2023-2024学年高中物理人教版2019 选择性必修第二册课后习题 第1章 习题课　带电粒子在复合场中的运动 含答案

3.0 envi 2024-12-31 4 4 256.88KB 9 页 3知币
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习题课
　
带电粒子在复合场中的运动
必备知识基础练
1.(多选)如图所示,a为带正电的小物块,b是一不带电的绝缘物块,a、b叠放于粗糙的水
平地面上,地面上方有垂直纸面向里的匀强磁场。现用水平恒力 F拉b物块,使a、b一
起无相对滑动地向左加速运动,在加速运动阶段(
　　
)
A.a、b一起运动的加速度减小
B.a、b一起运动的加速度增大
C.a、b物块间的摩擦力减小
D.a、b物块间的摩擦力增大
2.带电质点在匀强磁场中运动,某时刻速度方向如图所示,所受的重力和洛伦兹力的合力
恰好与速度方向相反,不计阻力,则在此后的一小段时间内,带电质点(
　　
)
A.可能做直线运动
B.可能做匀减速运动
C.一定做曲线运动
D.可能做匀速圆周运动
3.(多选)如图所示,匀强磁场方向垂直纸面向里,匀强电场方向竖直向下,有一正离子恰能
沿直线从左向右水平飞越此区域。不计重力,则(
　　
)
A.若电子以和正离子相同的速率从右向左飞入,电子也沿直线运动
B.若电子以和正离子相同的速率从右向左飞入,电子将向上偏转
C.若电子以和正离子相同的速率从左向右飞入,电子将向下偏转
D.若电子以和正离子相同的速率从左向右飞入,电子也沿直线运动
4.(多选)如图所示,ABC 为竖直平面内的光滑绝缘轨道,其中 AB 为倾斜直轨道,BC 为与
AB 相切的圆形轨道,并且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、丙三个小球中,甲球带正电、乙球带负电、丙球不带电。现将三个小球在轨
道AB 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,三个小球的速度相等
B.经过最高点时,甲球的速度最小
C.甲球的释放位置比乙球的高
D.运动过程中三个小球的机械能均保持不变
5.如图所示,空间某区域存在匀强电场和匀强磁场,电场方向竖直向上(与纸面平行),磁场
方向垂直于纸面向里。三个带正电的微粒 a、b、c电荷量相等,质量分别为
ma、mb、mc。已知在该区域内,a在纸面内做匀速圆周运动,b在纸面内向右做匀速直线
运动,c在纸面内向左做匀速直线运动。下列选项正确的是(
　　
)
A.ma>mb>mcB.mb>ma>mc
C.mc>ma>mbD.mc>mb>ma
6.在相互垂直的匀强电场和匀强磁场中,有一倾角为 θ、足够长的光滑绝缘斜面,磁感应
强度为 B,方向垂直纸面向外,电场方向竖直向上,有一质量为 m、电荷量为+q 的小球静
止在斜面顶端,这时小球对斜面的正压力恰好为零,如图所示。若迅速把电场方向反转为
竖直向下,小球能在斜面上连续滑行多远?所用时间是多少?
关键能力提升练
7.(2021 山东泰安期中)如图所示,空间中存在着水平向右的匀强电场,电场强度大小 E=5
❑
√
3
N/C,同时存在着垂直于纸面向里的匀强磁场,其方向与电场方向垂直,磁感应强度大
小B=0.5 T。有一带正电的小球,质量 m=1×10-6 kg,电荷量 q=2×10-6 C,正以速度 v在图
示的竖直面内做匀速直线运动,当经过 P点时撤掉磁场(不考虑磁场消失引起的电磁感应
现象),g取10 m/s2。求:
(1)小球做匀速直线运动的速度 v的大小和方向;
(2)从撤掉磁场到小球再次穿过 P点所在的这条电场线经历的时间 t。
8.如图所示的平面直角坐标系 xOy,在第一象限内有平行于 y轴的匀强电场,方向沿 y轴
正方向;在第四象限的正方形 abcd 区域内有匀强磁场,方向垂直于 xOy 平面向里,正方形
边长为 l且ad 边与 x轴重合,ab 边与 y轴平行。一质量为 m、电荷量为 q的粒子,从y轴
上的 P(0,h)点,以大小为 v0的速度沿 x轴正方向射入电场,通过电场后从 x轴上的 a(2h,0)
点进入第四象限的磁场区域,不计粒子所受的重力。
(1)求电场强度 E的大小。
(2)求粒子到达 a点时速度的大小和方向。
(3)磁感应强度 B满足什么条件时,粒子经过磁场后能到达 y轴上,且速度与 y轴负方向成
45°角?
9.如图所示,绝缘粗糙的竖直平面 MN 左侧同时存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场,电
场方向水平向右,电场强度大小为 E,磁场方向垂直纸面向外,磁感应强度大小为 B。一质
量为 m、电荷量为 q的带正电的小滑块从 A点由静止开始沿 MN 下滑,到达 C点时离开
MN 做曲线运动。A、C两点间距离为 h,重力加速度为 g。
(1)求小滑块运动到 C点时的速度大小 vC。
(2)求小滑块从 A点运动到 C点过程中克服摩擦力做的功 Wf。
(3)若D点为小滑块在静电力、洛伦兹力及重力作用下运动过程中速度最大的位置,当小
滑块运动到 D点时撤去磁场,此后小滑块继续运动到水平地面上的 P点。已知小滑块在
D点时的速度大小为 vD,从D点运动到 P点的时间为 t,求小滑块运动到 P点时速度的大
小vP。
10.(2021 山东卷)某离子实验装置的基本原理如图甲所示。
Ⅰ
区宽度为 d,左边界与 x轴
垂直交于坐标原点 O,其内充满垂直于 xOy 平面向里的匀强磁场,磁感应强度大小为 B0;Ⅱ
区宽度为 L,左边界与 x轴垂直交于 O1点,右边界与 x轴垂直交于 O2点,其内充满沿 y轴
负方向的匀强电场。测试板垂直 x轴置于
Ⅱ
区右边界,其中心C与O2点重合。从离子源
不断飘出电荷量为 q、质量为 m的正离子,加速后沿 x轴正方向过 Q点,依次经
Ⅰ
区、
Ⅱ
区,恰好到达测试板中心C。已知离子刚进入
Ⅱ
区时速度方向与 x轴正方向的夹角为
θ。忽略离子间的相互作用,不计重力。
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