2012届高三物理一轮复习测试38：带电粒子在复合场中的运动（大纲

2012版高三物理一轮复习 带电粒子在复合场中的运动

1.在如图所示的空间中,存在场强为E的匀强电场,同时存在沿x轴负方向?磁感应强度为B的匀强磁场,一质子(电荷量为e)在该空间恰沿y轴正方向以速度v匀速运动.据此可以判断出( )

A.质子所受电场力大小等于eE,运动中电势能减小;沿z轴正方向电势升高 B.质子所受电场力大小等于eE,运动中电势能增大;沿z轴正方向电势降低 C.质子所受电场力大小等于evB,运动中电势能不变;沿z轴正方向电势升高 D.质子所受电场力大小等于evB,运动中电势能不变;沿z轴正方向电势降低

解析:根据粒子匀速运动特点可知,电场力等于洛伦兹力.粒子沿着等势线运动,故电势能不变,电场方向沿z轴向下,故ABD错,C正确.

答案:C

2.如图所示,带电平行金属板相互正对水平放置,两板间存在着水平方向的匀强磁场.带电液滴a沿垂直于电场和磁场的方向进入板间后恰好沿水平方向做直线运动,在它正前方有一个静止在绝缘小支架上不带电的液滴b,带电液滴a与液滴b发生正碰,在极短的时间内复合在一起形成带电液滴c.若不计支架对液滴c沿水平方向的作用力,则液滴c离开支架后( )

A.一定做曲线运动 B.可能做匀速圆周运动 C.可能做直线运动 D.电场力对其做正功

解析:液滴a在电?磁场中做匀速运动,有mag=Bqva+qE,与液滴b复合过程中动量守恒:mava=(mb+ma)v,刚碰后c受到的向上的作用力qE+Bqv

答案:A

3.如图所示,套在足够长的绝缘粗糙直棒上的带正电小球,其质量为m,带电荷量为q,小球可在棒上滑动,现将此棒竖直放入沿水平方向且互相垂直的匀强磁场和匀强电场中.设小球电荷量不变,小球由静止下滑的过程中( )[来源:Z*xx*k.Com]

A.小球加速度一直增大

B.小球速度一直增大,直到最后匀速 C.杆对小球的弹力一直减小

D.小球所受洛伦兹力一直增大,直到最后不变

解析:小球由静止加速下滑,f洛=Bqv在不断增大.开始一段,如图(a),f洛

a?mg?f,其中f=μ N,随着速度的不断增大,f洛增大,弹力 N减小,加速度也增大.当f洛=F电时,加速度达最m大.以后如图(b)f洛>F电,水平方向f洛=F电+ N′,随着速度的增大, N′也不断增大,摩擦力f′=μ N′也增大,加速度a?mg?f?减小,当f′=mg时,加速度a=0,此后小球匀速运动.由以上分析可知,加速度先增大后减m小,A错,B正确;弹力先减小,后增大,C错;洛伦兹力f洛=Bqv,由v的变化可知D正确.

答案:BD

4.如图有一混合正离子束先后通过正交电场磁场区域Ⅰ和匀强磁场区域Ⅱ,如果这束正离子束在区域Ⅰ中不偏转,进入区域Ⅱ后偏转半径又相同,则说明这些正离子具有相同的( )

A.速度 B.质量 C.电荷 D.比荷

解析:设电场的场强为E,由于粒子在区域Ⅰ里不发生偏转,则Eq=B1qv,得v?

E

;当粒子进入区域Ⅱ时,B1

EB1mvEm偏转半径又相同,所以R???,故选项A?D正确.

B2qB2qB1B2qm答案:AD

5.如图所示,虚线空间存在由匀强电场E和匀强磁场B组成的正交或平行的电场和磁场,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混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下列的哪个电磁混合场( )

解析:带电小球在各复合场中受力情况如下图所示,A图中由于小球所受合力不为零,所以洛伦兹力不恒定,因此水平方向合力不可能保持为零,所以A图不正确;B图中垂直纸面向外的方向上只有一个洛伦兹力,所以这种情况下小球也不能沿竖直方向运动;C图中小球所受三个力的合力有可能为零,小球可能沿竖直线运动;D图中小球只受竖直方向重力和电场力作用,一定沿竖直线运动.

答案:CD

6.1930年劳伦斯制成了世界上第一台回旋加速器,其原理如图所示.这台加速器由两个铜质D形盒D1?D2构成,其间留有空隙,下列说法正确的是( )

[来源:学科网]

A.离子由加速器的中心附近进入加速器 B.离子由加速器的边缘进入加速器 C.离子从磁场中获得能量 D.离子从电场中获得能量

解析:回旋加速器的两个D形盒间隙分布周期性变化的电场,不断地给带电粒子加速使其获得能量;而D形盒处分布有恒定不变的磁场,具有一定速度的带电粒子在D形盒内受到磁场的洛伦兹力提供的向心力而做圆周运动;洛伦兹力不做功故不能使离子获得能量,C错;离子源在回旋加速器的中心附近.所以正确选项为A?D.

答案:AD

7.为监测某化工厂的污水排放量,技术人员在该厂的排污管末端安装了如图所示的流量计.该装置由绝缘材料制成,长?宽?高分别为a?b?c,左右两端开口.在垂直于上下底面方向加磁感应强度为B的匀强磁场,在前后两个内侧面分别固定有金属板作为电极.污水充满管口从左向右流经该装置时,电压表将显示两个电极间的电压U.若用Q表示污水流量(单位时间内排出的污水体积),下列说法中正确的是( )

A.若污水中正离子较多,则前表面比后表面电势高 B.若污水中负离子较多,则前表面比后表面电势高 C.污水中离子浓度越高电压表的示数将越大 D.污水流量Q与U成正比,与a?b无关

解析:由左手定则可判断出正离子较多时,正离子受到的洛伦兹力使其向后表面偏转聚集而导致后表面电势升高,同理负离子较多时,负离子向前表面偏转聚集而导致前表面电势降低,故A?B错误.设前后表面间

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