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学高中物理 3.7 带电粒子在叠加场中的运动同步精炼 教科版选修3-1VIP免费

学高中物理 3.7 带电粒子在叠加场中的运动同步精炼 教科版选修3-1_第1页
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带电粒子在叠加场中的运动1.图3-7-4如图3-7-4所示,某空间存在正交的匀强磁场和匀强电场,电场方向水平向右,磁场方向垂直纸面向里,一带电微粒从a点进入场区并刚好能沿ab直线向上运动,下列说法中正确的是()A.微粒一定带负电B.微粒的动能一定减小C.微粒的电势能一定增加D.微粒的机械能一定增加答案AD解析微粒进入场区后沿直线ab运动,则微粒受到的合力或者为零,或者合力方向在ab直线上(垂直于运动方向的合力仍为零).若微粒所受合力不为零,则必然做变速运动,由于速度的变化会导致洛伦兹力变化,则微粒在垂直于运动方向上的合力不再为零,微粒就不能沿直线运动,因此微粒所受合力只能为零而做匀速直线运动;若微粒带正电,则受力分析如下图甲所示,合力不可能为零,故微粒一定带负电,受力分析如图乙所示,故A正确,B错;静电力做正功,微粒电势能减小,机械能增大,故C错,D正确.带电粒子在组合场中的运动2.图3-7-5如图3-7-5所示,在平面直角坐标系xOy内,第Ⅰ象限存在沿y负方向的匀强电场,第Ⅳ象限以ON为直径的半圆形区域内存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场,磁感应强度为B.一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子,从y轴正半轴上y=h处的M点,以速度v0垂直于y轴射入电场,经x轴上x=2h处的P点进入磁场,最后以垂直于y轴的方向射出磁场.不计粒子重力.求:(1)电场强度的大小E;(2)粒子在磁场中运动的轨道半径r;(3)粒子从进入电场到离开磁场经历的总时间t.答案见解析解析粒子的运动轨迹如下图所示(1)设粒子在电场中运动的时间为t1则有2h=v0t1,h=at根据牛顿第二定律得Eq=ma求得E=.(2)设粒子进入磁场时速度为v,在电场中,由动能定理得Eqh=mv2-mv又Bqv=m,解得r=(3)粒子在电场中运动的时间t1=粒子在磁场中运动的周期T==设粒子在磁场中运动的时间为t2,t2=T,求得t=t1+t2=+.(时间:60分钟)题组一带电粒子在叠加场中的运动图3-7-61.如图3-7-6所示,匀强磁场的方向垂直纸面向里,匀强电场的方向竖直向下,有一正离子恰能以速率v沿直线从左向右水平飞越此区域.下列说法正确的是()A.若一电子以速率v从右向左飞入,则该电子也沿直线运动B.若一电子以速率v从右向左飞入,则该电子将向上偏转C.若一电子以速率v从右向左飞入,则该电子将向下偏转D.若一电子以速率v从左向右飞入,则该电子也沿直线运动答案BD解析若电子从右向左飞入,静电力向上,洛伦兹力也向上,所以电子上偏,选项B正确,A、C错误;若电子从左向右飞入,静电力向上,洛伦兹力向下.由题意,对正电荷有qE=Bqv,会发现q被约去,说明等号的成立与q无关,包括q的大小和正负,所以一旦满足了E=Bv,对任意不计重力的带电粒子都有静电力大小等于洛伦兹力大小,显然对于电子两者也相等,所以电子从左向右飞入时,将做匀速直线运动,选项D正确.2.图3-7-7如图3-7-7所示,是粒子速度选择器的原理图,如果粒子所具有的速率v=E/B,那么()A.带正电粒子必须沿ab方向从左侧进入场区,才能沿直线通过B.带负电粒子必须沿ba方向从右侧进入场区,才能沿直线通过C.不论粒子电性如何,沿ab方向从左侧进入场区,都能沿直线通过D.不论粒子电性如何,沿ba方向从右侧进入场区,都能沿直线通过答案AC解析按四个选项要求让粒子进入,洛伦兹力与电场力等大反向抵消了的就能沿直线匀速通过磁场.3.图3-7-8如图3-7-8所示是磁流体发电机原理示意图.A、B极板间的磁场方向垂直于纸面向里.等离子束从左向右进入板间.下述正确的是()A.A板电势高于B板,负载R中电流向上B.B板电势高于A板,负载R中电流向上C.A板电势高于B板,负载R中电流向下D.B板电势高于A板,负载R中电流向下答案C解析等离子束指的是含有大量正、负离子,整体呈中性的离子流,进入磁场后,正离子受到向上的洛伦兹力向A板偏,负离子受到向下的洛伦兹力向B板偏.这样正离子聚集在A板,而负离子聚集在B板,A板电势高于B板,电流方向从A→R→B.4.图3-7-9医生做某些特殊手术时,利用电磁血流计来监测通过动脉的血流速度.电磁血流计由一对电极a和b以及一对磁极N和S构成,磁极间的磁场是均匀的.使用时,两电极a、b均与血管壁接触...

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