2019高考物理一輪復習 第九章 磁場 課時規(guī)范練30 帶電粒子在復合場中的運動 新人教版.doc
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課時規(guī)范練30 帶電粒子在復合場中的運動 基礎(chǔ)鞏固組 1. (帶電粒子在疊加場中的運動)(2017遼寧五校聯(lián)考)有一個電荷量為+q、重力為G的小球,從兩豎直的帶電平行板上方h處自由落下,兩極板間另有勻強磁場,磁感應(yīng)強度為B,方向如圖所示,則帶電小球通過有電場和磁場的空間時,下列說法正確的是( ) A.一定做曲線運動 B.不可能做曲線運動 C.有可能做勻加速直線運動 D.有可能做勻速直線運動 答案A 解析帶電小球在沒有進入復合場前做自由落體運動,進入磁場后,受豎直向下的重力G=mg、水平向左的電場力F電=qE與水平向右的洛倫茲力F洛=qBv,重力與電場力大小和方向保持恒定,但因為速度大小會發(fā)生變化,所以洛倫茲力大小和方向會發(fā)生變化,所以一定會做曲線運動,A正確,B、C、D錯誤。 2. (多選)(帶電粒子在疊加場中的運動)(2017河南鄭州質(zhì)檢)如圖所示為一個質(zhì)量為m、電荷量為+q的圓環(huán),可在水平放置的足夠長的粗糙細桿上滑動,細桿處于磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中,不計空氣阻力,現(xiàn)給圓環(huán)向右的初速度v0,在以后的運動過程中,圓環(huán)運動的速度圖象可能是下圖中的( ) 答案AD 解析帶電圓環(huán)在磁場中受到向上的洛倫茲力,當重力與洛倫茲力相等時,圓環(huán)將做勻速直線運動,A正確;當洛倫茲力大于重力時,圓環(huán)受到摩擦力的作用,并且隨著速度的減小而減小,圓環(huán)將做加速度減小的減速運動,最后做勻速直線運動,D正確;如果重力大于洛倫茲力,圓環(huán)也受摩擦力作用,且摩擦力越來越大,圓環(huán)將做加速度增大的減速運動,故B、C錯誤。 3. (現(xiàn)代科技中的電磁場問題)(2017山西四校聯(lián)考)如圖所示,有一金屬塊放在垂直于表面C的勻強磁場中,當有穩(wěn)恒電流沿平行平面C的方向通過時,下列說法正確的是( ) A.金屬塊上表面M的電勢高于下表面N的電勢 B.電流增大時,M、N兩表面間的電壓U增大 C.磁感應(yīng)強度增大時,M、N兩表面間的電壓U減小 D.金屬塊中單位體積內(nèi)的自由電子數(shù)越少,M、N兩表面間的電壓U越小 答案B 解析由左手定則可知,金屬塊通有圖示電流時,自由電子受到向上的洛倫茲力,向M面偏轉(zhuǎn),故上表面M電勢低于下表面N的電勢,A項錯誤;最終電子在洛倫茲力和電場力作用下處于平衡,即evB=Ude,則有U=Bvd,由此可知,磁感應(yīng)強度增大時,M、N兩表面間的電壓增大,C項錯誤;由電流的微觀表達式I=neSv可知,電流增大說明自由電子定向移動速率v增大,所以M、N兩表面間的電壓增大,B項正確;電流一定時,金屬塊中單位體積內(nèi)的自由電子數(shù)n越少,自由電子定向移動的速率一定越大,所以M、N兩表面間的電壓增大,D項錯誤。 4. (現(xiàn)代科技中的電磁場問題)(2017江蘇常州模擬)回旋加速器是加速帶電粒子的裝置,其核心部分是分別與高頻交流電源兩極相連接的兩個D形金屬盒,兩盒間的狹縫中形成周期性變化的電場,使粒子在通過狹縫時都能得到加速,兩D形金屬盒處于垂直于盒底的勻強磁場中,磁場方向如圖所示。設(shè)D形盒半徑為r。若用回旋加速器加速質(zhì)子時,勻強磁場的磁感應(yīng)強度為B,高頻交變電流頻率為f。則下列說法正確的是( ) A.質(zhì)子被加速后的最大速度不可能超過2πfr B.質(zhì)子被加速后的最大速度與加速電場的電壓大小有關(guān) C.高頻電源只能使用矩形交變電流,不能使用正弦式交變電流 D.不改變B和f,該回旋加速器也能用于加速α粒子 答案A 解析由T=2πrv,T=1f,可得質(zhì)子被加速后的最大速度為2πfr,其不可能超過2πfr,質(zhì)子被加速后的最大速度與加速電場的電壓大小無關(guān),選項A正確、選項B錯誤;高頻電源可以使用正弦式交流電源,選項C錯誤;要加速α粒子,高頻交流電源周期必須變?yōu)棣亮Ｗ釉谄渲凶鰣A周運動的周期,即T=2πmαqαB,故選項D錯誤。 5. (現(xiàn)代科技中的電磁場問題)(2017湖南模擬)速度相同的一束粒子由左端射入質(zhì)譜儀后分成甲、乙兩束,其運動軌跡如圖所示,其中S0A=23S0C,則下列相關(guān)說法正確的是 ( ) A.甲束粒子帶正電,乙束粒子帶負電 B.甲束粒子的比荷大于乙束粒子的比荷 C.能通過狹縫S0的帶電粒子的速率等于EB2 D.若甲、乙兩束粒子的電荷量相等,則甲、乙兩束粒子的質(zhì)量比為3∶2 答案B 解析由左手定則可判定甲束粒子帶負電,乙束粒子帶正電,A錯誤。粒子在磁場中做圓周運動,滿足B2qv=mv2r,得qm=vB2r,由題意知r甲下載提示(請認真閱讀)
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