《2019版高中物理二轮专题复习课时跟踪训练：11 带电体在组合场、复合场中的运动 Word版含解析.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2019版高中物理二轮专题复习课时跟踪训练：11 带电体在组合场、复合场中的运动 Word版含解析.pdf（13页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、课时跟踪训练课时跟踪训练(十一十一) 一、选择题(12 题为单项选择题，34 题为多项选择题) 1(2018本溪市高级中学高三二模)如图所示，某一真空室内充满竖直向下 的匀强电场 E，在竖直平面内建立坐标系 xOy，在 y0 的空间内，将一质量为 m 的带电液滴(可视为质点)自由释 放，此液滴则沿 y 轴的负方向，以加速度 a2g(g 为重力加速度)做匀加速直线 运动，当液滴运动到坐标原点时，瞬间被安装在原点的一个装置改变了带电性质 (液滴所带电荷量和质量均不变)， 随后液滴进入 y0 的空间内，根据液滴沿 y 轴负方向以加速度 a2g(g 为重力加 速度)做匀加速直线运动可知，液滴在此空间内
2、运动时所受电场力方向向下，大 小等于重力；进入 y3L 粒子运动半径满足：qBv0mv 2 r0 代入 v0qB 0L 2m 解得 BB 0 6 (2)粒子在区域中的运动半径 r mv0 qB L 2 若粒子在区域中的运动半径 R 较小，则粒子会从 AC 边射出磁场恰好不 从 AC 边射出时满足O2O1Q2 sin 22sin cos 24 25 又 sin 2 r Rr 解得 RrL 49 24 49 48 代入 v0qB 0L 2m 可得：B24B 0 49 (3)若粒子由区域达到 M 点 每次前进2(Rr)cos (Rr)CP2 8 5 由周期性：n(n1,2,3)即 L n(Rr)CM
3、CP2 5 2 8 5 RrLL，解得 n3 25 16n 49 48 n1 时 RL，BB0 33 16 33 8 n2 时 RL，BB0 41 32 41 16 n3 时 RL，BB0 49 48 49 24 若粒子由区域达到 M 点 由周期性：n(n0,1,2,3)CMCP1CP2 即 L R n(Rr)，解得 RLL，解得 n 5 2 8 5 8 5 5 2 4 5n 8 51n 49 48 26 25 n0 时 RL，BB0 25 16 25 8 n1 时 RL，BB0 33 32 33 16 答案 见解析 8如图所示，平面直角坐标系的第二象限内存在水平向左的匀强电场和垂 直纸面向里
4、的匀强磁场， 一质量为 m、 带电荷量为q 的小球从 A 点以速度 v0沿 直线 AO 运动，AO 与 x 轴负方向成 37角在 y 轴与 MN 之间的区域 I 内加一电 场强度最小的匀强电场后， 可使小球继续做直线运动到 MN 上的 C 点， MN 与 PQ 之间区域内存在宽度为 d 的竖直向上的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场， 小球在区域内做匀速圆周运动并恰好不能从右边界飞出，已知小球在 C 点的 速度大小为 2v0，重力加速度为 g，sin 370.6，cos 370.8，求： (1)第二象限内电场强度 E1的大小和磁感应强度 B1的大小， (2)区域内最小电场强度 E2的大小和方向；
5、 (3)区域内电场强度 E3的大小和磁感应强度 B2的大小 解析 (1)带电小球在第二象限内受重力、电场力和洛伦兹力作用做直线运 动，三力满足如图甲所示关系且小球只能做匀速直线运动 由图甲知 tan 37， qE1 mg 解得 E1，cos 37 3mg 4q mg B1qv0 解得 B15mg 4qv0 (2)区域中小球做加速直线运动，电场强度最小，受力如图乙所示(电场力 方向与速度方向垂直)，小球做匀加速直线运动， 由图乙知 cos 37 ， qE2 mg 解得 E24mg 5q 方向与 x 轴正方向成 53角斜向上 (3)小球在区域内做匀速圆周运动，所以 mgqE3，得 E3mg q 因
6、小球恰好不从右边界穿出，小球运动轨迹如图丙所示 由几何关系可知 rrcos 53d， 解得 r d 5 8 由洛伦兹力提供向心力 知 B2q2v0m，联立得 B2 2v02 r 16mv0 5qd 答案 见解析 9如图所示，平行金属板竖直放置，底端封闭，中心线上开一小孔 C，两 板相距为d，电压为U.平行板间存在大小为B0的匀强磁场，方向垂直于纸面向里，AC 是两板间的中心线金属板下方存在有界匀强磁场区域 MPNQ，其中 MPQ 是直 角三角形，PQ 边长为 a； PM 边长为 a，A、C、P、Q 四点共线，M、P、N 三点 3 4 共线，曲线 QN 是以 2a 为半径、以 AQ 上某点(图中
7、未标出)为圆心的一段圆弧， 该区域内磁场的磁感应强度大小为 B，方向垂直于纸面向里若大量带电离子沿 AC 方向射入两金属板之间，有部分离子经 P 点进入下方磁场区域不计离子重 力，忽略离子间的相互作用 (1)求由 P 点进入下方磁场的离子速度； (2)若由 P 点进入下方磁场的正负离子都从 MN 边界上穿出，求这些正负离 子的比荷的最小值之比； (3)若由 P 点进入下方磁场的另一些正负离子的比荷都处于(2)问中两个最小 值之间(比荷的最大值是(2)问中较大的最小值，比荷的最小值是(2)问中较小的最 小值)求磁场边界上有正负离子到达的区域范围 解析 (1)只有离子在平行金属板间匀速运动，带电粒
8、子才有可能从 C 点进 入磁场，故有 qvB0qU d 解得：v U dB0 (2)由洛伦兹力提供向心力，所以有 qvBmv 2 R 解得 R mv qB mU qdBB0 可见比荷越大，半径越小，若出 P 点进入下方磁场的正负离子都从 MN 边 界上穿出，比荷最小的正负带电粒子刚好与边界相切也就是带正电的粒子做圆 周运动的圆周与圆形磁场相切，带负电的粒子做圆周运动与直角三角形的斜边 MQ 相切如图所示 带正电的粒子做圆周运动的圆周与圆形磁场相切，由几何关系可得：R a2 2 1 (2aR1)2 解得：R13a 4 带正电粒子最小比荷是 q1 m1 U R1dBB0 4U 3adBB0 带负电
9、的粒子做圆周运动与直角三角形的斜边 MQ 相切，由几何关系可得： MO2 MQ KO2 PQ R2 a 解得：R2 a 1 3 带负粒子最小比荷是 q2 m2 U R2dBB0 3U adBB0 所以，这些正负离子的比荷的最小值之比 q1 m1 q2 m2 4 9 (3)若由 P 点进入下方磁场的另一些正负离子的比荷都处于(2)问中两个最小 值之间(比荷的最大值是(2)问中较大的最小值，比荷的最小值是(2)问中较小的最 小值)带正电粒子运动较迹如图所示，到 P 点距离 x12R2 a 2 3 范围宽度 d12(R1R2) a 5 6 所以带正电粒子从 MN 边界是穿出，范围是距 P 点 a，宽度是 ab a 2 3 5 6 带负电粒子运动轨迹如图所示 到 M 点距离 x2 a 3 4aR 22R2 2 1 4 范围宽度 d2(R1x2) a 1 2 所以带负电粒子 MQ 边界是穿出，范围是距 M 点 a，宽度是 cd a 1 4 1 2 答案 (1)v (2) U dB0 4 9 (3)带正电粒子从 MN 边界是穿出，范围是距 P 点 a，宽度是 ab a；带负 2 3 5 6 电粒子 MQ 边界是穿出，范围是距 M 点 a，宽度是 cd a 1 4 1 2