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1、專題限時集訓(xùn)(八)A第八講帶電粒子在磁場及復(fù)合場中的運動(時間：40分鐘)1(雙選)如圖81所示，邊界MN下方有一垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場，一電子以速度v從點O射入MN，經(jīng)磁場后能返回到MN邊界上圖81方，以下正確的是()A電子從O點右邊返回邊界上方B電子從O點左邊返回邊界上方C只增大射入速度v，則電子在磁場中運動的路程一定改變D只增大射入速度v，則電子在磁場中運動的時間一定改變2質(zhì)量和電荷量都相等的帶電粒子M和N，以不同的速率經(jīng)小孔S垂直進(jìn)入勻強(qiáng)磁場，運行的半圓軌跡如圖82中虛線所示下列表述正確的是()圖82AM帶負(fù)電，N帶正電BM的速率小于N的速率C洛倫茲力對M、N做正功DM的運行時間大于N

2、的運行時間3(雙選)如圖83所示，速度不同的同種帶電粒子(重力都不計)a、b 沿半徑AO方向進(jìn)入一圓形勻強(qiáng)磁場區(qū)域，a、b兩粒子的運動軌跡分別為AB和AC，則下列說法中正確的是()圖83Aa粒子的速度比b粒子速度大Ba粒子在磁場中的運動時間比b粒子長C兩粒子離開磁場時的速度反向延長線一定都過圓心D兩粒子離開磁場時的速度反向延長線不一定都過圓心4如圖84所示，A、B極板間存在豎直方向的勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場，一帶電微粒在A、B圖84間的水平面內(nèi)做勻速圓周運動下列說法正確的是()A該微粒帶正電荷B僅改變R3阻值，微粒將繼續(xù)做勻速圓周運動C僅改變A、B極板之間的距離，微粒將繼續(xù)做勻速圓周運動D僅改變A、

3、B極板之間的正對面積，微粒將不能繼續(xù)做勻速圓周運動5如圖85所示，有理想邊界的勻強(qiáng)磁場方向垂直紙面向外，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，某帶電粒子的比荷(電荷量與質(zhì)量之比)大小為k，由靜止開始經(jīng)電壓為U的電場加速后，從O點垂直射入磁場，又從P點穿出磁場. 下列說法正確的是(不計粒子所受重力)()圖85A如果只增加U，粒子可以從dP之間某位置穿出磁場B如果只減小B，粒子可以從ab邊某位置穿出磁場C如果既減小U又增加B，粒子可以從bc邊某位置穿出磁場D如果只增加k，粒子可以從dP之間某位置穿出磁場6(雙選)如圖86所示，一束帶電粒子以一定的初速度沿直線通過由相互正交的勻強(qiáng)磁場(B)和勻強(qiáng)電場(E)組成的速度選

4、擇器，然后粒子通過平板S上的狹縫P，進(jìn)入另一勻強(qiáng)磁場(B)，最終打在A1A2上下列表述正確的是()圖86A. 粒子帶負(fù)電B. 所有打在A1A2上的粒子，在磁場B中運動時間都相同C. 能通過狹縫P的帶電粒子的速率等于D. 粒子打在A1A2上的位置越靠近P，粒子的比荷越大圖877(雙選)回旋加速器在科學(xué)研究中得到了廣泛應(yīng)用，其原理如圖87所示D1和D2是兩個中空的半圓形金屬盒，置于與盒面垂直的勻強(qiáng)磁場中，它們接在電壓為U、周期為T的交流電源上位于D1圓心處的質(zhì)子源A能不斷產(chǎn)生質(zhì)子(初速度可以忽略)，它們在兩盒之間被電場加速當(dāng)質(zhì)子被加速到最大動能Ek后，再將它們引出忽略質(zhì)子在電場中的運動時間，則下列

5、說法中正確的是()A若只增大交變電壓U，則質(zhì)子的最大動能Ek會變大B若只增大交變電壓U，則質(zhì)子在回旋加速器中運行時間會變短C若只將交變電壓的周期變?yōu)?T，仍可用此裝置加速質(zhì)子D質(zhì)子第n次被加速前后的軌道半徑之比為8(雙選)如圖88所示為云室中某粒子穿過鉛板P前后的軌跡室中勻強(qiáng)磁場的方向與軌跡所在平面垂直(圖中垂直于紙面向里)，由此可知此粒子()圖88A一定帶正電 B一定帶負(fù)電C從下向上穿過鉛板 D從上向下穿過鉛板9如圖89所示，內(nèi)徑為r、外徑為2r的圓環(huán)內(nèi)有垂直紙面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場圓環(huán)左側(cè)的平行板電容器兩板間電壓為U，靠近M板處靜止釋放質(zhì)量為m、 電荷量為q的正離子，經(jīng)過電場加速

6、后從N板小孔射出，并沿圓環(huán)直徑方向射入磁場，求：(1)離子從N板小孔射出時的速率；(2)離子在磁場中做圓周運動的半徑；(3)要使離子不進(jìn)入小圓區(qū)域，磁感應(yīng)強(qiáng)度的取值范圍圖8910如圖810所示，一個板長為L、板間距離也是L的平行板電容器上極板帶正電，下極板帶負(fù)電，在極板右邊的空間里存在著垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場有一質(zhì)量為M，重力不計，帶電荷量q的粒子從極板正中以初速度v0水平射入，恰能從上極板邊緣飛出又能從下極板邊緣飛入，求：(1)兩極板間勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度E的大小和方向；(2)粒子飛出極板時的速度v的大小與方向；(3) 磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小圖810專題限時集訓(xùn)(八)B第8講帶電粒子在磁場及復(fù)合

7、場中的運動(時間：40分鐘)圖8111(雙選)如圖811所示，一束電子以大小不同的速率沿圖示方向飛入一正方形的勻強(qiáng)磁場區(qū)，對從ab邊離開磁場的電子，下列判斷正確的是()A從a點離開的電子速度最小B從a點離開的電子在磁場中運動時間最短C從b點離開的電子運動半徑最小D從b點離開的電子速度偏轉(zhuǎn)角最小2(雙選)如圖812所示，兩個初速度大小相同的同種離子a和b，從O點沿垂直磁場方向進(jìn)入勻強(qiáng)磁場，最后打到屏P上不計重力下列說法正確的有()圖812Aa、b均帶正電Ba在磁場中飛行的時間比b的短Ca在磁場中飛行的路程比b的短Da在P上的落點與O點的距離比b的近圖8133在水平地面上方有正交的勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁

8、場，勻強(qiáng)電場方向豎直向下，勻強(qiáng)磁場方向水平向里現(xiàn)將一個帶正電的金屬小球從M點以初速度v0水平拋出，小球著地時的速度為v1，在空中的飛行時間為t1.若將磁場撤除，其他條件均不變，那么小球著地時的速度為v2，在空中飛行的時間為t2.小球所受空氣阻力可忽略不計，則關(guān)于v1和v2、t1和t2的大小比較，以下判斷正確的是()Av1v2，t1t2Bv1v2，t1t2Cv1v2，t1t2 Dv1v2，t1t2圖8144(雙選)如圖814所示，長方體發(fā)電導(dǎo)管的前后兩個側(cè)面是絕緣體，上下兩個側(cè)面是電阻可忽略的導(dǎo)體電極，兩極間距為d，極板面積為S，這兩個電極與定值電阻R相連在垂直前后側(cè)面的方向上有一勻強(qiáng)磁場，磁感

9、應(yīng)強(qiáng)度大小為B.發(fā)電導(dǎo)管內(nèi)有電阻率為的高溫電離氣體，氣體以速度v向右流動，并通過專用管道導(dǎo)出由于運動的電離氣體受到磁場的作用，將產(chǎn)生大小不變的電動勢下列說法中正確的是()A發(fā)電導(dǎo)管的內(nèi)阻為B流過電阻R的電流方向為baC發(fā)電導(dǎo)管產(chǎn)生的電動勢為BdvD電阻R消耗的電功率為5(雙選)用回旋加速器來加速帶電粒子，以下說法正確的是()圖815A圖中加速器出口射出的是帶正電的粒子BD形盒的狹縫間所加的電壓必是交變電壓C強(qiáng)磁場對帶電粒子做功，使其動能增大D粒子在加速器的半徑越大，周期越長6(雙選)如圖816所示，、是豎直平面內(nèi)三個相同的半圓形光滑軌道，k為軌道最低點，處于勻強(qiáng)磁場中，和處于勻強(qiáng)電場中，三個完

10、全相同的帶正電小球a、b、c從軌道最高點自由下滑至第一次到達(dá)最低點k的過程中，下列說法中正確的有() 圖816A在k處小球b速度最大 B在k處小球c對軌道壓力最大C小球b需時最長 D小球c機(jī)械能損失最多7如圖817所示，實線表示在豎直平面內(nèi)的電場線，電場線與水平方向成角，水平方向的勻強(qiáng)磁場與電場正交，有一帶電液滴沿斜向上的虛線l做直線運動，l與水平方向成角，且，則下列說法中錯誤的是()圖817A液滴一定做勻速直線運動B液滴一定帶正電C電場線方向一定斜向上D液滴有可能做勻變速直線運動8兩個質(zhì)量相同、所帶電荷量相等的帶電粒子a、b，以不同的速率對準(zhǔn)圓心O沿著AO方向射入圓形勻強(qiáng)磁場區(qū)域，其運動軌跡

11、如圖818所示若不計粒子的重力，則下列說法正確的是()圖818Aa粒子帶正電，b粒子帶負(fù)電Ba粒子在磁場中所受洛倫茲力較大Cb粒子動能較大Db粒子在磁場中運動時間較長9如圖819所示，長度均為L的兩個平行金屬板相距為d，O、O為兩金屬板中心處正對的兩個小孔，兩平行金屬板接有電壓恒為U的電源緊靠右金屬板右側(cè)的邊長為L的正方形MQPN的左下半空間有勻強(qiáng)磁場，MN與右金屬板重合一質(zhì)量為m、帶電荷量為q(q0)的帶電粒子(重力不計)從O點以可忽略的初速度進(jìn)入金屬板間的電場，經(jīng)加速后再進(jìn)入磁場區(qū)，恰好垂直MP而離開磁場區(qū)，試求：(1)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大??；(2)帶電粒子從O點進(jìn)入電場到最后從MP離開磁場的

12、時間t.圖81910如圖820甲所示，兩平行金屬板A、B的板長l0.20 m，板間距d0.20 m，兩金屬板間加如圖乙所示的交變電壓，并在兩板間形成交變的勻強(qiáng)電場，忽略其邊緣邊緣效應(yīng)在金屬板右側(cè)有一方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場，其左右寬度D0.40 m，上下范圍足夠大，邊界MN和PQ均與金屬板垂直，磁感應(yīng)強(qiáng)度B1.0102T.現(xiàn)從t0開始，從兩極板左端的中點O處以每秒鐘1000個的速率不停地釋放出某種帶正電的粒子，這些粒子均以v02.0105 m/s的速度沿兩板間的中線射入電場，已知帶電粒子的比荷1.0108 C/kg，粒子的重力和粒子間的相互作用都忽略不計，在粒子通過電場區(qū)域的極短時間內(nèi)極板

13、間的電壓可以看作不變(1)求t0時刻進(jìn)入的粒子，經(jīng)邊界MN射入磁場和射出磁場時兩點間的距離(2)當(dāng)兩金屬板間的電壓至少為多少時，帶電粒子不能進(jìn)入磁場？(3)在電壓變化的第一個周期內(nèi)，有多少個帶電粒子能進(jìn)入磁場？甲乙圖820專題限時集訓(xùn)(八)A1AC解析 由左手定則，電子的洛倫茲力垂直v向上，電子向右上方偏轉(zhuǎn)，選項A正確，選項B錯誤；增大速度v，則半徑r增大，電子運動的弧長變大，但圓心角不變，運動時間tT不變，選項C正確，選項D錯誤2A解析 由左手定則判斷知，A正確；粒子在磁場中運動，洛倫茲力提供向心力，有qvBm，半徑r，在質(zhì)量與電荷量相同的情況下，半徑大說明速率大，即M的速率大于N的速率，B

14、錯誤；洛倫茲力不做功，C錯誤；粒子在磁場中運行半周，即運行時間為周期的一半，而周期為T，故M的運行時間等于N的運行時間，D錯誤3BC解析 沿徑向入射的粒子，離開磁場時的速度反向延長線一定都過圓心，選項C正確，選項D錯誤；由圖可得b粒子的半徑大，根據(jù)r，b粒子速度大，選項A錯誤；b粒子運動軌跡的圓心角小，由t， b粒子運動時間小，選項B 正確4B解析 帶電微粒在A、B間的水平面內(nèi)做勻速圓周運動，mgEq，電場力向上，微粒帶負(fù)電，選項A錯誤；僅改變R3阻值，電場力不變，微粒將繼續(xù)做勻速圓周運動，選項B正確；僅改變A、B極板之間的距離，由E可知，電場強(qiáng)度變化，微粒將做螺旋線運動，選項C錯誤；僅改變A

15、、B極板之間的正對面積，電場強(qiáng)度不變，微粒將繼續(xù)做勻速圓周運動，選項D錯誤5D解析 若只增大U，粒子速度增大，粒子可以從Pc之間或cb之間某處穿出磁場，選項A錯誤；若只減小B，粒子軌道半徑增大，粒子可以從Pc之間或cb之間某處穿出磁場，選項B錯誤；若同時減小U和增加B，粒子軌道半徑減小，粒子可以從od之間或dP之間穿出磁場，選項C錯誤；若只增加k，粒子軌道半徑減小，粒子可以從cd之間或dP之間某位置穿出磁場，選項D正確6CD解析 由左手定則判斷，粒子帶正電，A錯；所有打在A1A2上的粒子，運動時間均等于半周期，但不同的粒子周期并不相同，由T決定，即與比荷有關(guān)，B錯；能通過狹縫P的帶電粒子，其速

16、率是相同的，它們在速度選擇器中有：qEqvB，即：v，C對；打在A1A2上的位置由它們在偏轉(zhuǎn)場的半徑?jīng)Q定，由r知，越大，粒子打在A1A2上的位置越靠近P，D對7BD解析 由Ekmv及qvB得：Ekm，與U無關(guān)，A錯；增大交變電壓，則質(zhì)子的加速次數(shù)變少，故質(zhì)子在回旋加速器中運動時間變短，B對；若改變回旋加速器內(nèi)交變電壓的周期，則交變電壓的周期與質(zhì)子在D形盒中運動的周期不再相同，不能加速質(zhì)子，C錯；質(zhì)子被第n次被加速前后的軌道半徑為Rn1、Rn，則(n1)qUmv、nqUmv，解得：vn1，vn，則vn1vn，由R得：Rn1Rn，D對8AC解析 粒子穿過鉛板時，速率應(yīng)越來越小，半徑也越來越小，故粒

17、子應(yīng)從下向上穿過鉛板，C對，D錯；由圖可知，粒子所受的洛倫茲力指向曲線彎曲的內(nèi)側(cè)，再由左手定則可判斷，該粒子帶正電，A對，B錯9(1)(2)(3)B解析 (1)設(shè)離子從N板小孔射出進(jìn)入勻強(qiáng)磁場的速率為v，由動能定理有qUmv2解得v.(2)離子在磁場中做圓周運動，軌道半徑為R，由洛倫茲力提供向心力有qvBm聯(lián)立解得：R.(3)要使離子不進(jìn)入小圓區(qū)域，其軌道半徑時只能與小圓相切，此時軌道半徑為R0，則由圖可知(R0r)2R(2r)2解得：R0r離子不進(jìn)入小圓區(qū)域的條件是：RR0，聯(lián)立解得：B.10(1)E，方向豎直向下(2)vv0，與水平方向的夾角為45，斜向右上(3)B解析 (1)由于上板帶正

18、電，下板帶負(fù)電，故板間電場強(qiáng)度方向豎直向下q粒子在水平方向上勻速運動，在豎直方向上勻加速運動，Lv0tat2其中a解得：E.(2)設(shè)粒子飛出板時水平速度為vx，豎直速度為vy，水平偏轉(zhuǎn)角為.vxv0，vyat，tan ，v可得45，vv0.(3)由幾何關(guān)系易知RL洛倫茲力提供向心力，有qvB解得B.專題限時集訓(xùn)(八)B1BC解析 帶電粒子在矩形區(qū)域內(nèi)運動軌跡越長，對應(yīng)的圓心角越小，軌道半徑越大，其速率也越大，即從a點離開的電子速度最大，A、D錯，C對；而運動時間為t，越小，運動時間越短，故從a點離開的電子在磁場中運動時間最短，B對2AD解析 由左手定則可知A正確；根據(jù)洛倫茲力提供向心力，有Bv

19、q，解得r，由于同種粒子且速度相同，所以在磁場中運動的軌道半徑相同，示意圖如圖所示，從圖中可以看出b離子軌跡為半圓，a離子軌跡超過半圓，B、C錯誤，D正確3D解析 洛倫茲力不做功，根據(jù)動能定理，可知v1v2，粒子下落的時間由下落高度和沿豎直方向上的加速度決定，有磁場時，粒子受到的洛倫茲力對粒子產(chǎn)生了沿豎直向上方向的分力，該分力使粒子下落的加速度比沒有磁場時小，所以下落得慢，時間長，即t1t2.本題答案為D.4AC解析 由電阻的決定式可知選項A正確；由左手定則可知電離氣體中的正離子向上側(cè)面聚集，上側(cè)面相當(dāng)于電源的正極，故流過電阻R的電流方向為ab，選項B錯誤；對于某個氣體離子受力分析，由電場力等

20、于洛倫茲力可知，qBqv，解得發(fā)電導(dǎo)管產(chǎn)生的電動勢為EBdv，選項C正確；由于發(fā)電導(dǎo)管有內(nèi)阻，故電阻R消耗的電功率一定小于，選項D錯誤5AB解析 磁場方向豎直向上，帶電粒子受指向圓心的洛倫茲力，由左手定則可判斷，加速器出口射出的是帶正電的粒子，A正確；D形盒電場的方向隨時間變化，使得帶電粒子不斷地在電場中得到加速，B正確；洛倫茲力對帶電粒子不做功，在磁場中帶電粒子的動能不發(fā)生變化，C錯誤；由T知，粒子在D形盒中的周期由磁感應(yīng)強(qiáng)度、粒子的比荷決定，與加速器的半徑無關(guān)，D錯誤6BC解析 三個小球的重力做功相同，a小球的洛倫茲力不做功，b小球的電場力做負(fù)功，c小球電場力做正功，根據(jù)動能定理可知，在k

21、處c小球速度最大，選項A錯誤；設(shè)小球在k處的速度大小為v，則小球?qū)壍赖膲毫Υ笮镕mg，因為在k處c小球速度最大，所以在k處c小球?qū)壍缐毫ψ畲?，選項B正確；三個小球運動的路程相等，根據(jù)動能定理，運動到相同位置處時b小球的速率最小，故b小球需時最長，選項C正確；除重力之外，其他力所做的功等于機(jī)械能的改變量，顯然，a小球的機(jī)械能守恒，b小球的機(jī)械能減小，c小球的機(jī)械能增加，故b小球機(jī)械能損失最多，選項D錯誤7D解析 液滴共受到三個力的作用：重力、電場力和洛倫茲力，其中重力和電場力都是恒力，洛倫茲力與運動方向垂直，假如液滴做變速運動，洛倫茲力就是變力，液滴的合外力方向一定會發(fā)生變化，液滴將做曲線

22、運動，故液滴一定做勻速直線運動，選項A正確，選項D錯誤；液滴處于平衡狀態(tài)，合力為零，據(jù)此判斷出，液滴一定帶正電，電場線方向一定斜向上，選項B、C正確本題答案為D.8C解析 由左手定則判斷，a粒子帶負(fù)電，b粒子帶正電，A錯；粒子在磁場中所受的洛倫茲力為fqvB，在電荷量、磁感應(yīng)強(qiáng)度相同的情況下，速度越大，洛倫茲力越大，偏轉(zhuǎn)越小，即b粒子在磁場中所受洛倫茲力較大，B錯；質(zhì)量相同時，速度大，則動能大，C對；粒子在磁場中的運動時間為t，a粒子對應(yīng)的圓心角大，故a粒子在磁場中運動時間較長，D錯9(1)(2)解析 (1)粒子在電場中加速時，有qUmv2解得v而軌道半徑R粒子在磁場中運動時：qvB聯(lián)立可得：B.(2)粒子在電場中的運動時間為t1，有dvt1解得：t1d.在磁場中的運動周期為T，TL運動時間t2所以運動的總時間tt1t2(d).10(1)0.4 m(2)400 V(3)3200解析 (1)t0時刻電壓為零，粒子勻速通過平行金屬板的時間極短，由牛頓第二定律，有Bqv0解得：r0.2 mD.粒子做半個圓周的運動，故射入磁場和射出磁場時兩點間的距離s2r0.4 m.(2)粒子在電場中做類平拋運動，當(dāng)粒子從金屬板邊緣射出時，有at2，lv0t其中a聯(lián)立解得U0400 V.(3)當(dāng)uABU0時，粒子可以射出電場，根據(jù)比例關(guān)系得第一個周期能夠出射的粒子數(shù)為n100043200個