金属块中单位体积内参与导电的自由电子数目为(上下两面M、N上的电压分别为、A.
2、
3、B.
4、
5、C.
6、
7、D.
8、
9、【解析】设电子的定向运动速度为v,单位体积内的自由电子数目为n,稳恒电流通过时,自由电子所受洛伦兹力与电场力平衡,有Bev=
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11、,根据电流的微观表达式有I=neSv,解以上两式得
12、
13、.【答案】C2.目前,世界上正在研究一种新型发电机叫磁流体发电机,如图表示
14、它的原理:将一束等离子体喷射入磁场(速度方向垂直纸面进去),在磁场中有两块金属板A、B,这时金属板上就会聚集电荷,产生电压.以下正确的是()33A.B板带正电B.A板带正电C.其他条件不变,只增大射入速度增大D.其他条件不变,只增大磁感应强度增大【解析】由左手定则知正电荷向B板,B板带正电,A对B错;平衡稳定时,有可看出增大射入速度或增大磁感应强度均增大,C、D正确。【答案】ACD3.(2012浙江温州高三八校联考,6)如图所示,真空中存在竖直向上的匀强电场和水平方向的匀强磁场,一质量为m,带电荷量为q的物体以速度v在竖直平面内做半径为R的匀速圆周运动,假设t=0的时刻物体在轨迹最
15、低点且重力势能为零,电势能也为零,则下列说法不正确的是()A.物体带负电且做逆时针转动B.物体运动的过程中,机械能与电势能之和保持不变且大小为33C.物体运动的过程中,重力势能随时间的变化关系是p=mgR(1-cosD.物体运动的过程中,电势能随时间的变化关系是p′=mgR(cos【解析】物体做匀速圆周运动,应有电场力与重力平衡,则物体所受电场力应竖直向上,带正电;洛伦兹力提供向心力,根据左手定则可知,物体应顺时针转动,选项A错误;物体受重力、电场力和洛伦兹力作用,只涉及机械能和电势能,因而二者之和不变,选项B正确;如图所示,设经过时间t,物体位置如图所示,则此时重力势能=mgR(1-
16、cos而/R,得=mgR(1-cos选项C正确;因动能不变,所以电势能的变化与重力势能的变化大小相等,变化情况相反,选项D正确.【答案】D4.(2010海南高考,15)图中左边有一对平行金属板,两板相距为d.电压为U;两板之间有匀强磁场,磁感应强度大小为方向与金属板面平行并垂直于纸面朝里.图中右边有一半径为R、圆心为O的圆形区域内也存在匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向垂直于纸面朝里.一电荷量为q的正离子沿平行于金属板面、垂直于磁场的方向射入平行金属板之间,沿同一方向射出平行金属板之间的区域,并沿直径EF方向射入磁场区域,最后从圆形区域边界上的G点射出.已知弧FG所对应的圆心角为不计重
17、力.求:33(1)离子速度的大小;(2)离子的质量.【解析】(1)由题设知,离子在平行金属板之间做匀速直线运动,洛伦兹力与电场力平衡①式中,v是离子运动速度的大小是平行金属板之间的匀强电场的强度,有②由①②式得③(2)在圆形磁场区域,离子做匀速圆周运动,由洛伦兹力公式和牛顿第二定律有④式中,m和r分别是离子的质量和它做圆周运动的半径.由题设,离子从磁场边界上的点G穿出,离子运动的圆周的圆心O′必在过E点垂直于EF的直线上,且在EG的垂直平分线上(见下图).由几何关系有33r=Rtan⑤式中是OO′与直径EF的夹角,由几何关系得⑥联立③④⑤⑥式得,离子的质量为cot.【答案】cot5.(
18、2011全国理综,25)如图,与水平面成45角的平面MN将空间分成Ⅰ和Ⅱ两个区域.一质量为m、电荷量为q（q＞0）的粒子以速度v从平面MN上的点水平向右射入Ⅰ区.粒子在Ⅰ区运动时,只受到大小不变、方向竖直向下的电场作用,电场强度大小为E;在Ⅱ区运动时,只受到匀强磁场的作用,磁感应强度大小为B,方向垂直于纸面向里.求粒子首次从Ⅱ区离开时到出发点的距离(粒子的重力可以忽略).33【解析】带电粒子进入电场后,在电场力的作用下沿抛物线运动,其加速度方向竖直向下,设其大小为a,由牛顿定律得qE=ma①设经过时间粒子从平面MN上的点进入磁场,由运动学公式和几何关系得②粒子速度大小为③33设速度方向
19、与竖直方向的夹角为则tan④此时粒子到出发点的距离为⑤此后粒子进入磁场,在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动,圆周半径为⑥设粒子首次离开磁场的点为弧所张的圆心角为则点到点的距离为sin⑦由几何关系得⑧联立①②③④⑥⑦⑧式得⑨点与点相距⑩联立①②⑤⑨⑩解得.⑾【答案】6.(☆选做题)(2011山东理综,25)扭摆器是同步辐射装置中的插入件,能使粒子的运动轨迹发生扭摆.其简化模型如图:Ⅰ、Ⅱ两处的条形匀强磁场区边界竖直,相距为L,磁场方向相反且垂直
