高考物理一轮复习 课时跟踪检测（三十五）带电粒子在叠加场中的运动（重点班）-人教版高三全册物理试题.doc

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1、课时跟踪检测（三十五） 带电粒子在叠加场中的运动A级保分题目巧做快做1.(2018安庆模拟)如图所示，一带电液滴在相互垂直的匀强电场和匀强磁场中刚好做匀速圆周运动，其轨道半径为R，已知该电场的电场强度为E，方向竖直向下；该磁场的磁感应强度为B，方向垂直纸面向里，不计空气阻力，设重力加速度为g，则()A液滴带正电B液滴比荷C液滴沿顺时针方向运动 D液滴运动速度大小v解析：选C液滴在重力场、匀强电场、匀强磁场的复合场中做匀速圆周运动，可知，qEmg，得，故B错误；电场力竖直向上，液滴带负电，A错误；由左手定则可判断液滴沿顺时针转动，C正确；对液滴qEmg，qvBm得v，故D错误。2.一正电荷q在匀

2、强磁场中，以速度v沿x正方向进入垂直纸面向里的匀强磁场中，磁感应强度为B，如图所示，为了使电荷能做直线运动，则必须加一个电场进去，不计重力，此电场的场强应该是()A沿y轴正方向，大小为B沿y轴负方向，大小为BvC沿y轴正方向，大小为D沿y轴负方向，大小为解析：选B要使电荷能做直线运动，必须用电场力抵消洛伦兹力，本题正电荷受洛伦兹力的方向沿y轴正方向，故电场力必须沿y轴负方向且qEBqv，即EBv。3.多选如图所示，表面粗糙的斜面固定于地面上，并处于方向垂直纸面向里的磁场和竖直向下的匀强电场中，磁感应强度大小为B，电场强度大小为E，一质量为m、电荷量为Q的带负电小滑块从斜面顶端由静止下滑，在滑块

3、下滑过程中，下列判断正确的是()A滑块受到的摩擦力不变B若斜面足够长，滑块最终可能在斜面上匀速下滑C若B足够大，滑块最终可能静止于斜面上D滑块到达地面时的动能与B有关解析：选BD滑块向下运动的过程中受到重力、电场力、支持力，根据左手定则，滑块还受到垂直斜面向下的洛伦兹力，沿斜面向上的摩擦力，滑块向下运动的过程中，速度增大，洛伦兹力增大，支持力增大，滑动摩擦力增大，当B很大时，则摩擦力有可能也很大，当滑块受到的摩擦力和电场力沿斜面向上的分力的合力与重力沿斜面向下的分力相等时，滑块做匀速直线运动，之后洛伦兹力与摩擦力不再增大，所以滑块不可能静止在斜面上，故A、C错误，B正确；B不同，洛伦兹力大小也

4、不同，所以滑动摩擦力大小不同，摩擦力做的功不同，根据动能定理可知，滑块到达地面的动能不同，故D正确。4多选(2018浙江三校模拟)如图所示，空间中存在正交的匀强电场E和匀强磁场B(匀强电场水平向右)，在竖直平面内从a点沿ab、ac方向抛出两带电小球(不考虑两带电球的相互作用，两球电荷量始终不变)，关于小球的运动，下列说法正确的是()A沿ab、ac方向抛出的带电小球都可能做直线运动B只有沿ab抛出的带电小球才可能做直线运动C若有小球能做直线运动，则它一定是匀速运动D两小球在运动过程中机械能均守恒解析：选AC沿ab方向抛出的带正电小球，或沿ac方向抛出的带负电的小球，在重力、电场力、洛伦兹力作用下

5、，都可能做匀速直线运动，A正确，B错误。在重力、电场力、洛伦兹力三力都存在时的直线运动一定是匀速直线运动，C正确。两小球在运动过程中除重力做功外还有电场力做功，故机械能不守恒，D错误。5.(2018南昌三校联考)中国科学家发现了量子反常霍尔效应，杨振宁称这一发现是诺贝尔奖级的成果。如图所示， 厚度为h，宽度为d的金属导体，当磁场方向与电流方向垂直时，在导体上下表面会产生电势差，这种现象称为霍尔效应。下列说法正确的是()A上表面的电势高于下表面电势B仅增大h时，上下表面的电势差增大C仅增大d时，上下表面的电势差减小D仅增大电流I时，上下表面的电势差减小解析：选CA中金属导体中的自由电荷是带负电的

6、电子，由电流方向向右可知电子的移动方向向左，根据左手定则，知这些自由电子受到向上的洛伦兹力而发生偏转，则上表面带负电，下表面带正电，下表面的电势高于上表面，故A错误；稳定时，电子受到的洛伦兹力与电场力相平衡，则evBe，解得UvBh，而根据Inevhd可知v，故U，故增大h，电势差不变，仅增大d时，上、下表面的电势差减小，故B错误、C正确；而仅增大I时，电势差增大，故D错误。6.多选(2018哈尔滨九校联考)如图所示，空间同时存在竖直向上的匀强磁场和匀强电场，磁感应强度为B，电场强度为E。一质量为m，电荷量为q的带正电小球恰好处于静止状态，现在将磁场方向顺时针旋转30，同时给小球一个垂直磁场方

7、向斜向下的速度v，则关于小球的运动，下列说法正确的是()A小球做匀速圆周运动B小球运动过程中机械能守恒C小球运动到最低点时电势能增加了D小球第一次运动到最低点历时解析：选AD小球在复合电磁场中处于静止状态，只受两个力作用，即重力和电场力且两者平衡，当把磁场顺时针方向倾斜30，且给小球一个垂直磁场方向的速度v，则小球受到的合力就是洛伦兹力，且与速度方向垂直，所以带电小球将做匀速圆周运动，选项A正确。由于带电小球在垂直于纸面的倾斜平面内做匀速圆周运动，运动过程中受到电场力要做功，所以机械能不守恒，选项B错误。电场力从开始到最低点克服电场力做功为WEqRsin 30mg，所以电势能的增加量为，选项C

8、错误。小球第一次运动到最低点的时间为T，所以选项D正确。7多选(2018江西八校联考)如图所示，在水平匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场中，有一竖直足够长固定绝缘杆MN，小球P套在杆上，已知P的质量为m、电荷量为q，电场强度为E，磁感应强度为B，P与杆间的动摩擦因数为，重力加速度为g。小球由静止开始下滑直到稳定的过程中()A小球的加速度一直减小B小球的机械能和电势能的总和保持不变C下滑加速度为最大加速度一半时的速度可能是vD下滑加速度为最大加速度一半时的速度可能是v解析：选CD对小球受力分析如图所示，则mg(qEqvB)ma，随着v的增加，小球加速度先增大，当qEqvB时达到最大值，amaxg，

9、继续运动，mg(qvBqE)ma，随着v的增大，a逐渐减小，所以A错误。因为有摩擦力做功，机械能与电势能总和在减小，B错误。若在前半段达到最大加速度的一半，则mg(qEqvB)m，得v；若在后半段达到最大加速度的一半，则mg(qvBqE)m，得v，故C、D正确。8.(2018三门峡市陕州中学检测)如图甲，一带电物块无初速度地放上皮带轮底端，皮带轮以恒定大小的速率沿顺时针传动，该装置处于垂直纸面向里的匀强磁场中，物块由底端E运动至皮带轮顶端F的过程中，其vt图像如图乙所示，物块全程运动的时间为4.5 s，关于带电物块及运动过程的说法正确的是()A该物块带负电B皮带轮的传动速度大小一定为1 m/s

10、C若已知皮带的长度，可求出该过程中物块与皮带发生的相对位移D在24.5 s内，物块与皮带仍可能有相对运动解析：选D由题图乙可知，物块做加速度逐渐减小的加速运动。物块的最大速度是1 m/s。对物块进行受力分析可知，开始时物块受到重力、支持力和摩擦力的作用，设动摩擦因数为，沿斜面的方向：FNmgsin ma物块运动后，又受到洛伦兹力的作用，加速度逐渐减小，由式可知，物块的加速度逐渐减小，一定是FN逐渐减小，而开始时：FNmgcos ，后来：FNmgcos f洛，即洛伦兹力的方向是向上的。物块沿传送带向上运动，由左手定则可知，物块带正电，故A错误。物块向上运动的过程中，洛伦兹力越来越大，则受到的支持

11、力越来越小，结合式可知，物块的加速度也越来越小，当加速度等于0时，物块达到最大速度，此时：mgsin (mgcos f洛)由式可知，只要传送带的速度大于等于1 m/s，则物块达到最大速度的条件与传送带的速度无关，所以传送带的速度可能是1 m/s，也可能是大于1 m/s，物块可能相对于传送带静止，也可能相对于传送带不静止。故B错误，D正确。由以上的分析可知，传送带的速度不能判断，所以若已知皮带的长度，也不能求出该过程中物块与皮带发生的相对位移，故C错误。B级拔高题目稳做准做9(2018贵阳市花溪清华中学模拟)如图，区域内有与水平方向成45角的匀强电场E1，区域宽度为d1，区域内有正交的有界匀强磁

12、场B和匀强电场E2，区域宽度为d2，磁场方向垂直纸面向里，电场方向竖直向下。一质量为m、带电荷量为q的微粒在区域左边界的P点，由静止释放后水平向右做直线运动，进入区域后做匀速圆周运动，从区域右边界上的Q点穿出，其速度方向改变了60，重力加速度为g，求：(1)区域和区域内匀强电场的电场强度E1、E2的大小？(2)区域内匀强磁场的磁感应强度B的大小。(3)微粒从P运动到Q的时间有多长？解析：(1)微粒在区域内水平向右做直线运动，则在竖直方向上有qE1sin 45mg，解得E1微粒在区域内做匀速圆周运动，则在竖直方向上有：mgqE2，E2。(2)设微粒在区域内水平向右做直线运动时加速度为a，离开区域

13、时速度为v，在区域内做匀速圆周运动的轨道半径为R，则：ag，v22ad1，Rsin 60d2，qvBm，解得：B 。(3)微粒在区域内做匀加速运动，t1 ，在区域内做匀速圆周运动的圆心角为60，则：T，t2 ，解得tt1t2 。答案：(1)E1，E2(2) (3) 10(2018河北定州中学模拟)在竖直平面内建立一平面直角坐标系xOy，x轴沿水平方向，如图甲所示。第二象限内有一水平向右的匀强电场，场强为E1。坐标系的第一、四象限内有一正交的匀强电场和匀强交变磁场，电场方向竖直向上，场强E2E1，匀强磁场方向垂直纸面。处在第三象限的发射装置(图中未画出)竖直向上射出一个比荷102 C/kg的带正

14、电的粒子(可视为质点)，该粒子以v04 m/s的速度从x上的A点进入第二象限，并以v18 m/s速度从y上的C点沿水平方向进入第一象限。取粒子刚进入第一象限的时刻为0时刻，磁感应强度按图乙所示规律变化(以垂直纸面向外的磁场方向为正方向)，g10 m/s2。试求：(1)带电粒子运动到C点的纵坐标值h及电场强度E1；(2)x轴上有一点D，ODOC，若带电粒子在通过C点后的运动过程中不再越过y轴，要使其恰能沿x轴正方向通过D点，求磁感应强度B0及其磁场的变化周期T0；(3)要使带电粒子通过C点后的运动过程中不再越过y轴，求交变磁场磁感应强度B0和变化周期T0的乘积B0T0应满足的关系。解析：(1)将

15、粒子在第二象限内的运动分解为水平方向和竖直方向，在竖直方向上做竖直上抛运动，在水平方向上做匀加速直线运动。则有t0.4 s，ht0.8 max2g，qE12mg，E10.2 N/C。(2)qE2mg，所以带电粒子在第一象限将做匀速圆周运动，设粒子运动圆轨道半径为R，周期为T，则qv1B0m，可得R使粒子从C点运动到D点，则有：h(2n)R(2n)，B00.2n(T)(n1,2,3)T，T0(s)(n1,2,3)。(3)当交变磁场周期取最大值而粒子不再越过y轴时可作如图所示运动情形：由图可知，T得T0B0。答案：(1)h0.8 mE10.2 N/C(2)B00.2n(T)(n1,2,3)T0(s

16、)(n1,2,3)(3)T0B011.(2018枣庄模拟)如图所示，穿有M、N两个小球(均视为质点)的光滑绝缘圆环，固定在竖直面内，圆心为O、半径为R0.3 m。M、N用一根不可伸长的绝缘轻质细绳相连，小球质量分别为mM0.01 kg、mN0.08 kg；M带电荷量q7104C，N不带电。该空间同时存在匀强电场和匀强磁场。电场方向竖直向上，电场强度E1103 V/m；磁场方向垂直于圆环平面向里，磁感应强度B102 T。将两小球从图示位置(M与圆心O等高，N在圆心O的正下方)由静止释放，两小球开始沿逆时针向上转动。取重力加速度g10 m/s2，已知sin 370.6，cos 370.8。则在两球

17、从图示位置逆时针向上转动的过程中，求：(1)通过计算判断，小球M能否到达圆环的最高点？(2)小球M速度最大时，圆环对小球M的弹力。(3)小球M电势能变化量的最大值。解析：(1)设MN在转动过程中，绳对M、N做的功分别为Wr、Wr，则WrWr0设M到达圆环最高点时，M、N的动能分别为EkM、EkN对M，洛伦兹力不做功，由动能定理可得：qERmMgRWr1EkM对N由动能定理：Wr1mNgREkN联立解得：EkMEkN0.06 J即：M在圆环最高点时，系统动能为负值；故M不能到达圆环最高点。(2)设N转过角时，M、N的速度大小分别为vM、vN，因M、N做圆周运动的半径和角速度均相同，则vMvN，对

18、M，洛伦兹力不做功，根据动能定理qERsin mMgRsin Wr2mMvM2对N由动能定理： Wr2mNgR(1cos )mNvN2联立解得： vM2(3sin 4cos 4)由上式可知，当tan 时，M、N达到最大速度，最大速度为vmax m/sM速度最大时，设绳子拉力为F，圆环对小球M的弹力FN，由牛顿运动定律Fcos 45(qEmMg)cos 37qvmaxBFsin 45(qEmMg)sin 37FN解得：FN0.096 N，负号表示弹力方向沿圆环径向向外。(3)M、N从图示位置逆时针转动过程中，由于M不能到达最高点，所以，当两球速度为零时，电场力做功最多，电势能减小最多，由vM2(3sin 4cos 4)，可得：3sin 4cos 40解得：sin 或sin 0故M的电势能减小量的最大值为：|Ep|qERsin J0.201 6 J。答案：(1)M不能到达圆环最高点 (2)0.096 N沿圆环径向向外 (3)0.201 6 J