带电粒子在复合场中运动专题(含答案)

带电粒子在复合场中运动专题

1、如图43所示，匀强电场水平向左，带正电物体沿绝缘水平板向右运动。经过A点时的动能为100J，到达B点时，动能减少了原来的4/5,减少的动能中有3/5转化为电势能，则该物体第二次经过B点时的动能大小为：

A、4J;

B、6J,

C、8J,

D、12J.

2、有3个质量相等的粒子，一个带正电，一个带负电，一个不带电，均由左侧极板中央以相同的水平初速度射入在竖直方向的匀强电场中，分别落在正极板上的A、B、C三点，如图44所示，则：

A、它们在电场中的运动时间相同；

B、粒子A带负电、B不带电、C带正电；

C、它们在电场中的加速度a A>a B>a C;

D、它们到达正极板时的动能E KA>E KB>E KC.

3、空间某一区域中存在着方向互相垂直的水平匀强电场和水平匀强磁场，电场的方向水平向右，磁场方向如图45所示。若不计重力，带电粒子在这区域中运动时动能保持不变。则带电粒子运动的方向可能是（）A．水平向右B．水平向左C．竖直向上D．竖直向下

4、如图46所示，三条虚线表示某电场中的三个等势面，其中U1=10V，U2=20V，U3=30V，一个带电粒子只受电场力作用，按图中实线轨迹从A点运动到B点，由此可知

A、粒子带正电

B、粒子速度变大

C、粒子加速度变小

D、粒子电势能变大

5、一个匀强电场的电场强度随时间变化的图象如图47所示，在这个匀强电场中有一个带电粒子，在t=0时刻由静止释放，若带电粒子只受电场力的作用，电场力的作用和带电粒子的运动情况是：

A、带电粒子将向一个方向运动；

B、0---3S内，电场力的冲量等于0，电场力的功亦等于0

C、3s末带电粒子回到原出发点;

D、2----4s内电场力的冲量不等于0，而电场力的功等于0.

6、质量为m的物块，带正电Q，开始时让它静止在倾角α=600的固定光滑绝缘斜面顶端，整个装置放在水平方向的E=的匀强电场，如图48所示，斜面高为H，释放物体后，物块落地的速度大小为：

A、B、C、2D、2.

7.如图49所示，甲是一带负电的小物块，乙是一不带电的绝缘物块。甲、乙叠放在一起置于粗糙的水平地板上，地板上方空间有垂直纸面向里的匀强磁场。现用水平恒力拉乙物块，使甲、乙无相对滑动地一起向左加速运动，在加速运动阶段（）

A．甲、乙两物块间摩擦力不断减小B．甲、乙两物块间摩擦力不断增大

C．甲、乙两物块间摩擦力大小不变D．乙物块与地之间摩擦力不断减小

8、如图50所示，一根长直导线穿过通有恒定电流的金属圆环的中心且垂直于环的平面，导线和环中的电流方向如图50，那么金属环受到的磁场力为：

A．沿圆环的半径向外；B．沿环的半径向内；

C．水平向左；D．等于零。

9、如图51，一带负电的液滴在竖直向下的匀强电场和匀强磁场同时存在的空间，在水平面内做半径为r的匀速圆周运动，电场强度为E，磁感强度为B，不计空气阻力和浮力，则沿场的方向看，液滴沿时针方向运动，运动的线速度大小有。

10、:如图52所示，在x轴上方有匀强电场，场强为E；在x轴下方有匀强磁场，磁感强度为B，方向如图52，在x轴上有一点M，离O点距离为L，现有一带电量为＋q的粒子，从静止开始释放后能经过M点，求如果此粒子放在y轴上，其坐标应满足什么关系?(重力忽略不计)

11.如图53所示，水平放置的铜棒ab长0.1m，质量为6×10-2kg，两端与长为1m的轻铜线相连，静止于竖直平面上。整个装置处在斜向纸内与竖直方向成370角斜向下的匀强磁场中，磁场方向与ab垂直，磁感应强度B=0.5T。现接通电源，使铜棒中保持有恒定电流通过，铜棒垂直纸面向外发生摆动。已知铜棒摆动的最大偏角与竖直方向成740角，求通过的电流大小为多少？方向如何？(不计空气阻力，sin370=0.6，cos370=0.8，g取10m/s2)

12、如图54所示，正方形匀强磁场区边界长为a、由光滑绝缘壁围成，质量为m、电量为q的带正电粒子垂直于磁场方向和边界，从下边界正中央的A孔射入磁场中。粒子碰撞时无能量和电量损失，不计重力和碰撞时间，磁感应强度的大小为B，粒子在磁场中运动的半径小于a。欲使粒子仍能从A孔处射出，粒子的入射速度应为多少？在磁场中运动时间是多少？

带电粒子在复合场中运动专题

1.A;

2.BCD;

3.C;

4.BC;

5.BCD;

6.C;

7.BCD;

8.D;

9.顺时针，Bqr/E;

10.解析:由于此带电粒子是从静止开始释放的，要能经过M点，其起始位置只能在匀强电场区域，物理过程是：静止电荷位于匀强电场区域的y轴上，受电场力作用而加速，以速度V进入磁场，在磁场中受洛仑力作用作匀速圆周运动，向x轴偏转，回转半周期过x轴重新进入电场，在电场中经减速、加速后仍以原速率从距离O点2R处再次越过x轴，在磁场回转半周后又从距O点4R处飞越x，……如图30所示(图中电场力与磁场未画出)故有:当L=n·2R时粒子能经过M点，即R＝L/2n(n=1、2、3……)设粒子静止于y轴正半轴上，和原点距离为h，由能量守恒mV2/2=qEh 对粒子在磁场中受洛仑兹力作用而作匀速圆周运动有：R=mv/qB 解上述各式得：h=B2qL2/8n2mE (n=1,2,3………)11．解析：对ab棒，受到重力、安培力和绳对棒的拉力，而重力和安培力都是恒力，由功能关系可知ab棒将在0°——74°之间来回摆动，ab棒位于θ=37°的位置为中心对称位置。

对ab棒，在θ=37°的位置，受力分析如图31所示，θ=37°时的安培力F安与重力mg的合力与绳的拉力T共线反向，由力的平行四边形定则和正弦定理得：

F安/sinθ=mg/sinα ，即：BIL/sinθ=mg/sin(π/2-2θ)

则通过的导体棒ab的电流大小为

I=mgsinθ/BLsin(π/2-2θ)=mgsinθ/BLcos2θ=mgsinθ/BL(cos2θ-sin2θ)

=6×10-2×10sin37°/0.5×0.1×(cos237°-sin237°)=25.7A

12.解析：欲使粒子仍能从A孔处射出，粒子的运动轨迹可能是如图32甲、乙所示的两种

情况。

对图32甲所示的情形，粒子运动的半径为R，则

R=a/2(2n+1),n=0,1,…… 又qVB=mV2/R，T=2πm/qB，

所以V=qBa/2(2n+1)m,

t=(4n+1)T=2(2n+1)πm/qB

n=0,1,2,……

对图32乙所示的情形，粒子运动的半径为R1，则

R1=a/4k,k=1,2,……

又qV1B=mV12/R1，

所以V1=qBa/4km,t=2kT=2k(π+2)πm/qB,k=1,2,……