高中物理-磁场专题.doc

七、带电粒子在复合场中的运动 测试题
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1．如图，在两个平行板间有正交的匀强电场和匀强磁场，一个带电粒子垂直于电磁场方向射入场中，射出时发现粒子的动能减少了。为使粒子射出时动能有所增加，不计重力的情况下，可采取的办法是（ ）
A．增大粒子射入时的速度
B．减小磁场的磁感应强度
C．增大电场的电场强度
D．改变粒子的带电性质
E
B
2．如图所示，质量为m、带电量为＋q的三个相同的带电小球A、B、C，从同一高度以初速度v0水平抛出，B球处于竖直向下的匀强磁场中，C球处于垂直纸面向里的匀强电场中，它们落地的时间分别为tA、tB、tC，落地时的速度大小分别为vA、vB、vC，则以下判断正确的是（ ）
A．tA=tB=tC B．tA=tC过程中，电场力对小物体先做负功后做正功
D．从N到M的过程中，小物体受到的摩擦力和电场力均是先增大后减小
4．如图所示的虚线区域内，充满垂直于纸面向里的匀强磁场和竖直向下的匀强电场。一带电粒子a（不计重力）以一定的初速度由左边界的O点射入磁场、电场区域，恰好沿直线由区域右边界的O′点（图中未标出）穿出。若撤去该区域内的磁场而保留电场不变，另一个同样的粒子b（不计重力）仍以相同 初速度由O点射入，从区域右边界穿出，则粒子b（ ）
A．穿出位置一定在O′点下方
B．穿出位置一定在O′点上方
C．运动时，在电场中的电势能一定减小
D．在电场中运动时，动能一定减小
5．如图所示，在某一真空中，只有水平向右的匀强电场和竖直向下的重力场，在竖直平面内有初速度为v0的带电微粒，恰能沿图示虚线由A向B做直线前进。那么（ ）
A．粒子带正、负电荷都有可能
B．粒子做匀减速直线运动
C．粒子做匀速直线运动
D．粒子做匀加速直线运动
E
P2
O
P12
6．一带正电的小球，系于长为l的不可伸长的轻线一端，线的另一端固定在O点，它们处在匀强电场中，电场的方向水平向右，场强的大小为E。已知电场对小球的作用力的大小等于小球的重力。现先把小球拉到图中的P1处，使轻线拉直，并与场强方向平行，然后由静止释放小球。已知小球在经过最低点的瞬间，因受线的拉力作用其速度的竖直分量突变为零，水平分量没有变化，则小球到达与P1点等高的P2点时速度的大小为（ ）
A． B． C． D．0
7．在光滑的绝缘水平面上，有一个正方形的abcd，顶点a、c处分别固定一个正点电荷，电荷量相等，如图所示。若将一个带负电的粒子置于b点，自由释放，粒子将沿着对角线bd往复运动。粒子从b点运动到d点的过程中（ ）
A．先作匀加速运动，后作匀减速运动
B．先从高电势到低电势，后从低电势到高电势
C．电势能与机械能之和先增大，后减小
D．电势能先减小，后增大
8．一质量为m、电荷量为q的带正电小球，在匀强电场E电中沿与竖直方向成θ角斜向下做直线运动。已知它仅受重力和电场力的作用，设小球在一段时间内机械能变化为ΔE，则（ ）
A．若ΔE=0，E电一定是某确定值 B．若ΔE=0，E电可能有多个值
C．若ΔE>0，E电一定是某确定值 D．若ΔE<0，E电可能有多个值
9．如图所示，沿水平方向放置的平行金属板a和b，分别与电源的正负极相连．a、b板的中央沿竖直方向各有一个小孔，带正电的液滴从小孔的正上方P点由静止自由落下，先后穿过两个小孔后速度为v1．现使a板不动，保持开关S打开或闭合，b板向上或向下平移一小段距离，相同的液滴仍从P点自由落下先后穿过两个小孔后速度为v2；下列说法中正确的是（ ）
A．若开关S保持闭合，向下移动b板，则v2> v1
B．若开关S闭合一段时间后再打开，向下移动b板，则v2> v1
C．若开关S保持闭合，无论向上或向下移动b板，则v2= v1
D．若开关S闭合一段时间后再打开，无论向上或向下移动b板，则v2< v1
10．真空中存在着空间范围足够大的、水平向右的匀强电场。在电场中，若将一个质量为m、带正电的小球由静止释放，运动中小球速度与竖直方向夹角为37°。现将该小球从电场中某点以初速度v0竖直向上抛出。那么，运动过程中（取sin37°＝0.6，cos37°=0.8）（ ）
A．小球受到的电场力的大小为3mg/4
B．小球从抛出点至最高点的电势能变化量－9mv02/32
C．运动过程中小球的最小动能的大小9mv02/50
D．如果抛出时的动能为4J，则小球落回到同一高度时的动能是15J
11．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，质量为m，带电量为q的粒子以v与磁场垂直，与电场成45°角射入恰能做匀速直线运动。则电场强度E的大小为 ，磁感应强度B的大小为 。

12．将导体放在沿x方向的匀强磁场中，并通有沿y方向的电流时，在导体的上下两侧面间会出现电势差，这个现象称为霍尔效应。利用霍尔效应的原理可以制造磁强计，测量磁场的磁感应强度。磁强计的原理如图所示，电路中有一段金属导体，它的横截面为边长等于a的正方形，放在沿x正方向的匀强磁场中，导体中通有沿y方向、电流强度为I的电流，已知金属导体单位体积中的自由电子数为n，电子电量为e，金属导体导电过程中，自由电子所做的定向移动可以认为是匀速运动，测出导体上下两侧面间的电势差为U。那么导体 （填“上”或“下”）侧面电势较高，磁场的磁感应强度是 。
13．如图所示，小球m，+q套在很长的绝缘直棒上，可在棒上滑动，将棒竖直放在匀强磁场和匀强电场中，方向如图。已知电场强度E，磁感应强度B，小球与棒间摩擦因数μ，则小球由静止沿棒下落的最大加速度为 ，最大速度为 。（小球带电量不变）
14．如图所示，倾角为θ的光滑绝缘斜面，处在方向垂直斜面向上的匀强磁场和方向未知的匀强电场中，有一质量为m、带电量为-q的小球，恰可在斜面上做匀速圆周运动、其角速度为ω，那么，匀强磁场的磁感应强度的大小为_________，未知电场的最小场强的大小为__________，方向沿________________。
15．已知如图，匀强电场方向水平向右，场强E=1.5×106V/m，丝线长L=40cm，上端系于O点，下端系质量为m=1.0×10-4kg，带电量为q=+4.9×10-10C的小球，将小球从最低点A由静止释放，那么，小球摆到最高点时丝线与竖直方向的夹角为 ，摆动过程中小球的最大速度约为 。（保留两位有效数字sin37°=0.6；cos37°=0.8；tan37°=0.75）

16．如图所示，一根长L=1.5m的光滑绝缘细直杆MN，竖直固定在场强为E=1.0×105N/C、与水平方向成θ=30°角的倾斜向上的匀强电场中。杆的下端M固定一个带电小球A，电荷量Q=+4.5×10-6C；另一带电小球B穿在杆上可自由滑动，电荷量q=+1.0×10-6C，质量m=1.0×10-2kg。现将小球B从杆的上端N静止释放，小球B开始运动。
（静电力常量k=9.0×109N·m2/C2，取g=10m/s2）
（1）小球B开始运动时的加速度为多大?
（2）小球B的速度最大时，距M端的高度h1为多大？
（3）小球B从N端运动到距M端的高度h2=0.61m时，速度为=1.0m/s，求此过程中小球B的电势能改变了多少?

17．如图所示，竖直平面xOy内存在水平向右的匀强电场，场强大小E=10N/C，在y≥0的区域内还存在垂直于坐标平面向里的匀强磁场，磁感应强度大小B=0.5T一带电量q=+0.2C、质量m=0.4kg的小球由长l=0.4m的细线悬挂于P点小球可视为质点，现将小球拉至水平位置A无初速释放，小球运动到悬点P正下方的坐标原点O时，悬线突然断裂，此后小球又恰好能通过O点正下方的N点.（g=10m/s2），求：
（1）小球运动到O点时的速度大小；
（2）悬线断裂前瞬间拉力的大小；
（3）ON间的距离。

18．如图所示，在同时存在匀强电场和匀强磁场的空间中取正交坐标系Oxyz（x轴正方向水平向右，y轴正方向竖直向上）．匀强磁场方向与Oxy平面平行，且与x轴的夹角为45°，重力加速度为g．
x
z
O
P
y
v0
B
45°
（1）一质量为m、电荷量为的带电质点沿平行于z轴正方向以速度v0做匀速直线运动，求满足条件的电场强度的最小值Emin及对应的磁感应强度B；
（2）在满足（1）的条件下，当带电质点通过y轴上的点P（0，h，0）时，撤去匀强磁场，求带电质点落在Oxz平面内的位置；
（3）当带电质点沿平行于z轴负方向以速度v0通过y轴上的点P（0，h，0）时，改变电场强度大小和方向，同时改变磁感应强度的大小，要使带点质点做匀速圆周运动且能够经过x轴，问电场强度E和磁感应强度B大小满足什么条件？

参考答案
1． 答案：BC
2．答案：AD
3． 答案：AD
4． 答案：C
5． 答案：B
6．答案：B
7． 答案：D
8． 答案：AD
9．答案：BC
10．答案：ABC
11．答案：mg/q；
12．答案：上；neaU/I
13．答案：g；
14．答案：mω/q；mgsinθ/q；沿斜面向下
15．答案：74°；1.4m/s.
解析：由qE/mg=3/4，即tanθ=3/4，得复合场与竖直向成θ=37°，所以小球摆至最高点时与竖直向成α=37°×2=74°；由，得vm=1.4m/s.
16．答案：（1）a=3.2m/s2 ；（2）h1=0.9m；（3）ΔEP＝8.4×10－2J.　
17． 答案：（1）2m/s;（2）8.2N;（3）3.2m
18．答案