帶電粒子在電磁場中的運動綜合訓(xùn)練- 高二上學(xué)期物理人教版（2019）選擇性必修第二冊

PAGE帶電粒子在電磁場中的運動一、選擇題1．一個質(zhì)量為m，電量為q的負電荷在磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中繞固定的正電荷做勻速圓周運動，磁場方向垂直于它的運動平面，作用在負電荷上的電場力恰好是磁場力的三倍，則負電荷做圓周運動的角速度可能是：() A． B． C． D．2．如圖所示，足夠長的光滑三角形絕緣槽，與水平面的夾角分別為α和β（α＜β），加垂直于紙面向里的磁場．分別將質(zhì)量相等、帶等量正、負電荷的小球a、b依次從兩斜面的頂端由靜止釋放，關(guān)于兩球在槽上運動的說法正確的是（）A．在槽上，a、b兩球都做勻加速直線運動，且aa＞abB．在槽上，a、b兩球都做變加速運動，但總有aa＞abC．a(chǎn)、b兩球沿直線運動的最大位移是sa＜sbD．a(chǎn)、b兩球沿槽運動的時間為ta和tb，則ta＜tbββα3．一帶正電的小球沿光滑水平桌面向右運動，飛離桌面后進入勻強磁場，如圖所示，若飛行時間t1后落在地板上，水平射程為s1，著地速度大小為v1，撤去磁場，其他條件不變，小球飛行時間t2，水平射程s2，著地速度大小為v2，則（）A．s2＞s1B．t1＞t2C．v1＞v2D．v1=v4．用絕緣細線懸掛一個質(zhì)量為m、帶電量為+q的小球，讓它處于右圖所示的磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中．由于磁場的運動，小球靜止在如圖位置，這時懸線與豎直方向夾角為α，并被拉直，則磁場運動的速度和方向是（）A．v=mg/Bq，水平向右 B．v=mg/Bq，水平向左C．v=mgtanα/Bq，豎直向上 D．v=mgtanα/Bq，豎直向下ααB5．如圖所示，有一電量為q，質(zhì)量為m的小球，從兩豎直的帶等量異種電荷的平行板上方高h處自由下落，兩板間有勻強磁場，磁場方向垂直紙面向里，那么帶電小球在通過正交電磁場時()A．一定做曲線運動 B．不可能做曲線運動C．可能做勻速直線運動 D．可能做勻加速直線運動6．如圖，在坐標(biāo)系的第一和第二象限內(nèi)存在磁感應(yīng)強度大小分別為eq\f(1,2)B和B、方向均垂直于紙面向外的勻強磁場。一質(zhì)量為m、電荷量為q(q>0)的粒子垂直于x軸射入第二象限，隨后垂直于y軸進入第一象限，最后經(jīng)過x軸離開第一象限。粒子在磁場中運動的時間為()A.eq\f(5πm,6qB) B．eq\f(7πm,6qB)C.eq\f(11πm,6qB) D.eq\f(13πm,6qB)7.如圖所示，空間有豎直方向的勻強電場(場強大小未知)和垂直紙面向里的勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小為B，豎直面內(nèi)有一固定的光滑絕緣圓環(huán)，環(huán)上套有一帶負電荷的小球，小球質(zhì)量為m，電荷量為q，重力加速度大小為g，現(xiàn)給小球一個大小為v的初速度，小球恰好能沿光滑圓環(huán)做勻速圓周運動，則下列說法正確的是()A．電場方向向上，電場強度大小為E＝eq\f(mg,q)B．小球?qū)A環(huán)的作用力大小一定為FN＝qvB－meq\f(v2,R)C．小球?qū)A環(huán)的作用力大小一定為FN＝qvB＋meq\f(v2,R)D．小球?qū)A環(huán)的作用力大小可能為FN＝meq\f(v2,R)－qvB8.(多選)如圖所示，直線MN與水平方向成60°角，MN的右上方存在垂直紙面向外的勻強磁場，左下方存在垂直紙面向里的勻強磁場，兩磁場的磁感應(yīng)強度大小均為B。一粒子源位于MN上的a點，能水平向右發(fā)射不同速率、質(zhì)量為m(重力不計)、電荷量為q(q>0)的同種粒子，所有粒子均能通過MN上的b點，已知ab＝L，則粒子的速度可能是()A.eq\f(\r(3)qBL,6m) B．eq\f(\r(3)qBL,3m)C.eq\f(\r(3)qBL,2m) D.eq\f(\r(3)qBL,m)9．如圖中所示虛線所圍的區(qū)域內(nèi)，存在電場強度為E的勻強電場和磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場，已知從左側(cè)水平射入的電子，穿過這一區(qū)域時未發(fā)生偏轉(zhuǎn)，設(shè)重力忽略不計，則在這個區(qū)域中的E和B的方向可能是（）A．E和B都沿水平方向，并與電子運動方向相同B．E和B都沿水平方向，并與電子運動方向相反C．E豎直向上，B垂直于紙面向外D．E豎直向上，B垂直于紙面向里EEBe10.如圖甲所示，豎直面內(nèi)矩形ABCD區(qū)域內(nèi)存在磁感應(yīng)強度按如圖乙所示的規(guī)律變化的磁場(規(guī)定垂直紙面向外為正方向)，區(qū)域邊長eq\x\to(AB)＝eq\r(3)eq\x\to(AD)，一帶正電的粒子從A點沿AB方向以速度v0射入磁場，在T1時刻恰好能從C點平行DC方向射出磁場?，F(xiàn)在把磁場換成按如圖丙所示規(guī)律變化的電場(規(guī)定豎直向下為正方向)，相同的粒子仍以速度v0從A點沿AB方向射入電場，在T2時刻恰好能從C點平行DC方向射出電場。不計粒子的重力，則磁場的變化周期T1和電場的變化周期T2之比為(C)甲A．1︰1 B．2eq\r(3)π︰3C．2eq\r(3)π︰9 D．eq\r(3)π︰9二、填空題11．如圖所示，在真空中一個光滑的絕緣的水平面上，有直徑相同的兩個金屬球A、C．質(zhì)量mA=0.01kg，mC=0.005kg．靜止在磁感應(yīng)強度B=0.5T的勻強磁場中的C球帶正電，電量qC=1×10-2C．在磁場外的不帶電的A球以速度v0=20m/s進入磁場中與C球發(fā)生正碰后，C球?qū)λ矫鎵毫η『脼榱?，則碰后A球的速度為。vv0AC12.如圖所示，長為L的水平極板間有垂直紙面向里的勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小為B，板間的距離也為L，兩極板不帶電?，F(xiàn)有質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電荷粒子(不計重力)，從極板間左邊中點處垂直磁感線以速度v水平射入磁場，欲使粒子不打在極板上，則v需要滿足什么條件。三、計算題13.如圖甲所示，質(zhì)量為m帶電量為－q的帶電粒子在t＝0時刻由a點以初速度v0垂直進入磁場，Ⅰ區(qū)域磁場磁感應(yīng)強度大小不變、方向周期性變化如圖乙所示(垂直紙面向里為正方向)；Ⅱ區(qū)域為勻強電場，方向向上；Ⅲ區(qū)域為勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小與Ⅰ區(qū)域相同均為B0。粒子在Ⅰ區(qū)域內(nèi)一定能完成半圓運動且每次經(jīng)過mn的時刻均為eq\f(T0,2)整數(shù)倍，則(1)粒子在Ⅰ區(qū)域運動的軌道半徑為多少？(2)若初始位置與第四次經(jīng)過mn時的位置距離為x，求粒子進入Ⅲ區(qū)域時速度的可能值(初始位置記為第一次經(jīng)過mn)。14.在圖甲中，加速電場A、B板水平放置，半徑R＝0.2m的圓形偏轉(zhuǎn)磁場與加速電場的A板相切于N點，有一群比荷為eq\f(q,m)＝5×105C/kg的帶電粒子從電場中的M點處由靜止釋放，經(jīng)過電場加速后，從N點垂直于A板進入圓形偏轉(zhuǎn)磁場，加速電場的電壓U隨時間t的變化如圖乙所示，每個帶電粒子通過加速電場的時間極短，可認為加速電壓不變。eq\f(T,6)時刻進入電場的粒子恰好水平向左離開磁場，(不計粒子的重力)求：(1)粒子的電性；(2)磁感應(yīng)強度B的大??；(3)何時釋放的粒子在磁場中運動的時間最短？最短時間t是多少(π取3)15.如圖a所示的xOy平面處于變化的勻強電場和勻強磁場中，電場強度E和磁感應(yīng)強度B隨時間做周期性變化的圖像如圖b所示，y軸正方向為E的正方向，垂直于紙面向里為B的正方向。t＝0時刻，帶負電粒子P(重力不計)由原點O以速度v0沿y軸正方向射出，它恰能沿一定軌道做周期性運動。v0、E0和t0為已知量