1、温馨提示： 此套题为Word版，请按住Ctrl,滑动鼠标滚轴，调节合适的观看比例，答案解析附后。关闭Word文档返回原板块。专题检测卷(十)带电粒子在组合场、复合场中的运动A组(45分钟100分)一、单项选择题(本大题共4小题,每小题6分,共24分。每小题只有一个选项正确)1.如图所示,从离子源发射出的正离子,经加速电压U加速后进入相互垂直的电场(E方向竖直向上)和磁场(B方向垂直纸面向外)中,发现离子向上偏转。要使此离子沿直线通过电磁场,需要()A.增加E,减小BB.增加E,减小UC.适当增加UD.适当减小B2.环型对撞机是研究高能粒子的重要装置,如图所示,比荷相等的正、负离子由静止都经过电
2、压为U的直线加速器加速后,沿圆环切线方向同时注入对撞机的高真空环状空腔内,空腔内存在着与圆环平面垂直的匀强磁场,磁感应强度大小为B。正、负离子在环状空腔内只受洛伦兹力作用而沿相反方向做半径相等的匀速圆周运动,然后在碰撞区迎面相撞,不考虑相对论效应,下列说法正确的是()A.所加的匀强磁场的方向应垂直圆环平面向外B.若加速电压一定,离子的比荷越大,磁感应强度B越小C.磁感应强度B一定时,比荷相同的离子加速后,质量大的离子动能小D.对于给定的正、负离子,加速电压U越大,离子在环状空腔磁场中的运动时间越长3.(2013珠海一模)一束几种不同的正离子,垂直射入有正交的匀强磁场和匀强电场区域里,离子束保持
3、原运动方向未发生偏转,接着进入另一匀强磁场,发现这些离子分成几束,如图所示。对这些正离子,可得出结论()A.它们的动能一定各不相同B.它们的电量一定各不相同Zxxk.ComC.它们的质量一定各不相同D.它们的比荷一定各不相同4.(2013深圳二模)劳伦斯和利文斯设计的回旋加速器工作原理如图所示,置于高真空中的D形金属盒半径为R,两盒间的狭缝很小,带电粒子穿过的时间可忽略,磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直,高频交流电频率为f,加速电压为U。若A处粒子源产生的质子质量为m、电荷量为+q,在加速器中被加速,且加速过程中不考虑相对论效应和重力的影响,则下列说法正确的是()A.质子被加速后的最大速度不
4、可能超过2RfB.质子离开回旋加速器时的最大动能与加速电压U成正比C.质子离开回旋加速器时的最大动能与交流电频率f成正比D.质子第2次和第1次经过两D形盒间狭缝后轨道半径之比为21二、双项选择题(本大题共5小题,每小题8分,共40分。每小题有两个选项正确)5.利用如图所示的方法可以测得金属导体中单位体积内的自由电子数n,现测得一块横截面为矩形的金属导体的宽为b,厚为d,并加有与侧面垂直的匀强磁场B,当通以图示方向电流I时,在导体上、下表面间用电压表可测得电压为U。已知自由电子的电荷量为e,则下列判断正确的是()A.上表面电势高B.下表面电势高C.该导体单位体积内的自由电子数为D.该导体单位体积
5、内的自由电子数为6.(2013佛山一模)1922年英国物理学家阿斯顿因质谱仪的发明、同位素和质谱的研究荣获了诺贝尔化学奖。若速度相同的同一束粒子由左端射入质谱仪后的运动轨迹如图所示,则下列相关说法中正确的是()A.该束带电粒子带负电B.速度选择器的P1极板带正电C.在B2磁场中运动半径越大的粒子,质量越大D.在B2磁场中运动半径越大的粒子,比荷越小7.(2013浙江高考改编)在半导体离子注入工艺中,初速度可忽略的磷离子P+和P3+,经电压为U的电场加速后,垂直进入磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里、有一定宽度的匀强磁场区域,如图所示。已知离子P+在磁场中转过=30后从磁场右边界射出。在电场和
6、磁场中运动时,离子P+和P3+()A.在电场中的加速度之比为11B.在磁场中运动的半径之比为1C.在磁场中转过的角度之比为11D.离开电场区域时的动能之比为138.(2013东城区一模)质量为m,带电量为q的小物块,从倾角为的光滑绝缘斜面上由静止下滑,整个斜面置于方向水平向里的匀强磁场中,磁感应强度为B,如图所示。若带电小物块下滑后某时刻对斜面的作用力恰好为零,下面说法中正确的是()A.小物块一定带正电荷B.小物块在斜面上运动时做匀加速直线运动C.小物块在斜面上运动时做加速度增大,而速度也增大的变加速直线运动D.小物块在斜面上下滑过程中,当小物块对斜面压力为零时的速率为9.(2013西安一模)
7、在地面附近的空间中有水平方向的匀强电场和匀强磁场,已知磁场的方向垂直纸面向里,一个带电油滴沿着一条与竖直方向成角的直线MN运动,如图所示。由此可判断下列说法正确的是()A.如果油滴带正电,则油滴从M点运动到N点B.如果油滴带正电,则油滴从N点运动到M点C.如果电场方向水平向右,则油滴从N点运动到M点D.如果电场方向水平向左,则油滴从N点运动到M点三、计算题(本大题共2小题,共36分。需写出规范的解题步骤)10.(18分)(2013肇庆一模)如图所示,水平放置的两块长直平行金属板a、b相距d=0.10m,a、b间的电场强度为E=5.0105N/C,b板下方整个空间存在着磁感应强度大小为B=0.6
8、T、方向垂直纸面向里的匀强磁场。今有一质量为m=4.810-25kg、电荷量为q=1.610-18C的带正电的粒子(不计重力)从贴近a板的左端以v0=1.0106m/s的初速度水平射入匀强电场,刚好从狭缝P处穿过b板而垂直进入匀强磁场,最后粒子回到b板的Q处(图中未画出)。(1)判断a、b两板间电场强度的方向;(2)求粒子到达P处的速度与水平方向的夹角;(3)求P、Q之间的距离L(结果可保留根号)。11.(18分)(2013肇庆二模)如图所示,坐标空间中有场强为E的匀强电场和磁感应强度为B的匀强磁场,y轴为两种场的分界面,图中虚线为磁场区域的右边界,现有一质量为m、电量为-q的带电粒子从电场中
9、坐标位置(-l,0)处,以初速度v0沿x轴正方向开始运动,且已知l=(粒子重力不计)。试求:(1)带电粒子进入磁场时的速度v的大小及v的方向与y轴的夹角;(2)若要使带电粒子能穿越磁场区域而不再返回电场中,磁场的宽度d的最小值是多少?B组(45分钟100分)一、单项选择题(本大题共4小题,每小题6分,共24分。每小题只有一个选项正确)1.(2013东莞一模)一个电子穿过某一空间而未发生偏转,则()A.此空间一定不存在磁场B.此空间一定不存在电场C.此空间可能只有匀强磁场,方向与电子速度垂直D.此空间可能同时有电场和磁场2.(2013株洲一模)如图所示,界面PQ与水平地面之间有一个正交的匀强磁场
10、B和匀强电场E,在PQ上方有一个带正电的小球A自O静止开始下落,穿过电场和磁场到达地面。设空气阻力不计,下列说法中正确的是()A.在复合场中,小球做匀变速曲线运动B.在复合场中,小球下落过程中的电势能增大C.小球从静止开始下落到水平地面时的动能等于其电势能和重力势能的减少量总和D.若其他条件不变,仅增大磁感应强度,小球从原来位置下落到水平地面时的动能不变3.(2013太原一模)如图所示,一个带正电的物块m,由静止开始从斜面上A点下滑,滑到水平面BC上的D点停下来。已知物块与斜面及水平面间的动摩擦因数相同,且不计物块经过B处时的机械能损失。先在ABC所在空间加竖直向下的匀强电场,第二次让物块m从
11、A点由静止开始下滑,结果物块在水平面上的D点停下来。后又撤去电场,在ABC所在空间加水平向里的匀强磁场,再次让物块m从A点由静止开始下滑,结果物块沿斜面滑下并在水平面上的D点停下来。则以下说法中正确的是()A.D点一定在D点左侧B.D点一定与D点重合C.D点一定在D点左侧D.D点一定与D点重合4.如图所示,真空中有一匀强电场和水平面成一定角度斜向上,一个电荷量为Q=-510-6C的带电质点固定于电场中的O点,在a点有一个质量为m=910-3kg、电荷量为q=210-8C的点电荷恰能处于静止,a与O在同一水平面上,且相距为r=0.1m。现用绝缘工具将q搬到与a在同一竖直平面上的b点,Oa=Ob且
12、相互垂直,在此过程中外力至少做功为()A.1.810-2JB.9(+1)10-3JC.910-3JD.910-3J二、双项选择题(本大题共5小题,每小题8分,共40分。每小题有两个选项正确)5.(2013珠海二模)中国科学家发现了量子反常霍尔效应,杨振宁称这一发现是诺贝尔奖级。如图所示,厚度为h,宽度为d的金属导体,当磁场方向与电流方向(自由电子定向移动形成的电流)垂直时在上、下表面会产生电势差,这种现象称为霍尔效应。下列说法正确的是()A.上表面的电势高于下表面B.下表面的电势高于上表面C.增大h时,上、下表面的电势差增大D.增大d时,上、下表面的电势差增大6.如图所示为阿尔法磁谱仪的内部结
13、构示意图,它曾由航天飞机携带升空,安装在阿尔法空间站中,用来探测宇宙射线。现假设一束由两种不同粒子组成的宇宙射线,恰好沿直线OO通过正交的电场和磁场区域后进入匀强磁场B2,形成两条径迹,则下列说法中正确的是()A.粒子1进入磁场B2的速度小于粒子2的速度B.粒子1进入磁场B2的速度等于粒子2的速度C.粒子1的比荷大于粒子2的比荷D.粒子1的比荷小于粒子2的比荷7.(2013沈阳一模)如图所示,竖直平面内的光滑绝缘轨道ABC,AB为倾斜直轨道,BC为圆形轨道,圆形轨道处在匀强磁场中,磁场方向垂直纸面向里。质量相同的甲、乙、丙三个绝缘小球,甲球带正电、乙球带负电、丙球不带电。现将三个小球从轨道AB
14、上分别从不同高度处由静止释放,都恰好通过圆形轨道的最高点,则()A.经过最高点时,三个小球的速度应相等B.经过最高点时,甲球的速度应最小C.释放的甲球位置比乙球高D.运动过程中三个小球的机械能均保持不变8.(2013连云港一模)如图所示为一个质量为m、电荷量为+q的圆环,可在水平放置的足够长的粗糙细杆上滑动,细杆处于磁感应强度为B的匀强磁场中,不计空气阻力,现给圆环一向右的初速度v0,在以后的运动过程中,圆环运动的速度图像可能是图中的()9.如图所示,在第二象限内有水平向右的匀强电场,电场强度为E,在第一、第四象限内分别存在如图所示的匀强磁场,磁感应强度大小相等。有一个带电粒子以初速度v0垂直
15、x轴,从x轴上的P点进入匀强电场,恰好与y轴成45角射出电场,再经过一段时间又恰好垂直于x轴进入下面的磁场。已知OP之间的距离为d,则带电粒子()A.在电场中运动的时间为B.在磁场中做圆周运动的半径为dC.自进入磁场至第二次经过x轴所用时间为D.自进入电场至在磁场中第二次经过x轴的时间为三、计算题(本大题共2小题,共36分。需写出规范的解题步骤)10.(18分)(2013湛江一模)如图甲所示,水平光滑绝缘桌面距地面高h,x轴将桌面分为、两个区域。乙图为桌面的俯视示意图,区域的匀强电场场强为E,方向与ab边及x轴垂直;区域的匀强磁场方向竖直向下。一质量为m,电荷量为q的带正电小球,从桌边缘ab上
16、的M处由静止释放(M距ad边及x轴的距离均为l),加速后经x轴上N点进入磁场,最后从ad边上的P点飞离桌面,小球飞出的瞬间,速度与ad边夹角为60,如图乙。求:(1)小球进入磁场时的速度;(2)区域磁场磁感应强度的大小;(3)小球飞离桌面后飞行的水平距离。11.(18分)(2013梅州二模)如图所示,相距为d的平行金属板M、N间存在匀强电场和垂直纸面向里、磁感应强度为B0的匀强磁场;在xOy直角坐标平面内,第一象限有沿y轴负方向场强为E的匀强电场,第四象限有垂直坐标平面向里、磁感应强度为B的匀强磁场。一质量为m、电量为q的正离子(不计重力)以初速度v0沿平行于金属板方向射入两板间并做匀速直线运
17、动。从P点垂直y轴进入第一象限,经过x轴上的A点射出电场,进入磁场。已知离子过A点时的速度方向与x轴成45角。求:(1)金属板M、N间的电压U;(2)离子运动到A点时速度v的大小和由P点运动到A点所需时间t;(3)离子第一次离开第四象限磁场区域的位置C(图中未画出)与坐标原点的距离。答案解析A组1.【解析】选C。离子所受的电场力F=qE,洛伦兹力F洛=qvB,qU=mv2,离子向上偏转,电场力大于洛伦兹力,故要使离子沿直线运动,可以适当增加U,增加速度,洛伦兹力增大,C正确;也可适当减小E或增大B,电场力减小或洛伦兹力增大,A、B、D错误。2.【解析】选B。根据图示可知,正离子做逆时针方向的匀
18、速圆周运动,负离子做顺时针方向的匀速圆周运动,磁场方向应垂直圆环平面向里,选项A错误;离子在加速电场中,qU=mv2,在环状空腔中的圆周运动满足qvB=m,则B=,对于比荷相等的正、负离子,加速电压一定,运动半径一定,则离子比荷越大,所需磁场的磁感应强度越小,选项B正确;离子在磁场中的运动速度为v=,磁感应强度相同,半径一定,比荷相同,正、负离子做圆周运动的速度相等,质量大的离子,其动能一定大,选项C错误;离子在环状空腔磁场中的运动时间为t=,与加速电压无关,选项D错误。3.【解析】选D。在电磁场中,正离子受到的洛伦兹力F洛与电场力F电相等,从而做直线运动,有Eq=qvB1,v=,即所有正离子
19、速度都相同,当正离子进入磁场B2中时,r=,正离子分成几束,则r不同,比荷一定各不相同,D正确。4.【解析】选A。质子离开加速器时的速度v=2Rf,A对;又因R=,故Ek=与U、f无关,B、C均错;质子第1次经过D形盒qU=m,质子第2次经过D形盒2qU=m,又因R=,故=,D错。5.【解析】选B、D。画出平面图如图所示,由左手定则可知,自由电子向上表面偏转,故下表面电势高,故选项B正确,A错误;再根据e=evB,I=neSv=nebdv得n=,故选项D正确,C错误。6.【解析】选B、D。由带电粒子在磁场B2中的偏转方向可知,粒子带正电,选项A错误;带电粒子在如题图所示的速度选择器中受到两个力
20、平衡,即qvB=qE,因为受到的洛伦兹力方向向上,故受到的电场力方向向下,则P1极板带正电,选项B正确;带电粒子在右侧的偏转磁场中,半径R=,则比荷越小,半径越大,选项D正确,选项C错误。7.【解题指南】解答本题可按以下思路进行:(1)正离子在电场中,由于电场力的作用做加速运动;(2)正离子在磁场中,洛伦兹力提供向心力,做圆周运动。【解析】选B、D。磷离子P+和P3+的质量相等,在电场中所受的电场力之比为13,所以加速度之比为13,A项错误;离开电场区域时的动能之比为13,初速度可忽略的磷离子P+和P3+,经电压为U的电场加速后,由动能定理可得,离开电场区域时的动能之比为它们的带电量之比,即1
21、3,D项正确;在磁场中做圆周运动时洛伦兹力提供向心力qvB=m,可得r=,=,B项正确;设P+在磁场中的运动半径为R,由几何知识可得磁场的宽度为R,而P3+的半径为R,由几何知识可得P3+在磁场中转过的角度为60,P+在磁场中转过的角度为30,所以磷离子P+和P3+在磁场中转过的角度之比为12,C项错误。8.【解析】选B、D。小物块沿斜面下滑对斜面作用力为零时受力分析如图所示,小物块受到重力mg和垂直于斜面向上的洛伦兹力F,故小物块带负电荷,A错误;小物块在斜面上运动时合力等于mgsin保持不变,做匀加速直线运动,B正确,C错误;小物块在斜面上下滑过程中,当小物块对斜面压力为零时有qvB=mg
22、cos,则有v=,D正确。9.【解题指南】解答该题的思路:(1)先根据带电油滴做直线运动,分析其做的是匀速直线运动。(2)再根据左手定则,利用假设法分析洛伦兹力的方向,分析是否满足合力为零,并确定电性。(3)最后确定电场的方向。【解析】选A、C。油滴在运动过程中受到重力、电场力及洛伦兹力的作用,因洛伦兹力的方向始终与速度方向垂直,大小随速度的改变而改变,而电场力与重力的合力是恒力,所以油滴做匀速直线运动;又因电场力一定在水平方向上,故洛伦兹力的方向是斜向上方的,因而当油滴带正电时,应该由M点向N点运动,故选项A正确,B错误。若电场方向水平向右,则油滴需带负电,此时斜向右上方与MN垂直的洛伦兹力
23、对应油滴从N点运动到M点,即选项C正确。同理,电场方向水平向左时,油滴需带正电,油滴是从M点运动到N点的,故选项D错误。10.【解析】(1)a、b间电场强度的方向是由a板指向b板。(3分)(2)粒子从a板左端运动到P处,由动能定理得qEd=mv2-m(2分)代入数据,解得v=106m/s(2分)cos=,(3分)代入数据得=30。(1分)(3)设粒子在磁场中做匀速圆周运动,圆心为O,半径为r,如图,由几何关系得=rsin30,(2分)又qvB=m(2分)联立求得L=m。(3分)答案:(1)由a板指向b板(2)30(3)m11.【解析】(1)带电粒子在电场中做类平抛运动,设带电粒子在电场中运动的
24、加速度是a,由牛顿运动定律可得:qE=ma(2分)设粒子进入磁场时的速度大小为v,此时在y轴方向的分速度为vy,粒子在电场中的运动时间为t,则有vy=at(2分)l=v0t(2分)v=(1分)由上式解得v=v0(1分)sin=(1分)由式解得:sin=由式可得:=45(1分)(2)粒子进入磁场后在洛伦兹力作用下做圆周运动,如图所示。由洛伦兹力提供向心力可得F洛=F向:F洛=qvB(1分)F向=m(1分)由式解得R=(2分)由图可知:若要使带电粒子能穿越磁场区域而不再返回电场中,磁场的宽度d应满足:dR(1+cos)(2分)由解得:dmin=(2分)答案:(1)v045(2)【方法技巧】解决带电
25、粒子运动问题的方法数形思维法数形思维方法是解决带电粒子运动问题的基本方法。带电粒子在磁场中的圆周运动,关键是根据题中的“几何约束”,挖掘隐含的几何关系,求出轨迹半径,要善于将物理问题划归为几何问题,建立数形结合的思想。1.建立数形结合思想可以从“数、形、链”三个方面进行。 (1)所谓“数”也就是物理量,可以是具体数据,也可以是符号;(2)所谓“形”,就是将题设物理情景以图形的形式呈现出来;(3)所谓“链”,也就是情景链接和条件关联。情景链接就是将物理情景分解成若干个子过程,并将这些子过程由“数、形”有机地链接起来;条件关联就是“数”间关联或临界条件关联。2.“数、形、链”三位一体,三维建模,一
26、般分为三步建立物理模型(1)分析和分解物理过程,确定不同过程的初、末状态,将状态量与过程量对应起来;(2)画出关联整个物理过程的思维导图,对于运动过程直接画出运动草图; (3)在草图上标出物理过程和对应的物理量,建立情景链接和条件关联,完成情景模型。B组1.【解析】选D。当空间只有匀强磁场,且电子的运动方向与磁场方向垂直时,受洛伦兹力作用,会发生偏转,C不正确。当空间既有电场又有磁场,且两种场力相互平衡时,电子不会发生偏转,A、B不正确,D正确。2.【解析】选C。小球刚进入电场、磁场区域,受力如图,因此小球向右偏转。由于洛伦兹力与速度有关,故小球所受的合力大小和方向均变化,故A错;因电场力做正
27、功,故小球的电势能减小,B错;由于洛伦兹力不做功,由能量守恒可知C对;当磁场变强,小球落地点的水平位移增大,电势能减小量增大,小球动能增大,D错。3.【解析】选B。仅在重力场中时,物块由A点至D点的过程中,由动能定理得mgh-mgcoss1-mgs2=0,即h-coss1-s2=0,由题意知A点距水平面的高度h、物块与斜面及水平面间的动摩擦因数、斜面倾角、斜面长度s1为定值,所以s2与重力的大小无关。而在ABC所在空间加竖直向下的匀强电场后,相当于把重力增大了,s2不变,D点一定与D点重合;在ABC所在空间加水平向里的匀强磁场后,洛伦兹力垂直于接触面向上,正压力变小,摩擦力变小,重力做的功不变
28、,所以D点一定在D点右侧,只有选项B正确。4.【解析】选D。点电荷恰好在a点静止,在该位置点电荷受力平衡,受力分析图如图所示。因为带电质点Q对点电荷的库仑力为F=k=910-2N,点电荷的重力为G=mg=910-2N,根据平衡条件知,匀强电场对点电荷的电场力大小为F电=910-2N,方向与Oa成45角斜向上,与ab连线垂直,直线ab与电场线垂直是匀强电场的等势线。用绝缘工具将q搬到与a在同一竖直平面上的b点的过程中,库仑力和电场力都对点电荷不做功,只有重力做了W=-mgr=-910-3J的功,因此,在该过程中,外力至少应克服重力做910-3J的功,选项D正确,其他选项均错。【变式备选】(201
29、3西安一模)真空中存在竖直向上的匀强电场和水平方向的匀强磁场,一质量为m、带电荷量为q的物体以速度v在竖直平面内做半径为R的匀速圆周运动。假设t=0时刻,物体在运动轨迹的最低点且重力势能为零,电势能也为零,则下列说法中不正确的是()A.物体带正电且逆时针运动B.在物体运动的过程中,机械能守恒,且机械能E=mv2C.在物体运动的过程中,重力势能随时间变化的关系为Ep=mgR(1-cost)D.在物体运动的过程中,电势能随时间变化的关系为E电=mgR(cost-1)【解析】选B。由题意知,题中物体所受的电场力与重力平衡,洛伦兹力提供其做匀速圆周运动所需的向心力,故知物体带正电,洛伦兹力使其逆时针转
30、动,物体的动能不变,重力势能和电势能相互转化,机械能不守恒,则重力势能Ep=mgh=mgR(1-cost),电势能E电=-qEh=-mgh=-Ep。故A、C、D正确,B错误。5.【解析】选B、C。用左手定则判断知自由电子向上偏转,则上表面电势较低,A错,B对;稳定后,F电=f洛,即q=qvB,故U=vBh,由此知,C对,D错。6.【解析】选B、C。两种不同的宇宙射线粒子沿直线通过正交的电场和磁场区域(速度选择器),说明两种粒子的速度大小相等,都是v=,则选项B正确,而选项A错误;两种粒子在同一磁场中的运动半径不相等,且r2r1,即v丙v乙,则三个小球释放位置的高度满足h甲h丙h乙,由于三个小球
31、运动过程中只有重力做功,则均保持机械能不变。由以上分析可知本题正确选项为C、D,选项A、B错误。8.【解析】选A、D。由左手定则可判断洛伦兹力方向向上,圆环受到竖直向下的重力、垂直杆的弹力及向左的摩擦力,当洛伦兹力初始时刻小于重力时,弹力方向竖直向上,圆环向右减速运动,随着速度减小,洛伦兹力减小,弹力越来越大,摩擦力越来越大,故做加速度增大的减速运动,直到速度为零而处于静止状态,选项中没有对应图像;当洛伦兹力初始时刻等于重力时,弹力为零,摩擦力为零,故圆环做匀速直线运动,A正确;当洛伦兹力初始时刻大于重力时,弹力方向竖直向下,圆环做减速运动,速度减小,洛伦兹力减小,弹力减小,在弹力减小到零的过
32、程中,摩擦力逐渐减小到零,故圆环做加速度逐渐减小的减速运动,摩擦力为零时,开始做匀速直线运动,D正确。9.【解析】选A、D。带电粒子在匀强电场中做类平抛运动,水平方向做匀加速直线运动,竖直方向做匀速直线运动,出电场时与y轴成45角,水平速度与竖直速度相等,则由水平方向t1=,则竖直方向的位移y=v0t1=2d,带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动,恰好垂直于x轴进入下面的磁场,则由几何关系可求出粒子的半径为r=2d且r=,粒子垂直进入下面磁场中继续做匀速圆周运动,又垂直x轴出磁场,粒子自进入磁场至第二次经过x轴所用时间为t2=T=,自进入电场至在磁场中第二次经过x轴的时间为t=t1+t2=,故选
33、A、D。10.【解析】(1)小球在电场中沿MN方向做匀加速直线运动,此过程由动能定理qEl=mv2(2分)可得小球进入磁场时的速度v=(2分)v方向与电场方向一致,与x轴垂直。(2分)(2)小球进入磁场后做匀速圆周运动,轨迹如图所示。由几何关系可得R+Rsin30=l(2分)又由洛伦兹力提供向心力,有qvB=m(2分)由式可得B=3(2分)(3)小球飞离桌面后做平抛运动,由平抛运动规律有h=gt2(2分)x=vt(2分)由式可得小球飞行的水平距离为x=2(2分)答案:(1) 方向与电场方向一致,与x轴垂直(2)3(3)211.【解析】(1)设平行金属板M、N间匀强电场的场强为E0,则有U=E0
34、d(1分)因为离子在金属板方向射入两板间并做匀速直线运动,有qE0=qv0B0(1分)解得金属板M、N间的电压U=B0v0d(1分)(2)在第一象限的电场中离子做类平抛运动,有cos45=(1分)故离子运动到A点时的速度v=v0(1分)又qE=ma(1分)vy=at(1分)tan45=(1分)解得离子在电场E中运动到A点所需时间t=(1分)(3)在磁场中洛伦兹力提供向心力,有qvB=m(2分)得R=(1分)由几何知识可得=2Rcos45=R=(2分)又=v0t=(2分)因此离子第一次离开第四象限磁场区域的位置C与坐标原点的距离:=+=+(2分)答案:(1)B0v0d(2)v0(3)+关闭Word文档返回原板块
