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考点55带电粒子在叠加场中的运动强基固本对点练知识点1带电粒子在叠加场中的运动1.如图所示,某竖直平面内存在着相互正交的匀强电场和匀强磁场,电场方向水平向左,磁场方向垂直纸面向外.一质量为m、电荷量为q的微粒以速度v与水平方向成θ角从O点射
入该区域,微粒恰好沿速度方向做直线运动,下列说法中正确的是()A.微粒从O到A的运动可能是匀减速直线运动B.该微粒一定带正电荷C.该磁场的磁感应强度大小为mgqvcosθD.该电场的场强为Bvcosθ2.如图所示,场强为E的匀强电场方向竖直向下,磁感应强度为B的匀强磁场垂直电场向外,带电量为
q的小球(视为质点)获得某一垂直磁场水平向右的初速度,正好做匀速圆周运动,重力加速度为g,下列说法正确的是()A.小球必须带正电B.小球的质量为gEqC.小球做匀速圆周运动的周期为2πEBgD.若仅把电场的方向
改成竖直向上,小球正好做匀速直线运动,则其速度为E2B3.如图所示,在区域Ⅰ有与水平方向成30°的匀强电场,电场方向斜向左下方;在区域Ⅱ有竖直向下的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场,电场强度大小E2=mgq,磁感应强度大小为B.区域Ⅰ、Ⅱ的边界均沿竖直方向.一质量为m、电荷量为-q的微粒从区
域Ⅰ的左边界P点由静止释放.微粒沿水平虚线向右运动,进入区域Ⅱ,区域Ⅱ的宽度为d.微粒从区域Ⅱ右边界的Q点(图中未画出)离开复合场区域,速度方向偏转了60°,重力加速度为g.求:(1)区域Ⅰ的电场强度大小E1.(2)微粒进入区域Ⅱ时
的速度大小v.知识点2带电粒子在叠加场中的应用实例4.一对平行金属板中存在匀强电场和匀强磁场,其中电场的方向与金属板垂直,磁场的方向与金属板平行且垂直纸面向里,如图所示.一质子(11H)以速度v0自O点沿中轴线射入,
恰沿中轴线做匀速直线运动.下列粒子分别自O点沿中轴线射入,能够做匀速直线运动的是(所有粒子均不考虑重力的影响)()A.以速度v02的射入的正电子(01e)B.以速度v0射入的电子(0-1e)C.以速度2v0射入的核(21H)D.以速度4v0
射入的α粒子(42He)5.霍尔式位移传感器的测量原理如图所示,有一个沿z轴方向的磁场,磁感应强度B=B0+kz(B0、k均为常数).将传感器固定在物体上,保持通过霍尔元件的电流I不变,方向如图所示,当物体沿z轴方向移动
时,由于位置不同,霍尔元件在y轴方向上、下表面的电势差U也不同.则()A.传感器灵敏度ΔUΔz与上、下表面的距离有关B.磁感应强度B越大,上、下表面的电势差U越小C.k越大,传感器灵敏度ΔUΔz越高D.若图中霍尔元件是电子导电,则下表面电势高6.在实验室中有一种污水流量计,其原理可以简化为
如图所示模型:废液内含有大量正、负离子,从直径为d的圆柱形容器右侧流入,左侧流出.流量值Q等于单位时间通过横截面的液体的体积.空间有垂直纸面向里的磁感应强度为B的匀强磁场,并测出M、N间的电压U,则下列说法正确的是()A.正、
负离子所受洛伦兹力方向是相同的B.容器内液体的流速为v=UBdC.河水流量计也可以用于测量不带电的液体的流速D.污水流量为Q=πUd2B知识点3带电粒子在交变电磁场中的运动7.在第一象限(含坐标轴)内有垂直xOy平面周期性变化的均匀磁场,规定垂直xOy平面向里的磁场方
向为正.磁场变化规律如图,磁感应强度的大小为B0,变化周期为T0.某一正粒子质量为m、电量为q在t=0时从0点沿x轴正向射入磁场中.若要求粒子在t=T0时距x轴最远,则B0的值为()A.πmqT0B.2πmqT0C.3πm2qT0D.5πm3qT08.(多选)如
图甲所示,在空间存在一个变化的电场和一个变化的磁场,电场的方向水平向右(图甲中由B到C),场强大小随时间变化情况如图乙所示;磁感应强度方向垂直于纸面、大小随时间变化情况如图丙所示.在t=1s时,从A点沿AB方向(垂直于BC)以初速度v0射出第一个
粒子,并在此之后,每隔2s有一个相同的粒子沿AB方向均以初速度v0射出,并恰好均能击中C点,若AB=BC=L,且粒子由A运动到C的运动时间小于1s.不计空气阻力,对于各粒子由A运动到C的过程中,以下说法正
确的是()A.电场强度E0和磁感应强度B0的大小之比为3v0∶1B.第一个粒子和第二个粒子运动的加速度大小之比为1∶3C.第一个粒子和第二个粒子运动的时间之比为π∶2D.第一个粒子和第二个粒子通过C的动能之比为1∶5培优提能模拟练
9.[2023·吉林省长春外国语学校开学考试](多选)如图所示,在竖直平面内的虚线下方分布着互相垂直的匀强电场和匀强磁场,电场的电场强度大小为10N/C,方向水平向左;磁场的磁感应强度大小为2T,方向垂直纸面向里.现将一质量为0.2kg、电荷量为+0.5C的小球,从该区域上方的某点A以某一初
速度水平抛出,小球进入虚线下方后恰好做直线运动.已知重力加速度为g=10m/s2.下列说法正确的是()A.小球平抛的初速度大小为5m/sB.小球平抛的初速度大小为2m/sC.A点距该区域上边界的高度为1.25mD.A点距该区域上边界的高
度为2.5m10.[2024·广东省佛山市联考](多选)下图为磁流体发电机的示意图.平行金属板a、b之间存在匀强磁场,将一束等离子体(即高温下电离的气体,含有大量等量正、负离子)垂直于磁场的方向喷入磁场a、b两板间便会产生电压.如果把
a、b板与用电器R相连接,a、b板就是等效直流电源的两个电极.若磁场的磁感应强度为B,离子入射速度为v,a、b两板间距为d,两板间等离子体的等效电阻为r.稳定时,下列判断正确的是()A.图中a板是电源的正极,b板是电源的负极B.带负电的粒子在两板间受到的
洛伦兹力方向向下C.只减小等离子体的入射速度v,电源的电动势减小D.用电器中电流为I=BdvR+r11.[2024·河北省邢台市五岳联盟联考]如图所示,两个平行金属板水平放置,要使一个质量为m、电荷量为+q(q>0)的带正电微粒以速度v沿两板中心轴线S1S
2向右匀速运动,可在两板间施加匀强电场或匀强磁场.已知重力加速度大小为g,设施加的匀强电场的电场强度大小为E,匀强磁场的磁感应强度大小为B,不计空气阻力,下列方案可行的是()A.只施加竖直向下的电场,且满足E=mgqB.只施加竖
直向上的磁场,且满足B=mgqvC.同时施加竖直向上的电场和垂直纸面向外的磁场,且满足E=mgq+BvD.同时施加竖直向下的电场和垂直纸面向里的磁场,且满足E=mgq-Bv12.[2024·宁夏银川市育才中学期中考试](多选)如图所示,一根足够长的光滑绝缘杆MN,与水平面的夹角为37
°,固定在竖直平面内,磁感应强度大小为B,方向垂直纸面向里的匀强磁场充满杆所在的空间,杆与磁场方向垂直.质量为m的带电小环沿杆下滑到图中的P处时,对杆有垂直杆向下的压力作用,压力大小为0.4mg.已知小环的电荷量为q,重力加速度大小为g
,sin37°=0.6,下列说法正确的是()A.小环带正电B.小环滑到P处时的速度大小vP=2mg5qBC.当小环的速度大小为v′=4mg5qB时,小环对杆没有压力D.当小环与杆之间没有正压力时,小环到P的距离L=2m2g5q2B213.[2024·湖北省荆州中学月考](
多选)如图所示,一根不可伸长的绝缘细线一端固定于O点,另一端系一带负电的小球,置于水平向左的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场中.已知绳长L,小球质量为m,电荷量为q,磁感应强度大小为m2gL4gL,现把小球从A点静止释放,刚好沿着圆弧AB到达最
高点B处,其中cosθ=725,sinθ=2425,重力加速度为g,已知cos37°=45,sin37°=35,则小球()A.从A到B的过程中,小球的机械能一直增大B.小球所受的电场力是重力的247倍C.
从A到B过程中,小球的最大速度为2gL2D.从A到B过程中,绳子的最大拉力为重力的32倍14.[2023·北京市101中学月考]如图所示,匀强电场方向水平向右,匀强磁场方向垂直于纸面向里.一质量为m、带电量为q的微粒以速度v与磁场垂直、与电场成θ角射入复合场中,恰能做直线运动
.(1)求电场强度E和磁感应强度B的大小;(2)通过只改变电场的方向和场强的大小,使微粒做匀速圆周运动,求改变后的电场强度E′的大小和方向.15.[2024·浙江省温州十校联合体联考]如图所示,在竖直面Oxy内,第一象限中存在水
平向左的匀强电场,第三、四象限中存在垂直纸面向里的匀强磁场,在直线y=-l的下方存在竖直向上的匀强电场.现将一个质量为m带正电的小球,从坐标为(0,l)的P点沿x轴正方向水平抛出,恰好从坐标为(l,0)的Q点竖直落入一固定的竖直粗糙细管中.已知小球与细管的动摩擦因数为μ,细管长为l,
小球离开细管前已做匀速运动,匀强磁场磁感应强度大小为B,匀强电场强度大小均为E,小球初速度未知,重力加速度为g.求:(1)小球所带电荷量;(2)小球在竖直细管中克服摩擦力所做的功;(3)小球离开细管后,撤去细管与第一象限的电场,求之后小球运动过程中纵坐标的最小值.