2018版高考物理大一轮复习 第九章 磁场 能力课2 带电粒子在复合场中的运动问题课时训练（含解析）粤教版

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1、能力课2　带电粒子在复合场中的运动问题一、选择题(1～4题为单项选择题，5～8题为多项选择题)1．(2017·河南洛阳市统考)如图1所示，一个静止的质量为m、带电荷量为q的带电粒子(不计重力)，经电压U加速后垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场中，粒子最后落到P点，设OP＝x，下列图线能够正确反映x与U之间的函数关系的是(　　)图1解析　带电粒子在电场中加速时，由动能定理得qU＝mv2，而在磁场中偏转时，由牛顿第二定律得qvB＝m，依题意x＝2r，联立解得x＝，因此正确答案为B。答案　B2．(2016·厦门一模)如图2所示，空间

2、的某个复合场区域内存在着竖直向下的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场。质子由静止开始经一加速电场加速后，垂直于复合场的边界进入并沿直线穿过场区，质子(不计重力)穿过复合场区所用时间为t，从复合场区穿出时的动能为Ek，则(　　)图2A．若撤去磁场B，质子穿过场区时间大于tB．若撒去电场E，质子穿过场区时间等于tC．若撒去磁场B，质子穿出场区时动能大于EkD．若撤去电场E，质子穿出场区时动能大于Ek解析　质子在电场中是直线加速，进入复合场，电场力与洛伦兹力等大反向，质子做匀速直线运动。若撤去磁场，只剩下电场，质子做类平抛运动，水平

3、分运动是匀速直线运动，速度不变，故质子穿过场区时间不变，等于t，A错误；若撒去电场，只剩下磁场，质子做匀速圆周运动，速率不变，水平分运动的速度减小，故质子穿过场区时间增加，大于t，B错误；若撤去磁场，只剩下电场，质子做类平抛运动，电场力做正功，故末动能大于Ek，C正确，若撤去电场，只剩下磁场，质子做匀速圆周运动，速率不变，末动能不变，仍为Ek，D错误。答案　C3．医生做某些特殊手术时，利用电磁血流计来监测通过动脉的血流速度。电磁血流计由一对电极a和b以及磁极N和S构成，磁极间的磁场是均匀的。使用时，两电极a、b均与血管壁接触

4、，两触点的连线、磁场方向和血流速度方向两两垂直，如图3所示。由于血液中的正负离子随血流一起在磁场中运动，电极a、b之间会有微小电势差。在达到平衡时，血管内部的电场可看作是匀强电场，血液中的离子所受的电场力和磁场力的合力为零。在某次监测中，两触点的距离为3.0mm，血管壁的厚度可忽略，两触点间的电势差为160μV，磁感应强度的大小为0.040T。则血流速度的近似值和电极a、b的正负为(　　)图3A．1.3m/s，a正、b负B．2.7m/s，a正、b负C．1.3m/s，a负、b正D．2.7m/s，a负、b正解析　血液中正负离子流

5、动时，根据左手定则，正离子受到向上的洛伦兹力，负离子受到向下的洛伦兹力，所以正离子向上偏，负离子向下偏。则a带正电，b带负电。最终血液中的离子所受的电场力和磁场力的合力为零，有q＝qvB，所以v＝＝m/s＝1.3m/s。故A项正确，B、C、D三项错误。答案　A4．(2017·湖北孝感)中国科学家发现了量子反常霍尔效应，杨振宁称这一发现是诺贝尔奖级的成果。如图4所示，厚度为h，宽度为d的金属导体，当磁场方向与电流方向垂直时，在导体上下表面会产生电势差，这种现象为霍尔效应。下列说法正确的是(　　)图4A．上表面的电势高于下表面电

6、势B．仅增大h时，上下表面的电势差增大C．仅增大d时，上下表面的电势差减小D．仅增大电流I时，上下表面的电势差减小解析　根据左手定则，知自由电子向上偏转，则上表面带负电，下表面带正电，下表面的电势高于上表面，A项错误；根据eBv＝e，解得U＝Bvh，根据电流的微观表达式I＝neSv，故U＝Bh＝，知增大h，上下表面的电势差不变，与h无关，B项错误；由U＝，知仅增大d时，上下表面的电势差减小，C项正确；根据evB＝e，解得U＝vBh；根据电流的微观表达式I＝neSv，电流越大，电子的速度越大，故上下表面的电势差越大，D项错误。

7、答案　C5.磁流体发电是一项新兴技术，它可以把物体的内能直接转化为电能，如图5是它的示意图，平行金属板A、B之间有一个很强的磁场，将一束等离子体(即高温下电离的气体，含有大量正、负离子)喷入磁场，A、B两板间便产生电压。如果把A、B和用电器连接，A、B就是直流电源的两个电极，设A、B两板间距为d，磁感应强度为B′，等离子体以速度v沿垂直于磁场的方向射入A、B两板之间，则下列说法正确的是(　　)图5A．A是直流电源的正极B．B是直流电源的正极C．电源的电动势为B′dvD．电源的电动势为qvB′答案　BC6．如图6所示，匀强电场

8、的方向竖直向下，匀强磁场的方向垂直纸面向里，三个油滴a、b、c带有等量同种电荷，其中a静止，b向右做匀速运动，c向左做匀速运动，比较它们的重力Ga、Gb、Gc间的大小，正确的是(　　)图6A．Ga最大B．Gb最大C．Gc最大D．Gb最小答案　CD7．如图7所示是质谱仪的工作原理示意图。带电