1、扬州市高三物理一轮复习 课后练习 选修 3-1 第 3 章 磁场 负责学校： 仪征 中学 主备： 许强龙 编号： 001 1 第 4课时 带电粒子在复合场中的运动（二） 高三（ ） 姓名 评价 （ ） 1 如图所示的虚线区域内，充满垂直于纸面向里的匀强磁场和竖直向下的匀强电场。一带电粒子 a(不计重力 )以一定的初速度由左边界的 O 点射入磁场、电场区域，恰好沿直线由区域右边界的 O 点 (图中未标出 )穿出。若撤去该区域内的磁场而保留电场不变，另一个同样的粒子 b(不计重力 )仍以相同初速度由 O点射入，从区域右边界穿出，则 粒子 b A穿出位置一定在 O 点下方 B穿出位置一定在 O 点上
2、方 C运动时，在电场中的电势能一定减小 D在电场中运动时，动能一定减小 （ ） 2 如图所示，一个带正电荷的物块 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
3、一定与 D 点重合 C D 点一定在 D 点右侧 D D 点一定与 D 点重合 （ ） 3 如图所示，在水平匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场中，有一竖直足够长固定绝缘杆 MN，小球 P 套在杆上，已知 P 的质量为 m，电荷量为 q，电场强度为 E，磁感应强度为 B， P 与杆间的动摩擦因数为 ，重力加速度为 g.小球由静止开始下滑直到稳定的过程中 A小球的加速度一直减小 B小球的机械能和电势能的总和保持不变 C下滑加速度为最大加速度一半时的速度可能是 v 2qE mg2qB D下滑加速度为最大加速度一半时的速度可能是 v 2qE mg2qB 4 如图所示，与水平面成 37的倾斜轨道 AC，其
4、延长线在 D 点与半圆轨道 DF 相切，全部轨道为绝缘材料制成且位于竖直面内，整个空间存在水平向左的匀强电场， MN 的右侧存在垂直纸面向 里的匀强磁场 (C 点处于 MN 边界上 )。一质量为 0.4 kg 的带电小球沿轨道AC 下滑，至 C 点时速度为 vC 1007 m/s，接着沿直线 CD 运动到 D 处进入半圆轨道，进入时无动能损失，且恰好能通过 F 点，在 F 点速度为 vF 4 m/s(不计空气阻力， g 10 m/s2，cos 37 0.8)。求： (1)小球带何种电荷？ (2)小球在半圆轨道部分克服摩擦力所做的功； (3)小球从 F 点飞出时磁场同时消失，小球离开 F 点后的
5、运动轨迹与直线 AC(或延长线 )的交点为 G 点 (未标出 )，求 G点到 D 点的距离。 扬州市高三物理一轮复习 课后练习 选修 3-1 第 3 章 磁场 负责学校： 仪征 中学 主备： 许强龙 编号： 001 2 图 5 5 如图 5 所示，带正电的小物块静止在粗糙绝缘的水平面上，小物块的比荷为 k，与水平面的动摩擦因数为 .在物块右侧距物块 L 处有一范围足够大的磁场和电场叠加区，场区内 存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场，已知匀强电场的方向竖直向上，场强大小恰等于当地重力加速度的 1/k，匀强磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度为 B.现给物块一水平向右的初速度，使其沿水平面向右运动进入右
6、侧场区当物块从场区飞出后恰好落到出发点设运动过程中物块带电荷量保持不变，重力加速度为 g.求： (1)物块刚进入场区时的速度和刚离开场区时距水平面 的高度 h； (2)物块开始运动时的速度 6 如图甲所示，在 xOy 平面内有足够大的匀强电场，电场方向竖直向上，电场强度 E40 N/C，在 y 轴左侧平面内有足够大的瞬时磁场，磁感应强度 B1 随时间 t 变化的规律如图乙所示， 15 s 后磁场消失，选定磁场垂直纸面向里为正方向在 y 轴右侧平面内还有方向垂直纸面向外的恒定的匀强磁场，分布在一个半径为 r 0.3 m 的圆形区域 (图中未画出 )，且圆的左侧与 y 轴相切，磁感应强度 B2 0
7、.8 T t 0 时刻，一质量 m 810 4 kg、 电荷量 q 210 4 C 的微粒从 x轴上 xP 0.8 m 处的 P 点以速度 v 0.12 m/s 向 x轴正方向入射 (g 取 10 m/s2，计算结果保留两位有效数字 ) (1)求微粒在第二象限运动过程中离 y 轴、 x 轴的最大距离 (2)若微粒穿过 y 轴右侧圆形磁场时，速度方向的偏转角度最大，求此圆形磁场的圆心坐标 (x， y) 甲 乙 扬州市高三物理一轮复习 课后练习 选修 3-1 第 3 章 磁场 负责学校： 仪征 中学 主备： 许强龙 编号： 001 3 第 1课时 牛顿第一定律 牛顿第 三 定律 参考答案 1、 解
8、析： 选 C a 粒子要在电场、磁场的复合场区内做直线运动，则该粒子一定沿水平方向做匀速直线运动，故对粒子 a 有： Bqv Eq， 即只要满足 E Bv 无论粒子带正电还是负电，粒子都可以沿直线穿出复合场区；当撤去磁场只保留电场时，粒子 b 由于电性不确定，故无法判断从 O点的上方还是下方穿出，选项 A、 B 错误；粒子 b 在穿过电场区的过程中必然受到电场力的作用而做类平抛运动，电场力做正功，其电势能减小，动能增大，故 C项正确， D 项错误。 2、 解析： 选 BC 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 mgcos s1 mgs2 0，即 h cos s1
9、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， B 正确；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，所以 D点一定在 D 点右侧， C 正确。 3、 解析： 选 CD 对小球受力分析如图所示，则 mg (Eq qvB) ma，随着 v 的增加，小球加速度先增加，当 Eq qvB 时加速度达到最大值 amax g，继续运动，
10、 mg (qvB Eq) ma， 随着 v 的增加， a 逐渐减 小，所以 A 错误因为有摩擦力做功，机械能与电势能总和在减 小， B 错误若在前半段达到最大加速度的一半，则 mg (Eq qvB) mg2，得 v 2qE mg2qB ，若在后半段达到最大加速度的一半，则mg (qvB Eq) mg2，得 v 2qE mg2qB ，故 C、 D 正确 4、 解析： 解析： (1)依题意可知小球在 CD 间做匀速直线运动，在 CD 段受重力、电场力、洛伦兹力且合力为 0，因此带电小球应带 正电荷。 (2)在 D 点速度为 vD vC 1007 m/s 设重力与电场力的合力为 F，则 F qvCB
11、 又 F mgcos 37 5 N 解得 qB FvC 720 在 F 处由牛顿第二定律可得 qvFB F mvF2R 把 qB 720代入得 R 1 m 小球在 DF 段克服摩擦力做功 WFf，由动能定理可得 WFf 2FR mvF2 vD22 WFf 27.6 J (3)小球离开 F 点后做类平抛运动，其加速度为 a Fm 扬州市高三物理一轮复习 课后练习 选修 3-1 第 3 章 磁场 负责学校： 仪征 中学 主备： 许强龙 编号： 001 4 由 2R at22 得 t 4mRF 2 25 s 交点 G 与 D 点的距离 GD vFt 8 25 m 2.26 m。 5、 (1) 3 k
12、gBL24 3 2gL2k2B2 (2) kgBL2423 2gL 6、 解析： (1)因为微粒射入电磁场后受到的电场力 F 电 Eq 8 10 3 N， G mg 8 10 3 N F 电 G，所以微粒在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动 因为 qvB1 mv2R1 所以 R1 mvB1q 0.6 m T 2mB1q 10 s 从图乙可知在 0 5 s 内微粒向左做匀速圆周运动 在 5 s 10 s 内微粒向左匀速运动，运动位移 x1 vT2 0.6 m 在 10 s 15 s 内，微粒又做匀速圆周 运动， 15 s 以后向右匀速运动，之后穿过 y轴所以，离 y 轴的最大距离 s 0.8 m x1 R1 1.4 m 0.6 m 3.3 m 离 x 轴的最大距离 s 2R1 2 4R1 2.4 m (2)如图，微粒穿过圆形磁场要求偏转角最大，入射点 A 与出射点 B 的连线必须为磁场圆的直径 因为 qvB2 mv2R2 所以 R2 mvB2q 0.6 m 2r 所以最大偏转角 60 所以圆心坐标 x 0.30 m y s rcos 60 2.4 m 0.3 m 12 2.3 m， 即磁场的圆心坐标为 (0.30,2.3) 6、 解析：
