2019届高考物理一轮复习第八章磁场课时作业27带电粒子(带电体)在叠加场中的运动.doc

1、【 精品教育资源文库 】 课时作业（二十七）带电粒子 (带电体 )在叠加场中的运动 基础小题练 1.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，带电质点将 ( ) 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 【解析】 带电质点在运动过程中，重力做功，速度大小和方向发生变化，洛伦兹力的大小和方向也随之发生变化，故带电质点不可能做直线运动，也不可能做匀减速运动和匀速圆周运动， C 正确 【答案】 C 2.如图所示，场强为 E 的匀强电场方向竖直向下，场强为 B 的水平匀强磁场垂

2、直纸面向里，三个油滴 a、 b、 c 带有等量的同种电荷已知 a 静止， b、 c 在纸面内按图示方向做匀速圆周运动 (轨迹未画出 )忽略三个油滴间的静电力作用，比较三个油滴的质量及 b、 c 的运动情况，以下说法中正确的是 ( ) A三个油滴的质量相等， b、 c 都沿顺时针方向运动 B a 的质量最大， c 的质量最小， b、 c 都沿逆时针方向运动 C b 的质量最大， a 的质量最小， b、 c 都沿顺时针方向运动 D三个油滴的质量相等， b 沿顺时针方向运动， c 沿逆时针方向运动 【解析】 油滴 a 静止不动，其受到的合力为零，所以 mag qE，电场力方向竖直向上，油滴带负电荷又

3、油滴 b、 c 在场中做匀速圆周运动，则其重力和受到的电场力是一对平衡力，所以 mbg mcg qE，油滴受到的洛伦兹力提供其做匀速圆周运动的向心力，由左手定则可判断， b、 c 都沿顺时针方向运动故 A 正确 【答案】 A 3一个带正电的小球沿光滑绝缘的桌面向右运动，速度方向垂直于一个水平向里的匀【 精品教育资源文库 】 强磁场如图所示，小球飞离桌面后落到地板上，设飞行时间为 t1，水平射程为 x1，着地速度为 v1，撤去磁场，其余的条件不变，小球飞 行时间为 t2，水平射程为 x2，着地速度为 v2，则下列论述正确的是 ( ) A x1 x2 B t1 t2 C v1和 v2大小相等 D

4、 v1和 v2方向相同 【解析】 当桌面右边存在磁场时，由左手定则可知，带正电的小球在飞行过程中受到斜向右上方的洛伦兹力作用，此力在水平方向上的分量向右，竖直分量向上，因此小球水平方向上存在加速度，竖直方向上的加速度 ag，所以 t1 t2， x1 x2， A、 B 对；又因为洛伦兹力不做功，故 C 对；两次小球着地时速度方向不同， D 错 【答案】 ABC 4如图所示为一个质量为 m、带电荷量为 q 的圆环，可在水平放置的粗糙细杆上自由滑动，细杆处于磁感应强度为 B 的匀强磁场中，圆环以初速度 v0向右运动直至处于平衡状态，则圆环克服摩擦力做的功可能为 ( ) A 0 B 12mv20 C.

5、m3g22q2B2 D12m?v20m2g2q2B2 【解析】 若圆环所受洛伦兹力等于重力，圆环与粗糙细杆压力为零，摩 擦力为零，圆环克服摩擦力做的功为零，选项 A 正确；若圆环所受洛伦兹力不等于重力，圆环与粗糙细杆压力不为零，摩擦力不为零，圆环以初速度 v0 向右做减速运动若开始圆环所受洛伦兹力小于重力，则一直减速到零，圆环克服摩擦力做的功为 12mv20，选项 B 正确；若开始圆环所受洛伦兹力大于重力，则减速到洛伦兹力等于重力达到稳定，稳定速度 v mgqB，由动能定理可得圆环克服摩擦力做的功为 W 12mv20 12mv2 12m ? ?v20m2g2q2B2 ，选项 D 正确， C 错

6、误 【答案】 ABD 5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【 精品教育资源文库 】 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 【解析】 三个小球在运动过程中机械能守恒，有 mgh 12mv2，在圆形轨道的最高点时对甲有

7、 qv1B mg mv21r ，对乙有 mg qv2Bmv22r ，对丙有 mgmv23r ，可判断 v1 v3 v2，选项 A、B 错误，选项 C、 D 正确 【答案】 CD 6 (2018 天水高三质检 )如图所示，虚线空间中存在由匀强电场 E 和匀强磁场 B 组成的正交或平行的电场和磁场 (图中实线为电场线 )，有一个带正电小球 (电荷量为 q，质量为m)从正交或平行的电磁复合场上方的某一高度自由落下，那么，带电小球可能沿直线通过的是 ( ) 【解析】 带电小球进入复合场时受力情况： 其中只有 C、 D 两种情况下合外力可能为零或与速度的方向相同，所以有可能沿直线通过复合场区域， A 项

8、中洛伦兹力随速度 v 的增大而增大，所以三力的合力不会总保持在竖直方向，合力与速度方向将产生 夹角，小球做曲线运动，所以 A 错 【答案】 CD 创新导向练 【 精品教育资源文库 】 7生活科技 电磁流量计原理的实际应用 为了测量某化工厂的污水排放量，技术人员在该厂的排污管末端安装了如图所示的流量计，该装置由绝缘材料制成，长、宽、高分别为 a 1 m、 b 0.2 m、 c 0.2 m，左、右两端开口，在垂直于前、后面的方向加磁感应强度为 B 1.25 T 的匀强磁场，在上下两个面的内侧固定有金属板 M、 N 作为电极污水充满装置以某一速度从左向右匀速流经该装置时，测得两个电极间的电压 U

9、1 V，且污水流过该装置时受到阻力作用，阻力 f kLv，其中比例系数 k 15 Ns/m2， L 为污水沿流速方向的长度， v 为污水的流速，下列说法正确的是 ( ) A金属板 M 的电势不一定高于金属板 N 的电势，因为污水中负离子较多 B污水中粒子浓度的高低对电压表的示数也有一定影响 C污水的流量 (单位时间内流出污水体积 )Q 0.16 m3/s D为使污水匀速通过该装置，左、右两侧管应施加的压强差为 P 1 500 Pa 【解析】 根据左手定则，正离子受到向上的洛伦兹力向 M 偏转，负离子受到向下的洛伦兹力向 N 偏转，所以 M 板的电势一定大于 N 的电势， A 错误 ；两极板带上

10、电荷后，会在竖直方向上产生一个电场力，最后电场力和洛伦兹力平衡，故有 qvB qUc，解得 U vBc，与粒子浓度的大小无关， B 错误；因为 U vBc，所以 v UBc，污水的流量 Q vS UBcbc UBb 0.16 m3/s， C 正确；为使匀速通过，则 pS f kLv，即 pbc kaUBc ，解得 p 1 500 Pa， D正确 【答案】 CD 8科技研究 利用电磁偏转研究金属导体中自由电子特点 利用如图所示的方法可以测得金属导体中单位体积内的自由电子数 n，现测得一块横截面为矩形的金属导体的宽为 b，厚为 d，并加有与侧面垂直的匀强磁场 B，当通以图示方向电流 I 时，在导体

11、上、下表面间用电压表可测得电压为 U.已知自由电子的电荷量为 e，则下列判断正确的是 ( ) A上表面电势高 【 精品教育资源文库 】 B下表面电势高 C该导体单位体积内的自由电子数为 Iedb D该导体单位体积内的自由电子数为 BIeUb 【解析】 画出平面图如图所示，由左手定则可知，自由电子向上表面偏转，故下表面电势 高， B 正确， A 错误再根据 eUd evB， I neSv nebdv 得 n BIeUb，故 D 正确， C 错误 【答案】 BD 9.电磁泵的工作 原理如图所示，电磁泵泵体是一个长方体， ab 边长为 L1，两侧端面是边长为 L2的正方形；流经泵体内的液体密度为

12、，在泵头通入导电剂后液体的电导率为 ? (电阻率的倒数 )，泵体所在处有方向垂直前后表面向外的磁场 B，把泵体的上下两表面接在电压为 U(内阻不计 )的电源上，则 ( ) A泵体上表面应接电源正极 B通过泵体的电流 I UL1? C增大磁感应强度可获得更大的抽液高度 D增大液体的电阻率可获得更大的抽液高度 【解析】 泵体上表面接电源正极，电流方向向下，电磁泵向左拉动液体，故 A 正确；由电阻定律和欧姆定律得， R 1? L2L1 L2 1? 1L1， I UR UL1? ，故 B 错误；由 FB BIL2得 FB BUL1? ，故 C 正确 【答案】 AC 10科技探究 海流发电的电磁原理 如

13、图所示为一利用海流发电的原理图， 用绝缘材料制成一个横截面为矩形的管道，在管道的上、下两个内表面装有两块电阻不计的金属板 M、 N，板长为 a，宽为 b，板间的距离为d，将管道沿海流方向固定在海水中，在管道中加与前后表面垂直的匀强磁场，磁感应强度【 精品教育资源文库 】 大小为 B，将航标灯与两金属板连接 (图中未画出 )海流方向如图，海流速率为 v，下列说法正确的是 ( ) A M 板电势高于 N 板的电势 B该海流发电机的电动势为 Bdv C该海流发电机的电动势为 Bav D管道内海水受到的安培力方向向左 【解析】 海水中的正离子受到的洛伦兹力方向向上，所以正离子向上偏转，即 M 板带正

14、电；负离子受到的洛伦兹力方向向下，所以负离子向下偏转， N 板带负电，可知 M 板的电势高于 N 板的电势，故 A 正确； M、 N 两板间形成电场，当离子所受的洛伦兹力和电场力平衡时，两板间的电压稳定，即 qUd Bqv，得 U Bdv，两板间电压即该海流发电机的电动势，故 B 正确， C 错误；根据左手定则知，管道内电流方向向上，故海水所受安培力方向向左，D 正确 【答案】 ABD 综合提升练 11如图所示，空间内有相距为 d 的两块正对的平行金属板 PQ、 MN，板长 L 33 d，两板带等量异种电荷在虚线 QN 右侧存在垂直于纸面、磁感应强度为 B 的矩形匀强磁场 (图中未画出 )现有一带电粒子以初速度 v0沿两板中央 OO 射入，并恰好从下极板边缘射出，又经过在矩形有界磁场中的偏转，最终从金属板 PQ 的右端进入平行金属板 PQ、 MN 之间不计带电粒子重力求： (1)粒子从下极板边缘射出