2019_2020版高中物理第三章习题课带电粒子在复合场中的运动（教师备用）课时作业新人教版

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1、习题课　带电粒子在复合场中的运动(教师备用)1.(2019·安徽定远重点中学高二月考)如图所示,M,N两平行金属板间存在着正交的匀强电场和匀强磁场,一带电粒子(重力不计)从O点以速度v沿着与两板平行的方向射入场区后,做匀速直线运动,经过时间t1飞出场区;如果两板间撤去磁场,粒子仍以原来的速度从O点进入电场,经过时间t2飞出电场;如果两板间撤去电场,粒子仍以原来的速度从O点进入磁场后,经过时间t3飞出磁场,则t1,t2,t3的大小关系为(　A　)A.t1=t2t1>t3C.t1=t2=t3D.t1>t2=t3解析:设极板长度为L,粒子在电场与磁场中做匀速直线运

2、动,运动时间t1=,粒子在电场中做类平抛运动,可分解为水平方向的匀速直线运动与竖直方向的匀加速运动,运动时间由水平分运动决定t2==t1;粒子在磁场中做圆周运动,运动路程s>L,洛伦兹力对粒子不做功,速率v不变,运动时间t3=>=t1=t2;则t1=t2

3、的电势能增大C.小球从静止开始下落到水平地面时的动能等于其电势能和重力势能的减少量总和D.其他条件不变,仅增大磁感应强度,小球从原位置下落到水平地面时的动能不变解析:小球进入复合场后,受重力、静电力、洛伦兹力共同作用,初速度竖直向下,静电力、洛伦兹力均水平向右,因此合力必不沿竖直方向,故粒子做曲线运动,运动过程中洛伦兹力时刻变化,故合力将会改变,小球做变速曲线运动,故选项A错误;下落过程中,静电力将做正功,电势能减小,故选项B错误;小球从静止开始下落到水平地面过程中,洛伦兹力不做功,重力做正功、静电力做正功,由动能定理得,小球落到水平地面时的动能等于其电势能和重力势能的减少

4、量总和,故选项C正确;增大磁感应强度后,将改变洛伦兹力的大小,进而影响粒子的落点发生变化,静电力做功将会改变,落地时动能将会不同,故D错误.3.如图所示,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,这种现象称为霍尔效应.下列说法正确的是(　C　)A.上表面的电势高于下表面的电势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:因电流方向向右,则金属导体中的自由电子向左运动,根据左手定则可知,导体上表面带负电,则上表面的电势低于下表面的电势,选项A错误;当电子达到平衡

5、时,静电力等于洛伦兹力,即q=qvB,又I=nqvhd(n为导体单位体积内的自由电子数),得U=,则仅增大h时,上下表面的电势差不变;仅增大d时,上下表面的电势差减小;仅增大I时,上下表面的电势差增大,选项C正确,B,D错误.4.(2019·安徽定远重点中学高二月考)(多选)如图所示,真空中存在着竖直向上的匀强电场和垂直纸面向外的匀强磁场,一带电液滴从静止开始自a沿曲线acb运动到b点时速度为零,c是轨迹的最低点,以下说法中正确的是(　BD　)A.液滴带正电B.液滴在c点动能最大C.液滴运动过程中机械能守恒D.液滴在c点机械能最大解析:液滴受到的静电力和重力都沿竖直方向,如

6、果液滴带正电,液滴向下运动时受到向左的洛伦兹力,而轨迹向左偏折,与实际不符,所以液滴带负电,选项A错误;从a到c过程中重力和静电力都做正功,故到c点动能最大,选项B正确;液滴运动过程中,机械能和电势能相互转化,所以机械能不守恒,选项C错误,到c点静电力做功最大,电势能减小最多,所以转化为机械能最多,c点的机械能最大,选项D正确.5.质谱仪是测量带电粒子的质量和分析同位素的重要工具.如图所示为质谱仪的原理示意图,现利用质谱仪对氢元素进行测量.让氢元素三种同位素的离子流从容器A下方的小孔S无初速度飘入电势差为U的加速电场.加速后垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场中.氢的三种同位素

7、最后打在照相底片D上,形成a,b,c三条“质谱线”.则下列判断正确的是(　A　)A.进入磁场时速度从大到小排列的顺序是氕、氘、氚B.进入磁场时动能从大到小排列的顺序是氕、氘、氚C.在磁场中运动时间由大到小排列的顺序是氕、氘、氚D.a,b,c三条“质谱线”依次排列的顺序是氕、氘、氚解析:离子通过加速电场的过程,有qU=mv2,因为氕、氘、氚三种离子的电荷量相同、质量依次增大,故进入磁场时动能相同,速度依次减小,选项A正确,B错误;由T=可知,氕、氘、氚三种离子在磁场中运动的周期依次增大,又三种离子在磁场中运动的时间均