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专题六 带电粒子在组合场或复合场中的运动
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考点 1.带电粒子在组合场中的运动 2.带电粒子在复合场中的运动 3.带电粒子在交替组合场中的运动 4.带电粒子在交变组合场中的运动 5.与复合场有关的实际应用问题 题号(难易度) 6(易)、8(中)、9(难) 1(易)、2(易)、4(易) 7(中) 10(难) 3(易)、5(易) 1.(2013安徽省普通高校招生全国统一考试模拟(五)理综)如图所示,
离地H高处有一个质量为m、带电荷量为+q的物体处于电场强度随时间变化的电场为E=E0-kt(E0、k均为大于零的常数,电场水平向左为正方向)中,物体与竖直绝缘墙壁间的动摩擦因数为μ.已知μqE0>mg.t=0时,物体从墙上由静止释放,若物体所受的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,当物体下滑后脱离墙面,此时速度大小为落在地面上.则下列关于物体的运动说法正确的是( B ) A.物体克服摩擦力所做的功为W=mgH B.物体与墙壁脱离的时刻为t=
,最终
C.当物体沿墙壁下滑时,物体先加速再做匀速直线运动 D.物体从脱离墙壁到落地之前的运动轨迹是一段直线
解析:物体在开始运动到脱离墙面的过程中,只由重力和摩擦力做功,依据动能定理得mgH-W=mv2,其中v=
,代入数据解得W=mgH,故选项
A错误;物体与墙壁脱落的时刻满足E=E0-kt=0,即t=,故选项B正确;当物体沿墙壁下滑时,因摩擦力越来越小直到小于重力,故物体一直做加速运动,直到脱离墙面,选项C错误;物体从脱离墙壁到落地之前,因静电力仍是变力,故合力的方向一直改变,物体做曲线运动,选项D错误.
2.(2013江苏海门中学模拟)如图所示的空间中存在着正交的匀强电场和匀强磁场,从A点沿AB、AC方向绝缘地抛出两带电小球,关于小球的运动情况,下列说法中正确的是( B )
A.从AB、AC抛出的小球都可能做直线运动 B.只有沿AB抛出的小球才可能做直线运动
C.做直线运动的小球带负电,而且一定是做匀速直线运动 D.做直线运动的小球机械能守恒
解析:小球运动过程中受重力、静电力、洛伦兹力作用,当小球受到的三个力的合力为零时小球做匀速直线运动;正电荷沿AB方向可能做匀速直线运动;负电荷不论沿AB方向,还是沿AC方向,均不能做直线
运动;做直线运动的小球带正电荷,静电力做正功,机械能增加.综上所述,选项B正确,A、C、D错误.
3.(2013重庆高考预测)如图是医用回旋加速器示意图,其核心部分是两个D形金属盒,两金属盒置于匀强磁场中,并分别与高频电源相连.现分别加速氘核H)和氦核He).下列说法中正确的是( B )
A.氘核H)的最大速度较大 B.它们在D形盒内运动的周期相同 C.它们的最大动能相同
D.仅增大高频电源的频率可增大粒子的最大动能
解析:带电粒子在盒内的匀强磁场中偏转时,洛伦兹力提供向心力,即qvB=m,解得v=,因氘核H)和氦核He)的比荷相同,故它们的最大速度大小相等,选项A错误;洛伦兹力提供向心力,即qvB=m得粒子的旋转周期T=
2
r,解
,可见两粒子的运动周期T相同,选项B正确;
,因此两粒子的最大动能不相同,选项C
粒子的最大动能Ek=mv2=错误;由表达式Ek=关,选项D错误.
看出,粒子的最大动能Ek与高频电源的频率无
4.(2013北京市高三高考压轴)如图所示,空间存在足够大、正交的匀强电、磁场,电场强度为E、方向竖直向下,磁感应强度为B、方向垂直纸面向里.从电、磁场中某点P由静止释放一个质量为m、带电荷量为+q的粒子(粒子受到的重力忽略不计),其运动轨迹如图虚线所示.对于带电粒子在电、磁场中下落的最大高度H,下面给出了四个表达式,用你所学的知识计算可能会有困难,但你可以用学过的知识对下面的四个选项做出判断.你认为可能正确的是( A )
A.
B.
C.
D.
,此结果虽不是要求的值,但根据
的单位一致.对比四
解析:由qEH=mv2,Bqv=qE可知H=
物理单位制可知题干中要求的H的单位一定跟个选项可知,选项A正确.
5.(2013山西省长治二中 康杰中学 临汾一中 忻州一中高三四校联考)如图所示,有一金属块放在垂直于表面C的匀强磁场中,磁场的磁感应强度为B,金属块的厚度为d,高为h.当有稳恒电流I平行平面C的方向通过时,由于磁场力的作用,金属块的上下两表面M、N间的电压为U,则( B )
A.金属块的上表面电势高