高考物理一輪基礎(chǔ)復(fù)習(xí) 帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)1
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帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng) 一、選擇題(每小題6分，共54分) 1．帶電粒子以初速度v垂直于電場(chǎng)方向飛入勻強(qiáng)電場(chǎng)區(qū)域后，接著又飛入勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域．在如圖所示的幾種軌跡中，有可能的是( ) 解析 AD 由帶電粒子在電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)方向確定粒子帶何種電荷，再利用左手定則判定洛倫茲力的方向，分析粒子是否與在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡相符． 2.如圖所示，為磁流體發(fā)電機(jī)的原理圖：將一束等離子體噴射入磁場(chǎng)，在場(chǎng)中有兩塊金屬板A、B，這時(shí)金屬板上就會(huì)聚集電荷，產(chǎn)生電壓．如果射入的等離子體速度均為v，兩金屬板的板長(zhǎng)為L(zhǎng)，板間距離為d，板平面的面積為S，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向垂直于速度方向，負(fù)載電阻為R，等離子體充滿兩板間的空間，當(dāng)發(fā)電機(jī)穩(wěn)定發(fā)電時(shí)，電流表示數(shù)為I，那么板間等離子體的電阻率為( ) A.(－R) B.(－R) C.(－R) D.(－R) 解析 A 根據(jù)磁流體發(fā)電機(jī)的原理可推知，A、B板間產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)為E＝Bdv，A、B板間的等效電阻r＝ρ，根據(jù)閉合電路的歐姆定律得I＝，聯(lián)立可得ρ＝(－R)，A正確． 3．如圖所示，在勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)共存的區(qū)域內(nèi)，電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)為E，方向豎直向下，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向垂直于紙面向里，一質(zhì)量為m的帶電粒子，在場(chǎng)區(qū)內(nèi)的一豎直平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則可判斷該帶電質(zhì)點(diǎn)( ) A．帶有電荷量為的正電荷 B．沿圓周逆時(shí)針運(yùn)動(dòng) C．運(yùn)動(dòng)的角速度為 D．運(yùn)動(dòng)的速率為 解析 C 帶電粒子在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，有mg＝qE，求得電荷量q＝，根據(jù)電場(chǎng)強(qiáng)度和電場(chǎng)力方向相反判斷粒子帶負(fù)電，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；由左手定則可判斷粒子沿順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；由qvB＝mvω得ω＝＝＝，選項(xiàng)C正確；在速度選擇器中，才有v＝，選項(xiàng)D錯(cuò)誤． 4.如圖所示，a、b是一對(duì)平行金屬板，分別接到直流電源兩極上，右邊有一擋板，正中間開有一小孔d，在較大空間范圍內(nèi)存在著勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直紙面向里，在a、b兩板間還存在著勻強(qiáng)電場(chǎng)E.從兩板左側(cè)中點(diǎn)c處射入一束正離子(不計(jì)重力)，這些正離子都沿直線運(yùn)動(dòng)到右側(cè)，從d孔射出后分為三束，則下列判斷正確的是( ) A．這三束正離子的速度一定不相同 B．這三束正離子的比荷一定不相同 C．a(chǎn)、b兩板間的勻強(qiáng)電場(chǎng)方向一定由a指向b D．若這三束離子改為帶負(fù)電而其他條件不變則仍能從d孔射出 解析 BCD 因?yàn)槿x子在兩極板間都是沿直線運(yùn)動(dòng)，電場(chǎng)力等于洛倫茲力，可以判斷三束正離子的速度一定相同，且電場(chǎng)方向一定由a指向b，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，C正確；在右側(cè)磁場(chǎng)中三束正離子轉(zhuǎn)動(dòng)半徑不同，可知這三束正離子的比荷一定不相同，選項(xiàng)B正確；若將這三束離子改為帶負(fù)電，而其他條件不變的情況下受力分析可知，三束離子在兩板間仍做勻速直線運(yùn)動(dòng)，仍能從d孔射出，選項(xiàng)D正確． 5.如圖所示，質(zhì)量為m、電荷量為q的帶電液滴從h高處自由下落，進(jìn)入一個(gè)互相垂直的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，磁場(chǎng)方向垂直于紙面，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，電場(chǎng)強(qiáng)度為E.已知液滴在此區(qū)域中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則圓周運(yùn)動(dòng)的半徑r為( ) A. B. C. D. 解析 C 液滴剛進(jìn)入電場(chǎng)和磁場(chǎng)區(qū)域的速度v＝，液滴在重力、電場(chǎng)力和洛倫茲力作用下做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，滿足mg＝qE，qvB＝m，得r＝或r＝，故只有選項(xiàng)C正確． 6.隨著社會(huì)生產(chǎn)的發(fā)展，大型化工廠已越來越多，環(huán)境污染也越來越嚴(yán)重．為減少環(huán)境污染，技術(shù)人員在排污管末端安裝了如圖所示的流量計(jì)．該裝置由非磁性絕緣材料制成，長(zhǎng)、寬、高分別為a、b、c，左右兩端開口．在垂直于上下底面方向加磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，在前后兩個(gè)內(nèi)側(cè)面分別固定有金屬板作為電極．污水充滿管口從左向右流經(jīng)該裝置時(shí)，電壓表將顯示兩個(gè)電極間的電壓U.若用Q表示污水流量(單位時(shí)間內(nèi)排出的污水體積)，下列說法中正確的是( ) A．若污水中正離子較多，則前表面比后表面電勢(shì)高 B．若污水中負(fù)離子較多，則前表面比后表面電勢(shì)高 C．污水中離子濃度越高，電壓表的示數(shù)將越大 D．所測(cè)污水流量Q與U成正比，與a、b無關(guān) 解析 D 由左手定則可判斷出，正離子受到的洛倫茲力使其向后表面偏轉(zhuǎn)聚集而導(dǎo)致后表面電勢(shì)升高，同理負(fù)離子較多時(shí)，負(fù)離子向前表面偏轉(zhuǎn)聚集而導(dǎo)致前表面電勢(shì)較低，故選項(xiàng)A、B均錯(cuò)誤；設(shè)前后表面的最高電壓為U，則＝qvB，所以U＝vBb，所以U與離子濃度無關(guān)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；因Q＝vbc而U＝vBb.所以Q＝，選項(xiàng)D正確． 7.地面附近空間中存在著水平方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)，已知磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，一個(gè)帶電油滴能沿著一條與豎直方向成α角的直線MN運(yùn)動(dòng)(MN在垂直于磁場(chǎng)方向的平面內(nèi))，如圖所示．則以下判斷正確的是( ) A．如果油滴帶正電，它是從M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn) B．如果油滴帶正電，它是從N點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到M點(diǎn) C．如果電場(chǎng)方向水平向左，油滴是從M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn) D．如果電場(chǎng)方向水平向右，油滴是從M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn) 解析 AC 帶電油滴沿直線MN運(yùn)動(dòng)，則其應(yīng)處于平衡狀態(tài)，對(duì)油滴進(jìn)行受力分析，油滴受重力，方向豎直向下；洛倫茲力要垂直于運(yùn)動(dòng)軌跡MN，只能斜向右上方(因?yàn)殡妶?chǎng)方向是水平方向的，不論油滴帶何種電荷，電場(chǎng)力一定水平，如果洛倫茲力垂直MN斜向左下方，不論電場(chǎng)力向左還是向右，三力一定不能平衡)；根據(jù)平衡條件，電場(chǎng)力的方向只能水平向左，如圖所示．如果油滴帶正電荷，運(yùn)動(dòng)方向?yàn)镸→N，E向左，A、C正確；如果油滴帶負(fù)電荷，運(yùn)動(dòng)方向?yàn)镹→M，E向右． 8.地球大氣層外部有一層復(fù)雜的電離層，既分布有地磁場(chǎng)，又分布有電場(chǎng)．假設(shè)某時(shí)刻在該空間中有一小區(qū)域存在如圖所示的電場(chǎng)和磁場(chǎng)；電場(chǎng)的方向在紙面內(nèi)斜向左下方，磁場(chǎng)的方向垂直于紙面向里．此時(shí)一帶電粒子恰以速度v垂直于電場(chǎng)和磁場(chǎng)射入該區(qū)域，不計(jì)重力作用，則在該區(qū)域中，有關(guān)該帶電粒子的運(yùn)動(dòng)情況可能的是( ) A．仍做直線運(yùn)動(dòng) B．立即向左下方偏轉(zhuǎn) C．做勻變速直線運(yùn)動(dòng) D．可能做勻速圓周運(yùn)動(dòng) 解析 AB 假定粒子帶正電，則粒子的受力如圖所示，若Eq＝qvB，則A項(xiàng)正確；若Eq>qvB，則B項(xiàng)正確；洛倫茲力與v有關(guān)，不可能做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，C項(xiàng)錯(cuò)誤；因粒子做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)電場(chǎng)力做功會(huì)改變粒子速度的大小，故D項(xiàng)錯(cuò)誤． 9．如圖所示，兩個(gè)半徑相同的半圓形軌道分別豎直放在勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)中．軌道兩端在同一高度上．軌道是光滑的．兩個(gè)相同的帶正電小球同時(shí)從兩軌道左端最高點(diǎn)由靜止釋放．M、N為軌道的最低點(diǎn)，下列說法正確的是( ) A．兩小球到達(dá)軌道最低點(diǎn)的速度vM下載提示(請(qǐng)認(rèn)真閱讀)
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