步步高2016年高考物理人教版一轮复习《第八章 磁 场》单元小结练2

第八章磁场单元小结练——带电粒子在复合场中运动的强化练单项选择题多项选择题非选择题单项选择题1.如图所示，匀强电场方向水平向右，匀强磁场方向垂直纸面向里，将带正电的小球在场中静止释放，最后落到地面上．关于该过程，下述说法正确的是()A．小球做匀变速曲线运动B．小球减少的电势能等于增加的动能C．电场力和重力做的功等于小球增加的动能D．若保持其他条件不变,只减小磁感应强度,小球着地时动能不变[解析]重力和电场力是恒力，但洛伦兹力是变力，因此合外力是变化的，由牛顿第二定律知其加速度也是变化的，选项A错误；由动能定理和功能关系知，选项B错误，选项C正确；磁感应强度减小时，小球落地时的水平位移会发生变化，则电场力所做的功也会随之发生变化，选项D错误．345678912单项选择题345678912单项选择题345678912单项选择题[解析]带电小球在复合场中做匀速圆周运动，则qE＝mg，选项B正确；电场方向竖直向下，则可知小球带负电，由于小球从b点射出，根据左手定则可知匀强磁场方向垂直纸面向里，选项A错误；小球运动过程中，电场力做功，故小球和地球组成的系统的机械能不守恒，选项C错误；小球在a、b两点的速度方向相反，故选项D错误．[答案]B345678912多项选择题4．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()345678912多项选择题[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，做曲线运动，所以A错．[答案]CD345678912多项选择题5．如图所示，两个半径相同的半圆形光滑轨道置于竖直平面内，左右两端等高，分别处于沿水平方向的匀强磁场和匀强电场中．两个相同的带正电小球同时从两轨道左端最高点由静止释放，M、N分别为轨道最低点，则下列说法中正确的是()A．两个小球到达轨道最低点的速度vM＞vNB．两个小球第一次经过轨道最低点时对轨道的压力FM＞FNC．小球第一次到达M点的时间大于小球第一次到达N点的时间D．磁场中小球能到达轨道另一端最高处，电场中小球不能到达轨道另一端最高处345678912多项选择题[答案]ABD345678912多项选择题345678912多项选择题[答案]BCD345678912非选择题345678912非选择题[解析](1)依题意可知小球在CD间做匀速直线运动，在CD段小球受到重力、电场力、洛伦兹力作用且合力为0，因此带电小球应带正电荷．F电mgF洛F电mgF洛若带正电若带负电345678912非选择题(2)在D点速度为vD＝vC＝1007m/s设重力与电场力的合力为F，则F＝qvCB又F＝mgcos37°＝5N解得qB＝FvC＝720在F处:qvFB＋F＝mv2FR把qB＝720代入得R＝1m设小球在DF段克服摩擦力做功为Wf，－Wf－2FR＝m（v2F－v2D）2Wf≈27.6J345678912非选择题(3)小球离开F点后做类平抛运动，其加速度为a＝Fm由2R＝at22得t＝4mRF＝225s交点G与D点的距离GD＝vFt＝825m≈2.26m.345678912非选择题8．(2013·安徽·23)如图所示的平面直角坐标系xOy，在第Ⅰ象限内有平行于y轴的匀强电场，方向沿y轴正方向；在第Ⅳ象限的正三角形abc区域内有匀强磁场，方向垂直于xOy平面向里，正三角形边长为L，且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Ⅳ象限，又经过磁场从y轴上的某点进入第Ⅲ象限，且速度与y轴负方向成45°角，不计粒子所受的重力．求：(1)电场强度E的大小；(2)粒子到达a点时速度的大小和方向；(3)abc区域内磁场的磁感应强度B的最小值．345678912非选择题[解析](1)运动过程如图所示，设粒子在电场中运动的时间为t，则有x＝v0t＝2h，y＝12at2＝h，qE＝ma，联立以上各式可得E＝mv202qh.345678912非选择题(2)粒子到达a点时沿y轴负方向的分速度vy＝at＝v0.所以v＝v20＋v2y＝2v0，tanθ＝vyv0＝1，θ＝45°，即粒子在a点的速度方向指向第Ⅳ象限与x轴正方向成45°角．(3)粒子在磁场中运动时，有qvB＝mv2r由图知，当粒子从b点射出时，r最大，此时磁场的磁感应强度有最小值，r＝22L，所以B＝2mv0qL345678912非选择题9．如图甲所示，竖直挡板MN左侧空间有方向竖直向上的匀强电场和垂直纸面向里的水平磁场，电场和磁场的范围足够大，电场强度E＝40N/C，磁感应强度B随时间t变化的关系图象如图乙所示，选定磁场垂直纸面向里为正方向．t＝0时刻，一质量m＝8×10－4kg、电荷量q＝＋2×10－4C的微粒在O点具有竖直向下的速度v＝0.12m/s，O′是挡板MN上一点，直线OO′与挡板MN垂直，g取10m/s2.求：(1)微粒再次经过直线OO′时与O点的距离；(2)微粒在运动过程中离开直线OO′的最大高度(计算结果保留到小数点后两位)；(3)水平移动挡板，使微粒能垂直射到挡板上，挡板与O点间的距离应满足的条件.345678912非选择题[解析](1)由题意可知，微粒所受的重力G＝mg＝8×10－3N电场力F＝Eq＝8×10－3N重力与电场力大小相等、方向相反微粒在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，则qvB＝mv2R，解得R＝mvBq＝0.6m由T＝2πRv，解得T＝10πs则微粒在5πs内转过半个圆周，再次经过直线OO′时与O点的距离为l＝2R＝1.2m345678912非选择题(2)从t＝0时刻开始，微粒运动半个周期后向上匀速运动，运动的时间为t＝5πs，然后微粒在5πs内转过半个圆周后向下匀速运动，运动的时间也为5πs，以后重复这一过程，微粒运动轨迹如图所示匀速运动的位移大小为x＝vt＝0.6πm≈1.88m因此，微粒离开直线OO′的最大高度h＝x＋R＝2.48m345678912非选择题(3)若微粒能垂直射到挡板上的某点P，当P点在直线OO′下方时，由图象可知，挡板MN与O点间的距离应满足L＝(2.4n＋0.6)m(n＝0,1,2…)当P点在直线OO′上方时，由图象可知，挡板MN与O点间的距离应满足L＝(2.4n＋1.8)m(n＝0,1,2…)345678912