2019高考物理二轮小题狂做专练 二十一 带电粒子在组合场复合场中的运动---精校解析Word版

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1、二十一带电粒子在组合场、复合场中的运动一、选择题1.【绥德中学第一次模拟】一个带正电的小球沿光滑绝缘的水平桌面向右运动,速度方向垂直于一个水平向里的匀强磁场,如图所示,小球飞离桌面后落到地板上,飞行时间为t1,水平射程为x1,着地速度为v1。撤去磁场,其余的条件不变,小球的飞行时间为t2,水平射程为x2,着地速度为v2。下列结论不正确的是(  )A.x1>x2B.t1>t2C.v1和v2大小相等D.v1和v2方向相同2.【2019届模拟仿真卷】如图所示,匀强电场的电场强度方向与水平方向夹角为30°且斜向右上方,匀强磁场的方向垂直于纸面(图中未画出)。一质量为m、电荷量为q的带电小球(

2、可视为质点)以与水平方向成30°角斜向左上方的速度v做匀速直线运动,重力加速度为g。则(  )A.匀强磁场的方向可能垂直于纸面向外B.小球一定带正电荷C.电场强度大小为D.磁感应强度的大小为3.【天水2019届高三摸底】如图所示为一种质谱仪的工作原理示意图,此质谱仪由以下几部分构成:离子源、加速电场、静电分析器、磁分析器、收集器。静电分析器通道中心线半径为R,通道内有均匀辐射电场,在中心线处的电场强度大小为E;磁分析器中分布着方向垂直于纸面,磁感应强度为B的匀强磁场,其左边界与静电分析器的右边界平行。由离子源发出一个质量为m、电荷量为q的正离子(初速度为零,重力不计),经加速电场加速

3、后进入静电分析器,沿中心线MN做匀速圆周运动,而后由P点进入磁分析器中,最终经过Q点进入收集器。下列说法中正确的是(  )A.磁分析器中匀强磁场方向垂直于纸面向内B.加速电场中的加速电压C.磁分析器中圆心O2到Q点的距离D.任何离子若能到达P点,则一定能进入收集器二、解答题4.【天一中学2019届高三调研测试】已知质量为m的带电液滴,以速度v垂直射入竖直向下的匀强电场E和水平向里匀强磁场B中,液滴在此空间刚好能在竖直平面内做匀速圆周运动。如图所示,重力加速度为g,求:(1)液滴带电荷量及电性;(2)液滴做匀速圆周运动的半径多大;(3)现撤去磁场,电场强度变为原来的两倍,有界电场的左右

4、宽度为d,液滴仍以速度v从左边界垂直射入,求偏离原来方向的竖直距离。5.【重庆2019届联考】如图所示,在平面直角坐标系xOy内,第一和第四象限内有一个有界圆形区域与y轴相切于原点O,其圆心为O1、半径一定,圆内存在垂直于纸面的匀强磁场。第二和第三象限内有平行于y轴的匀强电场。第二象限内有一P点,坐标,一带电粒子(重力不计)自P点以平行于x轴的初速度v0开始运动,粒子从O点离开电场,经磁场偏转后又从y轴上的Q点(图中未画出)垂直于y轴回到电场区域,并恰能返回到P点。求:(1)粒子从P点到O点经历的时间及粒子在第二象限的加速度大小;(2)粒子经过坐标原点O时的速度大小;(3)电场强度E

5、和磁感应强度B的比值。7.【成都二诊】如图所示为竖直面内的直角坐标系xOy,A点的坐标为(-8m,0),C点的坐标为(-4m,0);A点右侧的三个区域存在沿y轴正方向的匀强电场,-4m>x≥-8m区域的场强大小为E1=5V/m,0>x≥-4m区域的场强大小为E2=7V/m,x≥0区域的场强大小为E3=5V/m;第一、四象限内的磁场方向相反且垂直于坐标平面,磁感应强度大小均为B=2T。现让一带正电的小球从A点沿z轴正方向、以v0=4m/s的速率进入电场。已知小球的质量m=2×10-3kg。电荷量q=4×10-3C,假设电场和磁场区域足够宽广,小球可视为质点且电荷量保持不变,忽略小球在运

6、动中的电磁辐射,重力加速度取g=10m/s2。求:(1)小球到达y轴时的速度;(2)小球从A点运动到坐标为(56m,y)的点经历的时间。6.【赣州三模】如图甲所示,一对平行金属板M、N长为L,相距为d,O1O为中轴线。当两板间加电压UMN=U0时,两板间为匀强电场,忽略两极板外的电场。某种带负电的粒子从O1点以速度v0沿O1O方向射入电场,粒子恰好打在上极板M的中点,粒子重力忽略不计。(1)求带电粒子的比荷;(2)若MN间加上如图乙所示的交变电压,其周期,从t=0开始,前内UMN=2U,后内UMN=-U,大量的上述粒子仍然以速度v0沿O1O方向持续射入电场,最终所有粒子刚好能全部离开

7、电场而不打在极板上,求U的值;(3)紧贴板右侧建立xOy坐标系,在xOy坐标第I、IV象限某区域内存在一个圆形的匀强磁场区域,磁场方向垂直于xOy坐标平面,要使在(2)问情景下所有粒子经过磁场偏转后都会聚于坐标为(2d,2d)的P点,求磁感应强度B的大小范围。答案与解析1.【解析】由于带正电,有磁场时,小球下落过程中要受重力和洛仑兹力共同作用,重力方向竖直向下,大小方向都不变;洛仑兹力的大小和方向都随速度的变化而变化,但在能落到地面的前提下洛仑兹力的方向跟

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