2019届高考物理一轮复习 第九章 磁场 第三节 带电粒子在复合场中的运动随堂检测 新人教版.doc

第三节 带电粒子在复合场中的运动1(2017高考全国卷)如图，空间某区域存在匀强电场和匀强磁场，电场方向竖直向上(与纸面平行)，磁场方向垂直于纸面向里三个带正电的微粒a、b、c电荷量相等，质量分别为ma、mb、mc.已知在该区域内，a在纸面内做匀速圆周运动，b在纸面内向右做匀速直线运动，c在纸面内向左做匀速直线运动下列选项正确的是() AmambmcBmbmamcCmcmamb Dmcmbma解析：选B.该空间区域为匀强电场、匀强磁场和重力场的叠加场，a在纸面内做匀速圆周运动，可知其重力与所受到的电场力平衡，洛伦兹力提供其做匀速圆周运动的向心力，有magqE，解得ma.b在纸面内向右做匀速直线运动，由左手定则可判断出其所受洛伦兹力方向竖直向上，可知mbgqEqvbB，解得mb.c在纸面内向左做匀速直线运动，由左手定则可判断出其所受洛伦兹力方向竖直向下，可知mcgqvcBqE，解得mc.综上所述，可知mbmamc，选项B正确2.如图所示，一段长方体形导电材料，左右两端面的边长都为a和b，内有带电量为q的某种自由运动电荷导电材料置于方向垂直于其前表面向里的匀强磁场中，内部磁感应强度大小为B.当通以从左到右的稳恒电流I时，测得导电材料上、下表面之间的电压为U，且上表面的电势比下表面的低由此可得该导电材料单位体积内自由运动电荷数及自由运动电荷的正负分别为()A.，负 B，正C.，负 D，正解析：选C.准确理解电流的微观表达式，并知道稳定时电荷受到的电场力和洛伦兹力平衡，是解决本题的关键由于上表面电势低，根据左手定则判断出自由运动电荷带负电，排除B、D两项电荷稳定时，所受电场力和洛伦兹力平衡，|q|q|vB ，由电流的微观表达式知：I|q|nSv|q|nabv ，由联立，得n，故选项C正确3(多选)如图所示，竖直放置的两块很大的平行金属板a、b，相距为d，ab间的电场强度为E，今有一带正电的微粒从a板下边缘以初速度v0竖直向上射入电场，当它飞到b板时，速度大小不变，而方向变为水平方向，且刚好从高度也为d的狭缝穿过b板而进入bc区域，bc区域的宽度也为d，所加电场强度大小为E，方向竖直向上，磁感应强度方向垂直纸面向里，磁场磁感应强度大小等于，重力加速度为g，则下列关于粒子运动的有关说法正确的是()A粒子在ab区域的运动时间为B粒子在bc区域中做匀速圆周运动，圆周半径r2dC粒子在bc区域中做匀速圆周运动，运动时间为D粒子在ab、bc区域中运动的总时间为解析：选ABD.粒子在ab区域，竖直方向上做匀减速运动，由v0gt得t，故A正确；水平方向上做匀加速运动，ag，则qEmg，进入bc区域，电场力大小未变方向竖直向上，电场力与重力平衡，粒子做匀速圆周运动，由qv0B，得r，代入数据得r，又v2gd，故r2d，B正确；在bc区域，粒子运动轨迹所对圆心角为，sin ，运动时间：t，故C错误；粒子在ab区域的运动时间也可以表示为：t，故总时间t总，故D正确4(2015高考重庆卷)如图为某种离子加速器的设计方案两个半圆形金属盒内存在相同的垂直于纸面向外的匀强磁场其中MN和MN是间距为h的两平行极板，其上分别有正对的两个小孔O和O，ONONd，P为靶点，OPkd(k为大于1的整数)极板间存在方向向上的匀强电场，两极板间电压为U.质量为m、带电量为q的正离子从O点由静止开始加速，经O进入磁场区域当离子打到极板上ON区域(含N点)或外壳上时将会被吸收，两虚线之间的区域无电场和磁场存在，离子可匀速穿过，忽略相对论效应和离子所受的重力求：(1)离子经过电场仅加速一次后能打到P点所需的磁感应强度大小；(2)能使离子打到P点的磁感应强度的所有可能值；(3)打到P点的能量最大的离子在磁场中运动的时间和在电场中运动的时间解析：(1)离子经一次加速的速度为v0，由动能定理得qUmv离子的轨道半径为R0，则R0kd由洛伦兹力提供向心力，qv0Bm联立式得B.(2)设离子在电场中经过n次加速后到达P点，根据动能定理和牛顿第二定律得nqUmvqvnBmrn联立式解得vn ，B当离子经过第一次加速，在磁场中偏转时，qUmvqv1Bm联立式解得r1由于r1，解得1nk2，且n为整数，所以n1，2，3，k21.磁感应强度的可能值为B(n1，2，3，k21)(3)当离子在电场中加速(k21)次时，离子打在P点的能量最大此时磁感应强度B最终速度vn 离子在磁场中做匀速圆周运动的周期T离子在磁场中运动的时间t1T根据牛顿第二定律，离子在电场中运动的加速度a离子在电场中运动的全过程等效为初速度为0的匀加速直线运动，根据速度公式vnat2，得离子在电场中的运动时间t2h .答案：(1)(2)(n1，2，3，k21)(3)h