高中物理磁场专题.docx
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高中物理磁场专题
高中物理-磁场专题
七、带电粒子在复合场中的运动测试题
1.如图,在两个平行板间有正交的匀强电场和匀强磁场,一个带电粒子垂直于电磁场方向射入场中,射出时发现粒子的动能减少了。
为使粒子射出时动能有所增加,不计重力的情况下,可采取的办法是()
A.增大粒子射入时的速度
B.减小磁场的磁感应强度
C.增大电场的电场强度
D.改变粒子的带电性质
2.如图所示,质量为m、带电量为+q的三个相同的带电小球A、B、C,从同一高度以初速度v0水平抛出,B球处于竖直向下的匀强磁场中,C球处于垂直纸面向里的匀强电场中,它们落地的时间分别为tA、tB、tC,落地时的速度大小分别为vA、vB、vC,则以下判断正确的是()
A.tA=tB=tCB.tA=tC C.vB 3.如图所示,粗糙程度均匀的绝缘斜面下方O点处有一正点电荷,带负电的小物体以初速度V1从M点沿斜面上滑,到达N点时速度为零,然后下滑回到M点,此时速度为V2(V2<V1)。 若小物体电荷量保持不变,OM=ON,则() A.小物体上升的最大高度为 B.从N到M的过程中,小物体的电势能逐渐减小 C.从M到N的过程中,电场力对小物体先做负功后做正功 D.从N到M的过程中,小物体受到的摩擦力和电场力均是先增大后减小 4.如图所示的虚线区域内,充满垂直于纸面向里的匀强磁场和竖直向下的匀强电场。 一带电粒子a(不计重力)以一定的初速度由左边界的O点射入磁场、电场区域,恰好沿直线由区域右边界的O′点(图中未标出)穿出。 若撤去该区域内的磁场而保留电场不变,另一个同样的粒子b(不计重力)仍以相同初速度由O点射入,从区域右边界穿出,则粒子b() A.穿出位置一定在O′点下方 B.穿出位置一定在O′点上方 C.运动时,在电场中的电势能一定减小 D.在电场中运动时,动能一定减小 5.如图所示,在某一真空中,只有水平向右的匀强电场和竖直向下的重力场,在竖直平面内有初速度为v0的带电微粒,恰能沿图示虚线由A向B做直线前进。 那么() A.粒子带正、负电荷都有可能 B.粒子做匀减速直线运动 C.粒子做匀速直线运动 D.粒子做匀加速直线运动 6.一带正电的小球,系于长为l的不可伸长的轻线一端,线的另一端固定在O点,它们处在匀强电场中,电场的方向水平向右,场强的大小为E。 已知电场对小球的作用力的大小等于小球的重力。 现先把小球拉到图中的P1处,使轻线拉直,并与场强方向平行,然后由静止释放小球。 已知小球在经过最低点的瞬间,因受线的拉力作用,其速度的竖直分量突变为零,水平分量没有变化,则小球到达与P1点等高的P2点时速度的大小为() A.B.C.D.0 7.在光滑的绝缘水平面上,有一个正方形的abcd,顶点a、c处分别固定一个正点电荷,电荷量相等,如图所示。 若将一个带负电的粒子置于b点,自由释放,粒子将沿着对角线bd往复运动。 粒子从b点运动到d点的过程中() A.先作匀加速运动,后作匀减速运动 B.先从高电势到低电势,后从低电势到高电势 C.电势能与机械能之和先增大,后减小 D.电势能先减小,后增大 8.一质量为m、电荷量为q的带正电小球,在匀强电场E电中沿与竖直方向成θ角斜向下做直线运动。 已知它仅受重力和电场力的作用,设小球在一段时间内机械能变化为ΔE,则() A.若ΔE=0,E电一定是某确定值B.若ΔE=0,E电可能有多个值 C.若ΔE>0,E电一定是某确定值D.若ΔE<0,E电可能有多个值 9.如图所示,沿水平方向放置的平行金属板a和b,分别与电源的正负极相连.a、b板的中央沿竖直方向各有一个小孔,带正电的液滴从小孔的正上方P点由静止自由落下,先后穿过两个小孔后速度为v1.现使a板不动,保持开关S打开或闭合,b板向上或向下平移一小段距离,相同的液滴仍从P点自由落下,先后穿过两个小孔后速度为v2;下列说法中正确的是() A.若开关S保持闭合,向下移动b板,则v2>v1 B.若开关S闭合一段时间后再打开,向下移动b板,则v2>v1 C.若开关S保持闭合,无论向上或向下移动b板,则v2=v1 D.若开关S闭合一段时间后再打开,无论向上或向下移动b板,则v2 10.真空中存在着空间范围足够大的、水平向右的匀强电场。 在电场中,若将一个质量为m、带正电的小球由静止释放,运动中小球速度与竖直方向夹角为37°。 现将该小球从电场中某点以初速度v0竖直向上抛出。 那么,运动过程中(取sin37°=0.6,cos37°=0.8)() A.小球受到的电场力的大小为3mg/4 B.小球从抛出点至最高点的电势能变化量-9mv02/32 C.运动过程中小球的最小动能的大小9mv02/50 D.如果抛出时的动能为4J,则小球落回到同一高度时的动能是15J 11.如图所示,匀强电场方向水平向右,匀强磁场方向垂直纸面向里,质量为m,带电量为q的粒子以v与磁场垂直,与电场成45°角射入恰能做匀速直线运动。 则电场强度E的大小为,磁感应强度B的大小为。 12.将导体放在沿x方向的匀强磁场中,并通有沿y方向的电流时,在导体的上下两侧面间会出现电势差,这个现象称为霍尔效应。 利用霍尔效应的原理可以制造磁强计,测量磁场的磁感应强度。 磁强计的原理如图所示,电路中有一段金属导体,它的横截面为边长等于a的正方形,放在沿x正方向的匀强磁场中,导体中通有沿y方向、电流强度为I的电流,已知金属导体单位体积中的自由电子数为n,电子电量为e,金属导体导电过程中,自由电子所做的定向移动可以认为是匀速运动,测出导体上下两侧面间的电势差为U。 那么导体(填“上”或“下”)侧面电势较高,磁场的磁感应强度是。 13.如图所示,小球m,+q套在很长的绝缘直棒上,可在棒上滑动,将棒竖直放在匀强磁场和匀强电场中,方向如图。 已知电场强度E,磁感应强度B,小球与棒间摩擦因数μ,则小球由静止沿棒下落的最大加速度为,最大速度为。 (小球带电量不变) 14.如图所示,倾角为θ的光滑绝缘斜面,处在方向垂直斜面向上的匀强磁场和方向未知的匀强电场中,有一质量为m、带电量为-q的小球,恰可在斜面上做匀速圆周运动、其角速度为ω,那么,匀强磁场的磁感应强度的大小为_________,未知电场的最小场强的大小为__________,方向沿________________。 15.已知如图,匀强电场方向水平向右,场强E=1.5×106V/m,丝线长L=40cm,上端系于O点,下端系质量为m=1.0×10-4kg,带电量为q=+4.9×10-10C的小球,将小球从最低点A由静止释放,那么,小球摆到最高点时丝线与竖直方向的夹角为,摆动过程中小球的最大速度约为。 (保留两位有效数字sin37°=0.6;cos37°=0.8;tan37°=0.75) 16.如图所示,一根长L=1.5m的光滑绝缘细直杆MN,竖直固定在场强为E=1.0×105N/C、与水平方向成θ=30°角的倾斜向上的匀强电场中。 杆的下端M固定一个带电小球A,电荷量Q=+4.5×10-6C;另一带电小球B穿在杆上可自由滑动,电荷量q=+1.0×10-6C,质量m=1.0×10-2kg。 现将小球B从杆的上端N静止释放,小球B开始运动。 (静电力常量k=9.0×109N·m2/C2,取g=10m/s2) (1)小球B开始运动时的加速度为多大? (2)小球B的速度最大时,距M端的高度h1为多大? (3)小球B从N端运动到距M端的高度h2=0.61m时,速度为=1.0m/s,求此过程中小球B的电势能改变了多少? 17.如图所示,竖直平面xOy内存在水平向右的匀强电场,场强大小E=10N/C,在y≥0的区域内还存在垂直于坐标平面向里的匀强磁场,磁感应强度大小B=0.5T一带电量q=+0.2C、质量m=0.4kg的小球由长l=0.4m的细线悬挂于P点小球可视为质点,现将小球拉至水平位置A无初速释放,小球运动到悬点P正下方的坐标原点O时,悬线突然断裂,此后小球又恰好能通过O点正下方的N点.(g=10m/s2),求: (1)小球运动到O点时的速度大小; (2)悬线断裂前瞬间拉力的大小; (3)ON间的距离。 18.如图所示,在同时存在匀强电场和匀强磁场的空间中取正交坐标系Oxyz(x轴正方向水平向右,y轴正方向竖直向上).匀强磁场方向与Oxy平面平行,且与x轴的夹角为45°,重力加速度为g. (1)一质量为m、电荷量为的带电质点沿平行于z轴正方向以速度v0做匀速直线运动,求满足条件的电场强度的最小值Emin及对应的磁感应强度B; (2)在满足 (1)的条件下,当带电质点通过y轴上的点P(0,h,0)时,撤去匀强磁场,求带电质点落在Oxz平面内的位置; (3)当带电质点沿平行于z轴负方向以速度v0通过y轴上的点P(0,h,0)时,改变电场强度大小和方向,同时改变磁感应强度的大小,要使带点质点做匀速圆周运动且能够经过x轴,问电场强度E和磁感应强度B大小满足什么条件? 参考答案 1.答案: BC 2.答案: AD 3.答案: AD 4.答案: C 5.答案: B 6.答案: B 7.答案: D 8.答案: AD 9.答案: BC 10.答案: ABC 11.答案: mg/q; 12.答案: 上;neaU/I 13.答案: g; 14.答案: mω/q;mgsinθ/q;沿斜面向下 15.答案: 74°;1.4m/s. 解析: 由qE/mg=3/4,即tanθ=3/4,得复合场与竖直向成θ=37°,所以小球摆至最高点时与竖直向成α=37°×2=74°;由,得vm=1.4m/s. 16.答案: (1)a=3.2m/s2; (2)h1=0.9m;(3)ΔEP=8.4×10-2J. 17.答案: (1)2m/s; (2)8.2N;(3)3.2m 18.答案
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