1、优质文档优质文档课时作业( 三十一)1. (2012海南卷)如右图所示，在两水平极板间存在匀强电场和匀强磁场，电场方向竖直向下，磁场方向垂直于纸面向里一带电粒子以某一速度沿水平直线通过两极板若不计重力，下列四个物理量中哪一个改变时，粒子运动轨迹不会改变( )来源:学_科_网A粒子速度的大小 B粒子所带的电荷量C电场强度 D磁感应强度解析：粒子在电场中运动，当做直线运动时 EqqvB，电量改变，粒子受力仍平衡，B 正确答案： B2(2013北京朝阳期末 )在空间某一区域中既存在匀强电场，又存在匀强磁场有一带电粒子，以某一速度从不同方向射入到该区域中(不计带电粒子受到的重力) ，则该带电粒子在区域
2、中的运动情况可能是( )做匀速直线运动 做匀速圆周运动 做匀变速直线运动 做匀变速曲线运动A B C D解析：如果粒子受到的电场力和洛伦兹力平衡，则粒子做匀速直线运动，正确；如果粒子速度方向与磁感线平行，则 正确答案：AC3有一个带电荷量为q、重为 G 的小球，从两竖直的带电平行板上方 h处自由落下，两极板间另有匀强磁场，磁感应强度为 B，方向如右图所示，则带电小球通过有电场和磁场的空间时，下列说法正确的是( )优质文档优质文档A一定做曲线运动B不可能做曲线运动C有可能做匀加速运动D有可能做匀速运动解析：由于小球的速度变化时，洛伦兹力会变化，小球所受合力变化，小球不可能做匀速或匀加速运动， B
3、、C、D 错， A 正确答案：A4. (2013济宁模拟)如右图所示，a、b 是一对平行金属板，分别接到直流电源两极上，右边有一挡板，正中间开有一小孔 d，在较大空间范围内存在着匀强磁场，磁感应强度大小为 B，方向垂直纸面向里，在 a、b 两板间还存在着匀强电场 E.从两板左侧中点 c 处射入一束正离子( 不计重力 )，这些正离子都沿直线运动到右侧，从 d 孔射出后分成 3 束则下列判断正确的是( )A这三束正离子的速度一定不相同B这三束正离子的比荷一定不相同Ca、 b 两板间的匀强电场方向一定由 a 指向 bD若这三束离子改为带负电而其 他条 件不变则仍能从 d 孔射出解析：因为三束正离子在
4、两极板间都是沿直线运动，电场力等于洛伦兹力，可以判断三束正离子的速度一定相同，且电场方向一定由 a 指向 b，选项 A 错误，C 正确；在右侧磁场中三束正离子做圆周运动的半径不同，可知这三束正离子的比荷一定不相同，选项 B 正确；若将这三束离子改为带负电 ，而其他条件不变的情况下受力分析可知，三束离子在两板间仍做匀速直线运动，仍能从 d 孔射出，选项 D 正确优质文档优质文档答案：BCD5. 劳伦斯和利文斯设计出回旋加速器，工作原理示意图如右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
5、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质子第 2 次和第 1 次经过两 D 形盒间狭缝后轨道半径之比为 12D不改变磁感应强度 B 和交流电频率 f，该回旋加速器的最大动能不变解析：粒子被加速后的最大速度受到 D 形盒半径 R 的制约，因v 2Rf，A 正确；粒子离开回旋加速器的最大 动能2RTEkm mv2 m42R2f2 2m2R2f2，与加速 电压 U 无关，B 错误；根据12 12R
6、，Uq mv ，2Uq mv ，得质子第 2 次和第 1 次经过两 D 形盒间狭缝后mvBq 12 21 12 2轨道半径之比为 1，C 正确；因回旋加速器的最大动能 Ekm2m 2R2f2 与2m、R、f 均有关， D 错误答案：AC6. (2013盐城调研)目前有一种磁强计，用于测定地磁场的磁感应强度磁强计的原理如右图所示，电路有一段金属导体，它的横截面是宽为 a、高为 b的长方形，放在沿 y 轴正方向的匀强磁场中，导体中通有沿 x 轴正方向、大小为 I 的电流已知金属导体单位体积中的自由电子数为 n，电子电荷量为 e，金属导电过程中，自由电子所做的定向移动可视为匀速运动两电极 M、N 均
7、与优质文档优质文档金属导体的前后两侧接触，用电压表测出金属导体前后两个侧面间的电势差为U.则磁感应强度的大小和电极 M、N 的正负为( ) 来源:学科网A. ，M 正、N 负 B. ，M 正、N 负来源:学科网 ZXXKnebUI neaUIC. ，M 负、 N 正 D. ，M 负、N 正nebUI neaUI解析：由左手定则知，金属中的电子在洛伦兹力的作用下将向前侧面聚集、故 M 负 、N 正由 F 电 F 洛 ，即 eBe v，InevS nevab，得 B .Ua nebUI答案：C 来源: 学| 科|网 Z|X|X|K7. (2013山东滨州调研)如右图所示，空间存在水平向左的匀强电场
8、和垂直纸面向里的匀强磁场在该区域中，有一个竖直放置的光滑绝缘圆环，环上套有一个带正电的小球O 点为圆环的圆心，a、b、 c、d 为圆环上的四个点，a点为最高点，c 点为最低点， b、O、d 三点在同一水平线上已知小球所受电场力与重力大小相 等现将小球从环的顶端 a 点由静止释放，下列判断正确的是( )A小球能越过 d 点并继续沿环向上运动B当小球运动到 c 点时，所受洛伦兹力最大C小球从 a 点运动到 b 点的过程中，重力势能减小，电势能增大D小球从 b 点运动到 c 点的过程中，电势能增大，动能先增大后减小解析：由题意可知，小球运动的等效最低点在 b、c 中间，因此当小球运动到 d 点时速度
9、为 0，不能继续 向上运动， 选项 A 错误；小球在等效最低点时速度最大，所受洛伦兹力最大，选项 B 错误；小球从 a 运 动到 b 的过程中，重力做正优质文档优质文档功，电场力也做正功，所以重力势能与电势能均减小，选项 C 错误；小球从 b 运动到 c 的过程中，电场力做负功， 电势能增大，合外力先做正功再做负功，动能先增大后减小，选项 D 正确答案：D8. 如右图所示，粗糙的足够长的竖直木杆上套有一个带电的小球，整个装置处在由水平匀强电场和垂直纸面向外的匀强磁场组成的足够大的复合场中，小球由静止开始小滑，在整个运动过程中小球的 vt 图象如右图所示，其中错误的是( )解析：小球下滑过程中，
10、qE 与 qvB 反向，开始下落时 qEqvB，所以 a，随下落速度 v 的增大 a 逐渐增大；当 qEqvB 之后，其 amg qE qvBm，随下落速度 v 的增大 a 逐渐减小；最后 a0，小球匀速下落，mg qvB qEm故图 C 正确，A、B、D 错误 答案：ABD9. (2013山东省滨州市高考模拟考试)如图所示，长方体发电导管的前后两个侧面是绝缘体，上下两个侧面是电阻可忽略的导体电极，两极间距为 d，极板面积为 S，这两个电极与定值电阻 R 相连 在垂直前后侧面的方向上，有一匀强磁场，磁感应强度大小为 B.发电导管内有电阻率为 的高温电离气体，气体以速度 v 向右流动，并通过专用
11、管道导出由于运动的电离气体受到磁场的作用，将产生大小不变的电动势下列说法中正确的是( )来源:学科网 ZXXK优质文档优质文档A发电导管的内阻 rdSB流过电阻 R 的电流方 向为 baC发电导管产生的电动势为 BdvD电阻 R 消耗的电功率为B2d2v2R解析：运动的电离气体受到磁场的作用，利用左手定则可知其中的正、负离子分别向上、下方的电极板移 动，上下两个 电极板分 别是电源的正负极外 电路中的电流方向是从电源的正极到负极，因此 R 中的 电流方向是 ab.由电阻定律可得发电导管的内阻为 r .选项 A 对 B 错dS当外电路开路时，发电导管两端的电压 U 等于其电动势 E，由 qvBq
12、 ，可Ud得 UBd v.选项 C 对由于电源有内阻，所以 R 两端的电压 UR小于电源的电动势 EBdv，所以 R的电功率 PR ，选项 D 错U2RR E2R B2d2v2R答案：AC10(2013黑龙江省哈三中高三期末考试)如图所示，空间中存在垂直于纸面向里的磁感应强度为 B 的匀强磁场 ，有一绝缘且足够长的 直杆垂直于磁场放置，直杆与水平面的倾角为 .一带电荷量为q、质量为 m 的小球套在直杆上，从 A 点由静止沿杆下滑，小球与杆之间的动摩擦因数为 .小球在以后的运动过程中电荷量始终保持不变，下列说法错误的是( )优质文档优质文档A小球下滑的加速度先增大后减小B小球下滑的最大加速度为
13、amgsinC小球下滑的最大速度为 vmmgsin mgcosqBD小球下滑的最大速度为 vmmgsinqB解析：小球开始加速下滑时有：mgsin(mgcosqvB )ma，随 v 增大， a增大，当 v 时，a 达最大值 amgsin，此后下滑过程中有：mgcosqBmgsin (qvBmgcos )ma，随 v 增大，a 减小，当 vm 时，mgsin mgcosqBa0.所以整个过程中，v 先一直增大后不变；a 先增大后减小，所以 A、B、C 均正确，D 选项错误，由于本 题 是选错误的，所以正确答案是 D.答案：D11. (2013福建莆田调研)如图所 示，竖直平面 xOy 内存在水平
14、向右的匀强电场，场强大小 E10 N/C，在 y0 的区域内还存在垂直于坐标平面向里的匀强磁场，磁感应强度大小 B0.5 T一带电荷量 q0.2 C、质量 m0.4 kg的小球由长 l0.4 m 的细线悬挂于 P 点，小球可视为质点，现将小球拉至水平位置 A 无初速释放，小球运动到悬点 P 正下方的坐标原点 O 时，悬线突然断裂，此后小球又恰好能通过 O 点正下方的 N 点求： (g10 m/s 2)(1)小球运动到 O 点时的速度大小；(2)悬线断裂前瞬间拉力的大小；(3)ON 间的距离解析：(1)小球从 A 运动到 O 点的过程中，根据动能定理：mglqEl mv20，则得小球在 O 点速
15、度为：v 2 m/s.12 2l(g qEm)(2)小球运动到 O 点绳子断裂前瞬 间，对小球应用牛顿第二定律：F 向优质文档优质文档F TmgF 洛 m ，F 洛 Bvq， 联立v2l求解得 FTmg B vqm 8.2 N.v2l(3)绳断后，小球水平方向加速度 ax 5 m/s2，小球从 O 点运动至F电m EqmN 点所用 时间 t 0.8 s ON 间距离 h gt23.2 m.vax 12答案：(1)2 m/s (2)8.2 N (3)3.2 m12(2014西安长安一中二次质检)如图所示，在直角坐标 xOy 平面 y 轴左侧(含 y 轴) 有一沿 y 轴负向的匀强电场，一质量为
16、m，电量为 q 的带正电粒子从x 轴上 P 处以速度 v0沿 x 轴正向进入电场，从 y 轴上 Q 点离开电场，速度方向与 y 轴负向夹角 30 ， Q 点坐 标为(0，d)，在 y 轴右侧有一与坐标平面垂直的有界匀强磁场区域(图中未画出)，磁场磁感应强度大小 B ，粒子能从mv0qd坐标原点 O 沿 x 轴负向再进入电场不计粒子重力，求：(1)电场强度大小 E；(2)如果有界匀强磁场区域为半圆形，求磁场区域的最小面积；(3)粒子从 P 点运动到 O 点的总 时间解析：(1)设粒子从 Q 点离开 电场时速度大小为 v，由粒子在匀强电场中做类平抛运动得：v2v 0由动能定理得 qEd mv2 mv ，解得： E12 12 20 3mv202qd(2)设粒子从 M 点进入，N 点离开半圆形匀强磁场区域，粒子在磁场中做匀优质文档优质文档速圆周运动，半径为 r，圆心为 O1，轨迹如图所示：由洛伦兹力提供向心力，得 qvB 解得：r 2dmv2r mvqB若半圆形磁场区域的面积最小，则半圆形磁场区域的圆心为 O2 可得半径R1.5 r3d，半圆形磁场区域的最小面积：s R2 d212 92答案：(1)E (2) s d23mv202qd 92(3)t133 8d6v0
