帶點粒子在電場和磁場中的運動(共34頁)

1、 帶點粒子在電場和磁場(cchng)中的運動一、不計重力(zhngl)的帶電粒子在電場中的運動 1帶電粒子在電場(din chng)中加速 當(dāng)電荷量為q、質(zhì)量為m、初速度為的帶電粒子經(jīng)電壓U加速后，速度變?yōu)?，由動能定理得：若，則有，這個關(guān)系式對任意靜電場都是適用的 對于帶電粒子在電場中的加速問題，應(yīng)突出動能定理的應(yīng)用 2帶電粒子在勻強(qiáng)電場中的偏轉(zhuǎn) 電荷量為q、質(zhì)量為m的帶電粒子由靜止開始經(jīng)電壓加速后，以速度垂直進(jìn)入由兩帶電平行金屬板產(chǎn)生的勻強(qiáng)電場中，則帶電粒子在勻強(qiáng)電場中做類平拋運動，其軌跡是一條拋物線（如圖3-1所示） 圖3-1 設(shè)兩平行(pngxng)金屬板間的電壓為，板間距離(jl)為d

2、，板長為L. (1)帶電粒子進(jìn)入(jnr)兩板間后粒子在垂直于電場的方向上做勻速直線運動，有：，粒子在平行于電場的方向上做初速度為零的勻加速直線運動，有： (2)帶電粒子離開極板時側(cè)移距離偏轉(zhuǎn)角度的正切值 若距偏轉(zhuǎn)極板右側(cè)D距離處有一豎立的屏，在求電子射到屏上的側(cè)移距離時有一個很有用的推論：所有離開偏轉(zhuǎn)電場的運動電荷好像都是從極板中心沿中心與射出點的連線射出的這樣很容易得到電荷在屏上的側(cè)移距離 以上公式要求在能夠證明的前提下熟記，并能通過以上式子分析、討論側(cè)移距離和偏轉(zhuǎn)角度與帶電粒子的速度、動能、比荷等物理量的關(guān)系 3兩種觀點解決帶電體在電場中的運動問題 (1)運動學(xué)觀點：是指用勻變速運動的公

3、式和牛頓運動定律來解決實際問題，一般有兩種情況（僅限于勻強(qiáng)電場）： 帶電粒子的初速度方向與電場線共線，則粒子做勻變速直線運動 帶電粒子的初速度方向垂直電場線，則粒子做勻變速曲線運動（類似于平拋運動） (2)功能(gngnng)觀點 首先(shuxin)對帶電體受力分析，再分析運動形式，然后再根據(jù)具體情況(qngkung)選用公式計算 若選用動能定理，則要分清有多少個力做功，是恒力做功還是變力做功，同時要明確初末狀態(tài)及運動過程中動能的增量. 若選用能量守恒定律，則分清帶電體在運動中共有多少種能量參與轉(zhuǎn)化，哪些能量是增加的，哪些能量是減少的，表達(dá)式有兩種 a.初狀態(tài)和末狀態(tài)的能量相等，即 b.一種

4、形式的能量增加必然引起另一種形式的能量減少，即這種方法不僅適用于勻變速運動，對非勻變速運動(非勻強(qiáng)電場)也同樣適用二、不計重力的帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的運動 1不計重力的帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的運動可分三種情況 勻速直線運動：若帶電粒子的速度方向與勻強(qiáng)磁場方向平行，則做勻速直線運動 勻速圓周運動：若帶電粒子的速度方向與勻強(qiáng)磁場方向垂直，則做勻速圓周運動 若電荷量為q、質(zhì)量為m的帶電粒子以初速度口垂直進(jìn)入勻強(qiáng)磁場中做勻速圓周運動，其角速度為，軌道半徑為，運動的周期為，則有： 螺旋運動：若帶電粒子的速度方向與勻強(qiáng)磁場方向斜交，則做螺旋運動，將速度沿磁場方向和垂直于磁場方向分解為，粒子的運動可視為沿磁場

5、方向的勻速直線運動（速度為）和垂直磁場方向的勻速圓周運動（速度為）的合運動 2對于(duy)帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中做勻速圓周運動的問題，應(yīng)注意(zh y)把握以下幾點 (1)粒子圓軌跡(guj)的圓心的確定 若已知粒子在圓周運動中的兩個具體位置及通過某一位置時的速度方向，可在已知的速度方向的位置作速度的垂線，同時作兩位置連線的中垂線，兩垂線交點為圓軌跡的圓心，如圖3-2所示， 若已知做圓周運動的粒子通過某兩個具體位置的速度方向，可在兩位置上分別作兩速度的垂線，兩垂線交點為圓軌跡的圓心，如圖3-3所示 若已知做圓周運動的粒子通過某一具體位置的速度方向及圓軌跡半徑,可在該位置上作速度的垂線，垂線上距

6、該位置處的點為圓軌跡的圓心(利用左手定則判斷圓心在已知位置的哪一側(cè)），如圖3-4所示. (2)粒子圓軌跡的半徑的確定 可直接運用公式來確定. 畫出幾何圖形，利用半徑與題中已知長度的幾何關(guān)系來確定在利用幾何關(guān)系時，要注意一個重要的幾何特點：粒子速度的偏向角（）等于對應(yīng)軌跡圓弧的圓心角（），并等于弦切角（）的2倍，如圖3-5所示 (3)粒子(lz)做圓周運動的周期的確定 圖3-5 可直接運用(ynyng)公式來確定(qudng) 利用周期與題中已知時間t的關(guān)系來確定若粒子在時間t內(nèi)通過的圓弧所對應(yīng)的圓心角為，則有： (4)圓周運動中有關(guān)對稱的規(guī)律 從磁場的直邊界射入的粒子，若再從此邊界射出，則速度

7、方向與邊界的夾角相等，如圖3-6所示. 在圓形磁場區(qū)域內(nèi)，沿徑向射入的粒子必沿徑向射出，如圖3-7所示 (5)洛倫茲力多解問題 帶電粒子電性不確定形成多解 受洛倫茲力作用的帶電粒子可能帶正電荷，也可能帶負(fù)電荷，在相同的初速度下，正負(fù)粒子在磁場中的運動軌跡不同，形成雙解 磁場方向不確定形成多解 有些題目只給出了磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小，而未具體指出磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向此時必須要考慮磁感應(yīng)強(qiáng)度方向的不確定而形成雙解. 臨界狀態(tài)不唯一形成多解 帶電粒子在洛倫茲力作用下飛越(fi yu)有界磁場時，由于粒子的運動(yndng)軌跡是圓弧狀，因此，它可能穿過去了，也可能轉(zhuǎn)過從入射界面這邊(zh bin)反向飛出，于

8、是形成多解. 運動的重復(fù)性形成多解 帶電粒子在部分是電場、部分是磁場的空間中運動時往往運動具有往復(fù)性，因而形成多解 友情提示：粒子進(jìn)入有邊界的磁場，由于邊界條件的不同，而出現(xiàn)涉及臨界狀態(tài)的臨界問題，而臨界條件的給出往往又以隱舍條件的形式出現(xiàn)，例如粒子剛好從磁場邊界射出的條件是粒子的軌跡與邊界相切三、電場力和洛倫茲力的比較 1在電場中的電荷，不管其運動與否，均始終受到電場力作用；而磁場僅僅對運動著的且速度方向與磁場方向不平行的電荷有洛倫茲力作用 2電場力的大小，決定于場強(qiáng)E和電荷的電荷量，而與電荷運動的速度無關(guān)；而洛倫茲力的大小不僅與磁感應(yīng)強(qiáng)度B、電荷量q有關(guān)，還與電荷運動速度的大小及速度方向與

9、磁場方向的夾角有關(guān)，即 3電場力的方向與電場的方向相同或相反；而洛倫茲力的方向始終為：既和磁場方向垂直，又和速度方向垂直 4電場力既可以改變電荷運動速度的方向，也可以改變電荷運動速度的大??；而洛倫茲力只能改變電荷運動速度的方向，不能改變其速度的大小 5電場力可以對電荷做功，且電場力做功與路徑無關(guān)，電場力能改變電荷的動能；洛倫茲力不能對電荷做功，因此不能改變電荷的動能，四、帶電粒子在復(fù)合場中的運動 1復(fù)合場及分類 復(fù)合場是指重力場、電場、磁場并存的場，在中學(xué)中常有四種組合形式：電場與磁場的復(fù)合場；磁場與重力場的復(fù)合場；電場與重力場的復(fù)合場；電場、磁場與重力場的復(fù)合場 2處理復(fù)合場問題的前提 判斷

10、帶電粒子的重力是否可以忽略，這要依據(jù)具體情況而定，電子、質(zhì)子、離子等微觀粒子無特殊說明一般不計重力；帶電小球、塵埃、油滴、液滴等帶電顆粒無特殊說明一般要考慮重力；如果有具體數(shù)據(jù)，可通過比較確定是否考慮重力 3帶電粒子在復(fù)合(fh)場中的運動性質(zhì) (1)帶電粒子在復(fù)合(fh)場中的勻速圓周運動 當(dāng)帶電粒子進(jìn)入(jnr)勻強(qiáng)電場、勻強(qiáng)磁場和重力場共存的復(fù)合場中，電場力和重力相平衡，粒子的運動方向與勻強(qiáng)磁場方向相垂直時，帶電粒子就在洛倫茲力作用下做勻速圓周運動 帶電粒子在復(fù)合場中做非勻速圓周運動時，一般有其他約束力（如彈力、摩擦力等），速度最大和最小位置是研究的兩個重點，解題時特別要注意“等效”思想

11、的應(yīng)用和動能定理的應(yīng)用 (2)帶電粒子在勻強(qiáng)電場、勻強(qiáng)磁場和重力場中的直線運動 自由的帶電粒子（無軌道約束）在勻強(qiáng)電場、勻強(qiáng)磁場和重力場中做的直線運動應(yīng)是勻速直線運動，除非運動方向沿勻強(qiáng)磁場方向而粒子不受洛倫茲力；這是因為電場力和重力都是恒力，若它們的合力不能與洛倫茲力平衡，則帶電粒子速度的大小和方向?qū)淖?，就不可能做直線運動. 受軌道約束的帶電粒子在復(fù)合場中可做變速直線運動 (3)帶電粒子在復(fù)合場中的曲線運動 當(dāng)帶電粒子所受合外力變化且與粒子速度不在一條直線上時，帶電粒子做非勻變速曲線運動 4帶電粒子在復(fù)合場中運動的處理方法 復(fù)合場分析帶電粒子的受力與運動分析 靈活運用力學(xué)規(guī)律首先要弄清是

12、所受合力為零時，做勻速直線運動根據(jù)平衡條件列方程求解一個怎樣的復(fù)合場，是磁場與電場的復(fù)合，還是磁場與重力場的復(fù)合，還是磁場、電場、所受重力與電場力等值反向，洛倫茲力提供向心力，帶電粒子做勻速圓周運動應(yīng)用牛頓第二定律和平衡條件列方程求解重力場的復(fù)合所受合力是變力，帶電粒子做非勻變速曲線運動應(yīng)用動能定理或能量守恒定律列方程求解 友情提示：由于帶電粒子在復(fù)合場中的受力情況復(fù)雜，運動情況多變，往往出現(xiàn)臨界問題，此時應(yīng)以題目中出現(xiàn)的“恰恰”、“恰好”、“最大”、“最高”、“至少”等詞語為突破口挖掘隱含條件，根據(jù)臨界條件列出輔助方程，再與其他方程聯(lián)立求解五、帶電粒子在交變電場中的運動 帶電粒子在交變電場或

13、磁場中的運動(yndng)情況比較復(fù)雜，其運動情況(qngkung)不僅與場變化的規(guī)律有關(guān)，還與粒子進(jìn)入場的時刻有關(guān)對此類問題，一定要從粒子的受力情況人手，分析清楚粒子在不同時間間隔內(nèi)的運動情況（其運動情況通常具有某種對稱性）另外，對于偏轉(zhuǎn)電壓是交變電壓的情況，若交變電壓的變化周期遠(yuǎn)大于粒子穿越電場的時間，則在粒子穿越電場過程中，電場可看做勻強(qiáng)電場處理六、實際應(yīng)用(yngyng)（科學(xué)儀器原理） 電磁場在科學(xué)技術(shù)中的應(yīng)用，主要有兩類：一類是利用電磁場的變化將其他信號轉(zhuǎn)化為電信號，進(jìn)而達(dá)到轉(zhuǎn)化信息或自動控制的目的；另一類是利用電磁場對電荷或電流的作用，來控制其運動，使其平衡、加速、偏轉(zhuǎn)或轉(zhuǎn)動，以

14、達(dá)到預(yù)定的目的例如：電磁流量計、霍爾效應(yīng)、磁流體發(fā)電機(jī)、磁電式儀表、質(zhì)譜儀、速度選擇器等一、電容器的動態(tài)分析 例1 如圖3-8所示，平行板電容器、二極管與電動勢為E的直流電源（內(nèi)阻不計）連接成回路，電容器的下極板接地，一帶電油滴位于容器中的P點且恰好處于平衡狀態(tài)，現(xiàn)將平行板電容器的上極板豎直向上移動一小段距離，則( ) A.帶點油滴仍靜止 B.P點的電勢保持不變 C.帶點油滴的電勢能將減少 D.電容器的電容減小，極板間電壓增大 【解析】由知，板間距離d變大，電容C變小，由于二極管具有單向?qū)щ娦裕瑯O板所帶電荷量Q不變，由，知U變大；由公式知，場強(qiáng)E不變，電場力不變，帶點油滴仍然靜止不動；P到下極

15、板的距離不變，而場強(qiáng)E不變，所以P點的電勢保持不變，P點的電勢能也不變故選項A、B、D正確， 【答案】ABD點評 對于電容器的動態(tài)分析，是近幾年高考的一個熱點問題.主要掌握以下問題：兩種基本情況：a電容器兩極板間電勢差U保持不變(與電源連接)；b電容器的帶電荷量Q保持不變（與電源斷開）三個常用基本公式，即如果涉及受力問題，則用；如果涉及電勢問題，則用（d是P點沿電場線方向到零電勢面的距離），同時注意電勢的正負(fù)；如果涉及電勢能問題，則用或用正電荷在電勢越高的地方，電勢能越大，負(fù)電荷在電勢越低的地方電勢能越大，或者將電荷移到特定的位置，通過電場力做功的情況進(jìn)行比較.二 電場(din chng)中勻

16、變速(bin s)直線運動的處理方法 例2 如圖3-9所示，在真空室中有兩個水平(shupng)的金屬板，板間的距離為，有一質(zhì)量為m、電荷量為q的小油滴自上極板的下表面處由靜止開始自由下落，當(dāng)它下落時，給兩極板加上電壓U，使電荷受到向上的力，則電壓等于多大，才能使小油滴在剛好接近下極板時，開始向上運動？ 【解析】方法一：電荷自由落體至兩板間中點時速度大小 得： 加上電壓后所受合力 油滴向上的加速度大小再經(jīng)的距高速度減為零，即： 解得： 方法二：分析油滴運動的整個過程可知，前半程的加速度與后半程的加速度大小相等、方向相反，即：解得： 方法(fngf)三：前半程由動能定理得： 后半程由動能定理(d

17、n nn dn l)得：解得： 方法四：油滴從上極板到下極板整個(zhngg)運動過程，對全過程應(yīng)用動能定理得： 解得: 點評：用能量的觀點解決帶電粒子在電場中的勻變速運動問題既筒捷，又明了.也可從運動的獨立性角度去思考，再用牛頓運動定律求解，但比較麻煩對于力學(xué)中的定律選用順序是：對系統(tǒng),先考慮能否用兩大守恒定律（機(jī)械能守恒定律、能量守恒定律）；對于單個物體，先考慮動能定理，若都不能則考慮牛頓運動定律 三 帶電粒子在電場中的加速和偏轉(zhuǎn) 例3 噴墨打印機(jī)的結(jié)構(gòu)簡圖如圖3-10所示，其中墨盒可以發(fā)出半徑約為的墨汁微滴，此微滴經(jīng)過帶電室時被帶上負(fù)電，帶電荷量的多少由計算機(jī)按字體筆畫的高低位置輸入信號

18、加以控制帶電后的微滴以一定的初速度進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場，經(jīng)偏轉(zhuǎn)電場發(fā)生偏轉(zhuǎn)后打到紙上，顯示出字體.無信號輸入時，墨汁微滴不帶電，徑直通過偏轉(zhuǎn)板而注入回流槽流回墨盒偏轉(zhuǎn)板長，兩板間的距離，偏轉(zhuǎn)板的右端距離紙.若墨汁微滴的質(zhì)量，以的初速度垂直于電場方向進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場，兩偏轉(zhuǎn)板間的電壓，其打到紙上的點距原射入方向的距離是2.O mm.則這個墨汁微滴通過帶電室后所帶的電荷量是多少？為了使紙上的字放大10%，請你分析并提出一個可行的方法（不計空氣阻力和重力，可以認(rèn)為偏轉(zhuǎn)電場只局限于平行板電容器的內(nèi)部，忽略邊緣電場的不均勻性） 【解析】設(shè)墨汁(mzh)微滴所帶的電荷量為q，它進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場后做類平拋運動，離開(l k

19、i)電場后做直線運動打到紙上，則距原入射方向的距離 又 解得: 代入數(shù)據(jù)(shj)得： 要將字體放大10%，只要使y增大為原來的1.1倍即可可采用的措施為將兩偏轉(zhuǎn)板間的電壓增大到 ，或?qū)⑵D(zhuǎn)板右端與紙的間距增大到3.6cm. 【答案】將兩偏轉(zhuǎn)板間的電壓增大到，或?qū)⑵D(zhuǎn)板右端與紙的間距增大到3.6cm 點評 本題也可直接根據(jù)推論公式進(jìn)行計算 帶電粒子在電場中的偏轉(zhuǎn)，最常見的是做類平拋運動，應(yīng)運用牛頓運動定律及運動的合成和分解分析，推導(dǎo)其運動的規(guī)律.對于帶電粒子在電場中的加速問題，首先要從能量角度考慮，特別要注意動能定理的運用. 四、帶電粒子在有界磁場中運動的臨界、極限問題 例4 如圖3-11甲所

20、示，在足夠長的矩形區(qū)域abcd內(nèi)充滿方向垂直紙面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場，在ad邊中點O處垂直磁場向里射入一速度大小為、方向與ad邊成角的帶正電的粒子已知粒子的質(zhì)量為m，帶電荷量為q，ad邊長為L，粒子重力不計若粒子能從ab邊射出磁場，求速度的大小范圍 【解析】粒子(lz)的速度為，則，可得： 設(shè)圓心(yunxn)在處時對應(yīng)(duyng)圓弧與ab邊相切，如圖3-11乙所示，相應(yīng)的速度為，則將代入上式可得： 類似地，設(shè)圓心在處時對應(yīng)圓弧與cd邊相切，相應(yīng)速度為， 則， 將代入上式可得： ，所以若粒子能從ab邊上射出磁場，應(yīng)滿足 【答案】 點評：在解答帶電粒子在有界磁場中運動的極值問題時，

21、注意下列結(jié)論的應(yīng)用： 剛好穿出磁場邊界的條件是帶電粒子在磁場中運動的軌跡與邊界相切 當(dāng)速度一定時，弧長越長，圓周角越大，則帶電粒子在有界磁場中運動的時間越長 當(dāng)速率變化時，圓周角越大，運動時間越長如從一邊界射入的粒子，從同一邊界射出時，速度與邊界的夾角相等；在圓形磁場區(qū)域內(nèi)，沿徑向射入的粒子，必定沿徑向射出 例15 在如圖3-12甲所示的平行金屬板間，存在相互垂直的勻強(qiáng)磁場和勻強(qiáng)電場，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度，方向垂直紙面向里，電場強(qiáng)度，PQ為板間中線緊靠平行板右側(cè)邊緣的xOy坐標(biāo)系的第一象限內(nèi)有垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場，磁感虛強(qiáng)度，磁場邊界AO與y軸的夾角一束帶電荷量的正離子從P點射入平行板間，沿中線

22、PQ做直線運動，穿出平行板后從y軸上坐標(biāo)為(O，0.2 m)的Q點垂直y軸射入磁場區(qū)，離子通過x軸時的速度方向與x軸正方向的夾角在之間.不計離子所受重力 圖3-12甲 (1)離子運動(yndng)的速度為多大？ (2)離子(lz)的質(zhì)量應(yīng)在什么范圍內(nèi)？ (3)若只改變(gibin)AOy區(qū)域內(nèi)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為，要使離子都不能打到x軸上，應(yīng)滿足什么條件？ 【解析】(1)帶電粒子沿直線PQ運動有：解得： (2)進(jìn)入磁場后垂直于OA射出時，離子通過x軸的速度方向與x軸成，如圖3-12乙所示，根據(jù)幾何關(guān) 系可知： 圖3-12乙 解得： 垂直于x軸射出的帶電粒子，根據(jù)圖3-12乙所示的幾何關(guān)系有：

23、 且 解得: 所以 (3)質(zhì)量為的粒子進(jìn)入磁場后，恰能與OA相切時，如圖3-12丙所示，根據(jù)幾何關(guān)系有： 且 解得： 圖3-12丙 所以(suy)時所有(suyu)的離子都不能打到x軸上 【答案(d n)】(1) (2) (3)點評 本題為一個多過程問題，既有復(fù)合場（速度選擇器原理）中運動的過程，又有帶電粒子在磁場中運動的臨界過程，應(yīng)注意前后過程的銜接與運動特點、規(guī)律的選擇帶電粒子在有界磁場中運動的臨界狀態(tài)一般為運動軌跡與磁場邊界相切五 帶電粒子在磁場中的多解問題 例6如圖3-13甲所示，光滑絕緣壁圍成的正方形勻強(qiáng)磁場區(qū)域的邊長為a，磁場的方向垂直于正方形平面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B有一質(zhì)量

24、為m、電荷量為q的帶正電的粒子，從下邊界正中央的A孔垂直射入磁場設(shè)粒子與絕緣壁碰撞時無能量和電荷量損失，不計重力和碰撞時間 圖3-13甲 (1)若粒子在磁場中運動的軌跡半徑等于，則粒子射人磁場時的速度為多大？經(jīng)多長時間粒子又從A孔射出？ (2)若粒子在磁場中運動的軌跡半徑等于，則判斷粒子能否再從A孔射出？若能，求出經(jīng)多長時間粒子從A孔射出；若不能，說出理由 (3)若粒子在磁場中運動的軌跡半徑小于且仍能從A孔垂直邊界射出，粒子射入時的速度應(yīng)為多大？在磁場中的運動時間是多長？ 【解析】(1)粒子在磁場中運動的軌跡如圖3-13乙所示， 圖3-13乙 圖3-13丙由 得 由幾何關(guān)系可知粒子從A點射入再

25、回到A點，恰好運動一個(y )周期，故 (2)能粒子(lz)在磁場中運動的軌跡如圖3-13乙所示， 由 得： 其運行(ynxng)時間(3)粒子在磁場中運動的軌跡有兩種情形，如圖3-12乙、丙所示， 運行時間 運行時間點評 帶電粒子僅在磁場力作用下的運動是近幾年高考的一個熱點問題由于粒子本身的勻速圓周運動具有周期性，容易造成多解但有時由于條件的不確定性，也容易造成多解，例如電性、粒子運動方向、臨界條件等，因此分析此類問題要全面、細(xì)致，由特殊到一般，善于畫出圖形，要做到“圖文并茂”六 帶電粒子在組合場中的運動 例7 如圖3-14甲所示，在平面直角坐標(biāo)系.xOy內(nèi)，第一象限存在沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電

26、場，第四象限以O(shè)N為直徑的半圓形區(qū)域內(nèi)存在垂直于坐標(biāo)平面向外的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電的粒子，從y軸正半軸上y=h處的M點，以初速度垂直于y軸射人電場，經(jīng)x軸上x=2h處的P點進(jìn)入磁場，最后以垂直于y軸的方向射出磁場不計粒子重力求： (1)電場(din chng)強(qiáng)度E的大小 2)粒子(lz)在磁場中運動的軌道半徑r (3)粒子(lz)從進(jìn)入電場到離開磁場所經(jīng)歷的總時間t 【解析】粒子的運動軌跡如圖3-14乙所示 (1)設(shè)粒子在電場中運動的時間為，則有： 根據(jù)牛頓第二定律得: 解得： (2)設(shè)粒子進(jìn)入磁場時的速度為，根據(jù)動能定理得： 又 解得 (3)粒子在電場中運

27、動的時間 粒子進(jìn)入磁場時的速度與x軸的夾角為，由幾何關(guān)系可知粒子在磁場中運動時所對應(yīng)的圓心角為粒子在磁場中運動的周期 設(shè)粒子在磁場中運動的時間為，則： 得 【答案】()(2）()點評綜觀近幾年的高考試題，在同一區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)電場、磁場、重力場疊加的情況比較少見，而更多的是以組合場的形式出現(xiàn)，即帶電粒子連續(xù)通過不同的場區(qū)運動在分析時應(yīng)注意每一場區(qū)的受力情況分析，以及速度關(guān)系、幾何關(guān)系在邊界處的合理銜接 例8 如圖3-15甲所示，在某空間(kngjin)實驗室中有兩個靠在一起的等大的圓柱形區(qū)域，分別存在著等大反向(fn xin)的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度，磁場(cchng)區(qū)域的半徑左側(cè)區(qū)域的圓心為，磁場

28、向里；右側(cè)區(qū)域的圓心為，磁場向外，兩區(qū)域的切點為今有一質(zhì)量、帶電荷量的某種離子，從左側(cè)區(qū)域邊緣的A點以速度沿正對的方向垂直磁場射人，它穿越點后再從右側(cè)區(qū)域穿出求：圖3-15甲 (1)該離子通過兩磁場區(qū)域所用的時間 (2)離子離開右側(cè)區(qū)域的出射點偏離最初入射方向的側(cè)移距離（側(cè)移距離指垂直初速度方向上移動的距離） 【解析】(1)離子在磁場中做勻速圓周運動，在左右兩區(qū)域的運動軌跡是對稱的如圖3-15乙所示，設(shè)軌跡半徑為R，離子做圓周運動的周期為.由牛頓第二定律有： 圖3-15乙又 解得：由軌跡圖可知： 故全段軌跡運動時間點評帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中做勻速圓周運動，運動時間t取決于其在磁場中運動軌跡所對應(yīng)

29、的圓心角的大小，無論粒子在確定的磁場中運動時間長短，運動軌跡如何，其軌道半徑只取決于粒子的運動速度及粒子的比荷，即 (2)在圖中過向作垂線，有幾何關(guān)系(gun x)可知側(cè)移總距離 【答案(d n)】() (2) 七 帶電(di din)粒子在復(fù)合場區(qū)域中的運動 例9一帶電荷量為q、質(zhì)量為m的正離子，在t=0時以某一恒定速度從A點進(jìn)入正交的電場和磁場并存的區(qū)域做周期性運動（順時針方向），圖3-16甲為其運動軌跡，圖中弧AD和弧BC為半圓弧，半徑均為R；AB、CD為直線段，長均為.已知電場強(qiáng)度方向不變（如圖3-16甲所示）、大小隨時間作周期性變化；磁感應(yīng)強(qiáng)度大小恒為，方向垂直紙面隨時間作周期性變化

30、，不計離子的重力， (1)計算離子轉(zhuǎn)一圈的時間 (2)指出離子運動一圈時間內(nèi)電場和磁場的變化情況 (3)以圖3-16甲所示的E的方向為電場強(qiáng)度的正方向、垂直紙面向里為磁感應(yīng)強(qiáng)度的正方向，分別在圖3-16乙和圖3-16丙中畫出電場強(qiáng)度和磁感應(yīng)強(qiáng)度在一個周期內(nèi)隨時間變化的圖線，圖中要標(biāo)示出必要的數(shù)值.【解析(ji x)】(1)設(shè)進(jìn)入A點的離子的速度為，在AB段離子(lz)做直線運動，可知在BC段， 所以(suy) 離子通過AB、BC、CD、DA各段的時間相等，故離子運動一圈所用時間 (2)離子通過AB、CD段時 通過BC、DA段時E=0 通過AB及BC段時B的方向垂直紙面向外，通過CD段時B的方向

31、垂直紙面向里，通過DA段時B的方向垂直紙面向外 (3)圖象如圖3-16丁所示 ， 【答案】(1)(2)(3)見解析點評 帶電粒子在復(fù)合場中運動時，關(guān)鍵要對每一運動過程的受力情況和運動情況統(tǒng)一起來分析，并注意電場力與電荷的性質(zhì)和電場強(qiáng)度的大小、方向有關(guān)，洛倫茲力由左手定則確定且永不做功，帶電粒子運動過程中前一運動的結(jié)束即為下一運動的開始，合理銜接 八 帶電粒子在交變電場或交變磁場中的運動 例10 如圖3-17甲所示，M、N為豎直(sh zh)放置彼此平行的兩塊平板(pngbn)，板間距離為d，兩板中央(zhngyng)各有一個小孔且正對，在兩板間有垂直于紙面方向的磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時間變化的情況

32、如圖3-17乙所示有一束正離子在t=0時垂直于M板從小孔0射入磁場已知正離子的質(zhì)量為m、帶電荷量為q，正離子在磁場中做勻速圓周運動的周期與磁感應(yīng)強(qiáng)度變化的周期都為To，不考慮由于磁場變化而產(chǎn)生的電場的影響，不計離子所受的重力，求： 甲 乙 圖3-17 (1)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小 (2)要使正離子從孔垂直于N板射出磁場，正離子射入磁場時的速度的可能值 【解析】設(shè)垂直紙面向里的磁場方向為正方向 (1)正離子射入磁場，洛倫茲力提供向心力 做勻速圓周運動的周期 聯(lián)立解得：磁感應(yīng)強(qiáng)度 (2)要使正離子從孔垂直于N板射出磁場，的方向應(yīng)如圖3-17丙所示，若正離子兩板之間在只運動一個周期（即）時，有當(dāng)正離子在兩

33、板之間運動n個周期（即）時，有（n=1,2,3） 聯(lián)立解得正離子的速度的可能值為： 【答案(d n)】(1)(2)（n=1，2，3）點評 多解形成的原因一般包含以下幾個方面： 粒子電性不確定；磁場方向不確定；臨界狀態(tài)不唯一；粒子運動的往復(fù)性，粒子運動的周期性 例11如圖3-18甲所示，電子(dinz)以水平初速度沿平行金屬板中央(zhngyng)射入，在金屬板間加上如圖3-18乙所示的交變電壓，已知電子的質(zhì)量為m，電荷量為e；電壓周期為T，電壓為 (1)若電子在t=O時刻進(jìn)入板間，在半周期內(nèi)恰好能從板的上邊緣飛出，則電子飛出時速度多大？ (2)若電子在t=O時刻進(jìn)入板間，能從板右邊水平飛出，則

34、金屬板多長？ (3)若電子能從板右邊水平飛出，電子應(yīng)從哪一時刻進(jìn)入板間，兩板間距至少多大？【解析】(1)由動能定理得：得 (2)電子能水平從右邊飛出，經(jīng)過時間應(yīng)滿足t=nT.又因水平方向勻速運動，所以板長為： （n=l,2,3） (3)要電子(dinz)從點水平飛出，電子進(jìn)入(jnr)時刻應(yīng)為：（n=l,2,3） 在半周期(zhuq)內(nèi)豎直位移 電子不與板相碰，必須滿足條件： 聯(lián)立解得: 【答案】(1) (2)）點評 先分析帶電粒子的運動特點，緊抓“平行于兩板飛出”的條件注意合理運用運動的對稱性思想找到其中的規(guī)律，使問題得以簡化 (3) 九 粒子在復(fù)合場中的能量問題 例12 如圖3-19甲所示

35、，足夠長的兩面均光滑的絕緣平板固定在區(qū)域足夠大的正交的方向豎直向上的勻強(qiáng)電場和方向水平向外的勻強(qiáng)磁場中，勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)大小為E，勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，平板與水平面間的夾角為，帶電荷量為+q的小物塊靜止在平板中央，現(xiàn)沿平板斜向下的方向給物塊一個瞬時速度的同時，保持磁場（包括大小和方向）和電場方向不變，使電場強(qiáng)度的大小變?yōu)?E(當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間，設(shè)物塊沿平板運動的過程中電荷量不變)，求： (1)小物塊沿平板向下運動的最大位移 (2)小物塊沿平板運動的過程中機(jī)械能的增量【解析】(1)小物塊靜止在平板中央，有mg=qE，當(dāng)場強(qiáng)大小變?yōu)?E時，小物塊受到的電場力為3qE，沿光滑平板下滑時的受

36、力分析圖如圖3-19乙所示，為板對小物塊的彈力顯然，小物塊受到的合力沿平板向上，故沿平板向下做勻減速運動，當(dāng)速度減至零時，位移有最大值 對小物塊下滑的運動應(yīng)用動能定理得： 又mg=qE聯(lián)立解得：小物塊沿平板向下運動(yndng)的最大位移 (2)小物塊沿平板下滑至最低點后即沿平板向上(xingshng)做勻加速運動，受力情況如圖3-19丙所示，在垂直平板方向上有.隨著(su zhe)速度的增大，將減小，當(dāng)=0時小物塊開始離開平板，此時的速度為小物塊沿平板向上運動的最大速度 對小物塊沿平板向上的運動應(yīng)用動能定理得 又 聯(lián)立解得：小物塊沿平板向上運動的最大位移 機(jī)械能的增量決定于重力以外的力所做的

37、功，在小物塊沿平板運動的全過程中，重力以外只有電場力做功，因此機(jī)械能的增量 乙 丙 圖3-19 【答案】(1)(2)點評 運用能量的觀點處理復(fù)合場中的問題，應(yīng)抓住重要的功能關(guān)系和動能定理求解應(yīng)明確：洛倫茲力不做功，電場力做功只與初末位置的電勢差有關(guān)，重力做功只與初末位置的高度差有關(guān)抓住這些特點對解決問題往往起到“事半功倍”的效果 十 復(fù)合(fh)場與“STS” 例13 磁流體發(fā)電(fdin)技術(shù)是目前世界上正在研究(ynji)的新興技術(shù)圖320是磁流體發(fā)電機(jī)示意圖，發(fā)電導(dǎo)管的中空管部分長為、高為、寬為前后兩個側(cè)面是絕緣體，上下兩個側(cè)面是電阻可忽略的導(dǎo)體電極這兩個電極與負(fù)載電阻R相連，整個發(fā)電導(dǎo)

38、管放在勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直前后側(cè)面向后，現(xiàn)有平均電阻率為的電離氣體持續(xù)穩(wěn)定地向右流經(jīng)管道實際情況較復(fù)雜，為了使問題簡化，設(shè)管道中各點流速相同，電離氣體所受摩擦阻力與流速成正比，無磁場時電離氣體的恒定流速為，有磁場時電離氣體的恒定流速為 (1)求流過電阻R的電流的大小和方向 (2)為保證持續(xù)正常發(fā)電，無論有無磁場存在，都對發(fā)電導(dǎo)管兩端電離氣體施加附加壓強(qiáng)，使管道兩端維持一個水平向右的恒定壓強(qiáng)差，求的大小 (3)求這臺磁流體發(fā)電機(jī)的發(fā)電效率， 【解析】(1)電離氣體在磁場中運動時，由左手定則可知，上極帶正電，下極帶負(fù)電，所以電流由M經(jīng)過R到N 電離氣體在磁場和電場作用下平衡，有

39、：電動勢內(nèi)電阻根據(jù)歐姆定律聯(lián)立得： （2）已知摩擦力與流速成正比，設(shè)比例系數(shù)為k，取管道內(nèi)全部氣體為研究對象，根據(jù)力的平衡有： 無磁場時 有磁場時解得：輸入功率 電源功率 則發(fā)電效率【答案】（1），由M經(jīng)R到N (2) （3） 點評電磁場在科學(xué)技術(shù)中的應(yīng)用，主要有兩類：一類是利用電磁場的變化將其他信號轉(zhuǎn)化為電信號，進(jìn)而達(dá)到轉(zhuǎn)化信息或自動控制的目的；另一類是利用電磁場對電荷或電流的作用，來控制其運動，使其平衡、加速、偏轉(zhuǎn)，以達(dá)到預(yù)定的目的常見的有電磁流量計、霍爾效應(yīng)、磁流體發(fā)電機(jī)、磁電式儀表、質(zhì)譜儀、速度選擇器等其中速度選擇器、電磁流量計、磁流體發(fā)電機(jī)及霍爾效應(yīng)都應(yīng)用了電場力與洛倫茲力平衡的力學(xué)

40、思想 一、選擇題（共40分）1某靜電場的電場線分布(fnb)如圖所示，圖中P、Q兩點的電場(din chng)強(qiáng)度的大小(dxio)分別為和，電勢分別為和，則 ( ) A. B. C. .2如圖甲所示，一個靜止的質(zhì)量為m、電荷量為q的帶電粒子（不計重力），經(jīng)電壓U加速后垂直進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，粒子打在P點，設(shè)OP=x，則圖乙中能夠正確反應(yīng)x與U之間關(guān)系的函數(shù)圖象是 ( ) 甲3如圖所示，一束電子以大小不同的速率垂直射入一橫截面為正方形的勻強(qiáng)磁場區(qū)，在從ab邊離開磁場的電子中，下列判斷正確的是 ( ) A.從點離開的電子速度最大 B.從b點離開的電子在磁場中運動時間最長 C.從b點離

41、開的電子速度偏轉(zhuǎn)角最大 D.在磁場中運動時間(shjin)相同的電子，其軌跡線一定重合4如圖所示，水平(shupng)放置、相距為d的兩帶電平行板間同時存在磁感應(yīng)強(qiáng)度(qingd)為B、方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場和勻強(qiáng)電場，一質(zhì)量為m、帶電荷量為q的小球由下板邊緣沿水平方向射入該區(qū)域，恰能在兩板間做勻速圓周運動，則 ( ) A.小球一定帶負(fù)電 B.小球一定帶正電 C.兩板間電壓為 D.小球在兩板間運動的時間為5如圖所示，水平放置的平行板電容器上板帶負(fù)電、下板帶正電，一帶電小球以速度水平射人電場，能沿下板邊緣飛出現(xiàn)保持極板電荷量不變，若下板不動，將上板上移一小段距離，小球仍以相同的速度從原處飛

42、入，則 ( ) A.小球?qū)⒋蛟谙掳逯醒?B.小球仍沿原軌跡由下板邊緣飛出 C.小球不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，沿直線運動 D.若上板不動，將下板上移一段距離，小球可能打在下板的中央6如圖所示，在某一點電荷形成的電場空間中建立一直角坐標(biāo)系，x軸和y軸上分別有a、b、c三點，將某一負(fù)電荷由c點分別移動到a點和b點時，克服電場力做的功均為W，則 ( ) A.若場源電荷為正電荷，則其位置應(yīng)在a、b連線的中垂線上，且離c點較遠(yuǎn) B.若場源電荷為正電荷，則其位置應(yīng)在a、b連線的中垂線上，且離c點較近 C.若場源電荷為負(fù)電荷，則其位置應(yīng)在a、b連線的中垂線上，且離c點較遠(yuǎn) D.若場源電荷為負(fù)電荷，則其位置應(yīng)在a、b連線的中

43、垂線上，且離c點較近7如圖所示，帶有正電荷的A粒子和B粒子同時從勻強(qiáng)磁場的邊界上的P點分別以與邊界夾角為和的方向射入磁場，又同時從磁場邊界上的Q點飛出，設(shè)邊界上方的磁場范圍足夠大，則下列說法正確的是 ( ) A.若A粒子是粒子，則B粒子可能是質(zhì)子 B.若A粒子是粒子，則B粒子可能是氘核 C.A粒子和B粒子的速度之比為2:1 D.A粒子和B粒子的速度之比為8如圖甲所示，一個質(zhì)量為m、帶電荷量為+q的圓環(huán)，可在水平放置的足夠長的粗糙(cco)細(xì)桿上滑動，細(xì)桿處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中現(xiàn)給圓環(huán)一個向右的初速度，若已知，在以后的運動(yndng)過程中，圓環(huán)運動的速度圖象(t xin)可能是圖乙中

44、的 ( ) 9如圖所示，水平放置的平行金屬板A、B帶有等量異種電荷，A板帶正電在金屬板的右側(cè)空間有垂直于紙面向里的有界勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B現(xiàn)有一質(zhì)量為m、電荷量為的帶電粒子（重力不計），從A、B的中點以初速度沿平行予金屬板的方向射入兩板間若粒子穿過電場后，從磁場邊界MN上的P點進(jìn)入磁場區(qū)域，經(jīng)磁場偏轉(zhuǎn)后，又從磁場邊界MN上的Q點（圖中未標(biāo)出）離開磁場若PQ間的距離為d，粒子在磁場中從P點運動到Q點的時間為，則 ( ) . C. D10如圖甲所示，兩個平行金屬板P、Q豎直放置，兩板間加上如圖乙所示的電壓t=0時，Q板比P板電勢高5V，此時在兩板的正中央M點有一個電子，速度為零，電子在電

45、場力作用下運動，使得電子的位置和速度隨時間變化假設(shè)電子始終未與兩板相碰在的時間內(nèi)，這個電子處于M點的 右側(cè)，速度方向向左且大小逐漸減小的時間段是 ( ) AB CD .二、非選擇題（共60分）11（6分）圖示為示波器，屏上顯示的是一亮度很低、線條(xintio)較且模糊不清的波形 (1)若要增大顯示(xinsh)波形的亮度，應(yīng)調(diào)節(jié) 旋鈕(xun ni)(2)若要屏上波形線條變細(xì)且邊緣清晰，應(yīng)調(diào)節(jié) 旋鈕(3)若要將波形曲線調(diào)至屏中央，應(yīng)調(diào)節(jié) 與 旋鈕 12(9分）如圖所示的裝置中，兩平行鐵夾正中央放上一銅質(zhì)圓環(huán)C緊壓在導(dǎo)電紙上，不接電源，代表電場中的導(dǎo)體，某同學(xué)用靈敏電流表接出兩個探針描繪出平面

46、上的等勢線和電場線如圖所示(1)當(dāng)兩個探針探測C環(huán)內(nèi)任意兩點時，電流表指針應(yīng) （填“左偏”、“指零”或“右偏”），表明在電場中 (2)當(dāng)兩個探針探測C環(huán)上任意兩點時，電流表指針應(yīng) （填“左偏”、“指零”或“右偏”），表明(3)從這位同學(xué)描繪出的圖中也可以看出13（10分）如圖所示，在xy坐標(biāo)系y軸右側(cè)有垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B，在第四象限還有沿軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場，y軸上有一點P，坐標(biāo)為(O，L)一電荷量為q、質(zhì)量為m的帶電粒子從P點以某一大小未知的速度沿與y軸正方向夾角為的方向垂直射入磁場，已知粒子能夠進(jìn)入第四象限，并且在其中恰好做勻速直線運動不計粒子重力求 (1)粒子在

47、第一象限中運動的時間t； (2)電場強(qiáng)度E14（10分）如圖甲所示，真空中水平放置的相距為d的兩平行金屬板板長為L，兩板上加恒定電壓后，板間可視為勻強(qiáng)電場在t=O時，將圖乙中所示的交變電壓加在兩板上，這時恰有一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶電粒子從兩板正中間以速度水平飛入電場若此粒子（重力不計）離開電場時恰能以平行于兩板的速度飛出，求：(1)兩板上所加交變電壓的頻率應(yīng)滿足的條件(2)該交變電壓的取值范圍15.(12分)如圖所示，一質(zhì)量為m、電荷量為十q的帶電小球從距地面高h(yuǎn)處以一定的初速度水平拋出，在離拋出點水平距離為L處，有一根管口比小球直徑略大些的半圓形光滑管，圓管的半徑為，圓管處在磁感應(yīng)強(qiáng)度為

48、B的磁場中為了使小球能無碰撞地進(jìn)入圓管，可在管口上方整個區(qū)域里加一場強(qiáng)方向水平向左的勻強(qiáng)電場，求：(1)小球(xio qi)的初速度(2)電場(din chng)強(qiáng)度E的大小(3)小球(xio qi)到達(dá)圓管的最低點時，對圓管的壓力16(13分)如圖所示，在x軸的上方有垂直于紙面向外、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場；在x軸的下方，有垂直于紙面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小也為B的勻強(qiáng)磁場一質(zhì)量為m、電荷量為+q的粒子，從坐標(biāo)原點0以速度進(jìn)入x軸上面的磁場，粒子進(jìn)入磁場時的速度方向與x軸正方向的夾角為，不計粒子的重力，求： (1)粒子在兩個磁場中往復(fù)運動的周期T (2)粒子在時間T內(nèi)沿x軸方向運動的平均速度

49、 (3)畫出粒子的運動軌跡（至少畫出兩個往復(fù)運動周期） B卷一、選擇題（共40分）1在一些電磁現(xiàn)象中會產(chǎn)生一種特殊的電場，其電場線為一個個同心圓，沒有起點和終點如圖所示，實線為電場線、方向為順時針，虛線MN為經(jīng)過圓心的一條直線已知該電場的電場線和靜電場的電場線在描述某一點的場強(qiáng)時具有相同規(guī)律，則 A.M點的場強(qiáng)比N點的場強(qiáng)大 B.M點的電勢比N點的電勢高 C.將一點電荷沿直線從M點移到N點，電勢能不變 D.將一點電荷從M點由靜止釋放，點電荷會沿電場線做圓周運動2美國布魯克黑文國家實驗室利用加速器制造出了夸克膠子等離子體，被列為2005年國際十大科技新聞回旋加速器可將夸克離子加速成高能粒子，其核

50、心部分是兩個分別與高頻交流電源相連接的D形金屬盒，D形盒間的狹縫中有周期性變化的電場，粒子在通過狹縫時都能得到加速，D形金屬盒處于垂直子盒的勻強(qiáng)磁場中，如圖所示要增大夸克離子射出時的動能，下列方法中可達(dá)到目的的是( ) A.增大電場的加速電壓 B.增大磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度 C.減小狹縫間的距離 D.增大D形金屬盒的半徑3如圖所示，在長是寬的2倍的矩形區(qū)域內(nèi)有正交的電場、磁場.一帶電粒子（不計重力）從左側(cè)中點水平射入時，恰能沿直線通過該區(qū)域，并從P點射出若撤去磁場，則粒子從c點射出；若撤去電場，則此粒子將 ( ) A.從b點射出 B.從b、P間射出 C.從a點射(din sh)出 D.從a、b間射出

51、4如圖所示，空間有一垂直紙面向外的磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.5T的勻強(qiáng)磁場，一質(zhì)量為0.2 kg且足夠長的絕緣木板靜止在光滑的水平面上，在木板左端無初速放置一質(zhì)量為0. lkg、電荷量q=0.2 C的帶正電滑塊，滑塊與絕緣木板之間的動摩擦因數(shù)為0.5，滑塊受到的最大靜摩擦力可認(rèn)為(rnwi)等于滑動摩擦力現(xiàn)對木板施加一方向水平向左，大小為0.6N的恒力F，g取.則 ( ) A.木板(m bn)和滑塊一直做加速度為2的勻加速運動 B.滑塊開始做勻加速運動，然后做加速度減小的加速運動，最后做勻速直線運動 C.最終木板做加速度為2 的勻加速運動，滑塊做速度為10 m/s的勻速運動 D.最終木板做加速度為3 的

52、勻加速運動，滑塊做速度為10 m/s的勻速運動5.醫(yī)生做某些特殊手術(shù)時，利用電磁血流計來監(jiān)測通過動脈的血流速度.電磁血流計由一對電極a、b以及磁極N、S構(gòu)成，磁極間的磁場時均勻的.使用時，兩電極a、b均與血管壁接觸，兩觸點的連線、磁場方向和血流速度的方向兩兩垂直，如圖所示由于血液中的正負(fù)離子隨血流一起在磁場中運動，電極a、b之間會有微小電勢差在達(dá)到平衡時，血管內(nèi)部的電場可看做是勻強(qiáng)電場，血液中的離子所受的電場力和磁場力的合力為零血管壁的厚度可忽略，人體血管的直徑約為3O mm.在某次監(jiān)測中，兩觸點間的電勢差為，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為0.050T.下列說法正確的是 ( ) A.a應(yīng)接電勢測量計的正極

53、，b接負(fù)極 B.a應(yīng)接電勢測量計的負(fù)極，b接正極 C.血液中粒子帶電越多，電勢差的測量值越大 D.此次測量中人體的血液流速為0.8 m/s6如圖所示，勻強(qiáng)電場方向平行予xOy平面，在xOy平面內(nèi)有一個半徑R=5 cm的圓，圓上有一電荷量為的試探電荷P，半徑OP與x軸方向的夾角為，P沿圓周移動時，其電勢能，則 A.x軸位于零勢能(shnng)面上 B.場強(qiáng)大小(dxio)為500 V/m，方向沿y軸負(fù)方向 C.場強(qiáng)大小(dxio)為500 V/m，方向沿x軸負(fù)方向 D.場強(qiáng)大小為5 V/m，方向沿x軸正方向7如圖所示，在水平向右的勻強(qiáng)電場中，從A點豎直向上以初速度拋出一質(zhì)量為m、電荷量為q的質(zhì)點

54、，曲線ABC為帶電質(zhì)點的運動軌跡，其中，C與A在同一水平面上質(zhì)點運動至最高點B時，速度為，則有( ) A.質(zhì)點從A運動至C所用時間為 B質(zhì)點運動至C點速度為 C.A,C間距離為 D從A運動至C電場力做功為8在一空心圓柱面內(nèi)有一垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，其橫截面如圖甲所示，磁場邊界為同心圓，內(nèi)、外半徑分別為r和圓心處有一粒子源不斷地沿半徑方向射出質(zhì)量為m、電荷量為q的帶電粒子，不計粒子重力為使這些粒子不射出磁場外邊界，粒子從圓心處射出時速度不能超過 ( ) A！ B C D9圖示是某一粒子速度選擇器的原理示意圖，在一半徑R=10cm的圓柱形筒內(nèi)，有一磁感應(yīng)強(qiáng)度的勻強(qiáng)磁場，方向與軸

55、線平行，在圓柱筒某一直徑兩端開有小孔（入射孔A和出射孔P），粒子束以不同的角度入射，最后有不同速度的粒子束射出 現(xiàn)有一粒子源發(fā)射比荷為的陽離子（不計重力），且離子中速度分布連續(xù)，當(dāng)角度時，下列關(guān)于出射離子的論述中，正確的是 ( ) A.速度相同的陰離子也可以從P點出射 B.從P點出射的離子速度的大小是 C.要想選擇(xunz)出速度更大的離子，角應(yīng)變(yngbin)小 D.此時出射離子在磁場(cchng)中運動的時間是半個周期10.如圖所示，a、b、c、d是某勻強(qiáng)電場中的四個點，它們正好是一個矩形的四個頂點，ab=cd=L，ad=bc=2L，電場線與矩形所在平面平行，已知a點電勢為20 V，b點電勢為24 V，d點電勢為12 V.-個質(zhì)子從b點以速度射入電場，入射方向與bc成角，一段時間后經(jīng)過c點不計質(zhì)子的重力下列判斷正確的是 ( ) A.c點的電勢高于a點的電勢 B.場強(qiáng)的方向由b指向d c.質(zhì)子從b運動到c，所用的時間為 D.質(zhì)子從b運動到c，電場力做功為4 eV二、非選擇題（共60分）11.（6分）具有相同的質(zhì)子數(shù)和不同的中子數(shù)的原子（核）稱為同位素測量同位素質(zhì)量和相對含量的儀器叫質(zhì)譜儀，它的種類很多，其中一種的構(gòu)