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(課標通用)高考物理二輪復習 選擇題提分技巧 熱點9 帶電粒子的電偏轉(zhuǎn)和磁偏轉(zhuǎn)(含解析)-人教版高三全冊物理試題

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1、熱點9 帶電粒子的電偏轉(zhuǎn)和磁偏轉(zhuǎn) (建議用時:20分鐘) 1.(2019·河南鄭州模擬)如圖所示,在邊長為L的正方形ABCD陰影區(qū)域內(nèi)存在垂直紙面的勻強磁場,一質(zhì)量為m、電荷量為q(q<0)的帶電粒子以大小為v0的速度沿紙面垂直AB邊射入正方形,若粒子從AB邊上任意點垂直射入,都只能從C點射出磁場,不計粒子的重力影響.下列說法正確的是(  ) A.此勻強磁場的方向可能垂直紙面向外 B.此勻強磁場的磁感應(yīng)強度大小為 C.此勻強磁場區(qū)域的面積為 D.此勻強磁場區(qū)域的面積為 D 解析 若保證所有的粒子均從C點離開此區(qū)域,則由左手定則可判斷勻強磁場的方向應(yīng)垂直紙面向里,選項A錯誤;由A點

2、射入磁場的粒子從C點離開磁場,結(jié)合題圖可知該粒子的軌道半徑應(yīng)為R=L,則由qBv0=m,可解得B=,選項B錯誤;由幾何關(guān)系可知勻強磁場區(qū)域的面積應(yīng)為S=2(πL2-L2)=,選項C錯誤,D正確. 2.(2019·河北阜平中學月考)一帶負電的小球以一定的初速度v0豎直向上拋出,達到的最大高度為h1;若加上水平方向的勻強磁場,且保持初速度仍為v0,小球上升的最大高度為h2;若加上水平方向的勻強電場,且保持初速度仍為v0,小球上升的最大高度為h3;若加上豎直向上的勻強電場,且保持初速度仍為v0,小球上升的最大高度為h4,如圖所示.不計空氣阻力,則(  ) A.h1=h3 B.h1

3、C.h2與h3無法比較 D.h2

h2,h3>h2,選項C錯誤;丁圖,因小球帶負電,所受電場力向下,則h4一定小于h1,選項B錯誤;由于無法明確電場力做功的多少,故無法確定h2和h4之間的關(guān)系,選項D錯誤. 3.(2019·天津一中月考)如圖所示,整個空間存在水平向左的勻強電場,MN的右側(cè)存在垂直

4、紙面向里的勻強磁場.由絕緣材料制成的光滑軌道AC與水平面的夾角為θ,C點處于MN邊界上,其延長線為CD.一質(zhì)量為m的帶電小球沿軌道AC下滑,至C點后沿直線CD運動.則下列說法錯誤的是(  ) A.小球帶正電荷 B.小球在MN左側(cè)做勻加速直線運動 C.小球在MN右側(cè)做勻速直線運動 D.小球在MN的右側(cè)所受洛倫茲力為 B 解析 小球在MN右側(cè)會受到洛倫茲力作用,做直線運動時,因重力、靜電力不變,所以洛倫茲力也不變,由F洛=qvB可知v不變,則小球在MN右側(cè)一定做勻速直線運動,選項C正確.小球受力如圖所示,由左手定則可知小球帶正電,由圖知小球所受電場力和重力的合力垂直于軌道,故小球在M

5、N的左側(cè)做勻速直線運動,選項A正確,B錯誤.由幾何關(guān)系知F洛=,選項D正確. 4.(2019·四川瀘州模擬)(多選)如圖所示直角坐標系xOy,P(a,-b)為第四象限內(nèi)的一點,一質(zhì)量為m、電量為q的負電荷(電荷重力不計)從原點O以初速度v0沿y軸正方向射入.第一次在整個坐標系內(nèi)加垂直紙面向內(nèi)的勻強磁場,該電荷恰好能通過P點;第二次保持y>0區(qū)域磁場不變,而將y<0區(qū)域磁場改為沿x方向勻強電場,該電荷仍通過P點(  ) A.勻強磁場的磁感應(yīng)強度B= B.勻強磁場的磁感應(yīng)強度B= C.電荷從O運動到P,第二次所用時間一定短些 D.電荷通過P點時的速度,第二次與x軸負方向的夾角一定

6、小些 AC 解析 第一次在整個坐標系內(nèi)加垂直紙面向內(nèi)的勻強磁場,該電荷恰好能通過P點;粒子做勻速圓周運動如圖所示,由幾何作圖得(a-R)2+b2=R2,解得R=,由qvB=m解得勻強磁場的磁感應(yīng)強度B=,選項A正確,B錯誤;第二次保持y>0區(qū)域磁場不變,而將y<0區(qū)域磁場改為沿x方向勻強電場,該電荷仍通過P點,粒子先做勻速圓周運動,后做類平拋運動,運動時間t2=T+;第一次粒子做勻速圓周運動,運動時間t1=T+,弧長大于b,所以t1>t2,即第二次所用時間一定短些,選項C正確;電荷通過P點時的速度,第一次與x軸負方向的夾角為α,則有tan α==;第二次與x軸負方向的夾角θ,則有tan θ=

7、=,所以有tan θ>tan α,電荷通過P點時的速度,第二次與x軸負方向的夾角一定大些,選項D錯誤. 5.(2019·福建廈門質(zhì)檢)(多選)在一次南極科考中,科考人員使用磁強計測定地磁場的磁感應(yīng)強度.其原理如圖所示,電路中有一段長方體的金屬導體,它長、寬、高分別為a、b、c,放在沿y軸正方向的勻強磁場中,導體中電流強度沿x軸正方向,大小為I.已知金屬導體單位體積中的自由電子數(shù)為n,電子電荷量為e,自由電子做定向移動可視為勻速運動,測出金屬導體前后兩個側(cè)面間電壓為U,則(  ) A.金屬導體的前側(cè)面電勢較低 B.金屬導體的電阻為 C.自由電子定向移動的速度大小為 D.磁感應(yīng)強度的

8、大小為 AD 解析 根據(jù)左手定則(注意電子帶負電)可知電子打在前側(cè)面,即前側(cè)面帶負電,電勢較低,選項A正確;電流方向為從左向右,而題中U表示的是導體前后兩個側(cè)面的電壓,故導體的電阻不等于,選項B錯誤;在t時間內(nèi)通過的電荷量為q=n(bcvt)e,又I==nbcve,解得v=,選項C錯誤;因為當金屬導體中自由電子定向移動時受洛倫茲力作用向前側(cè)面偏轉(zhuǎn),使得前后兩側(cè)面間產(chǎn)生電勢差,當電子所受的電場力與洛倫茲力平衡時,前后兩側(cè)面間產(chǎn)生恒定的電勢差,因而可得=Bev,聯(lián)立上述各式可得B=,選項D正確. 6.(2019·吉林長春十一中期末)(多選)如圖所示,在x軸上方存在垂直紙面向里的磁感應(yīng)強度為

9、B的勻強磁場,x軸下方存在垂直紙面向外的磁感應(yīng)強度為的勻強磁場,一帶負電的粒子從原點O以與x軸成30°角斜向上的速度射入磁場,且在x軸上方運動半徑為R,則(不計重力)(  ) A.粒子經(jīng)偏轉(zhuǎn)一定能回到原點O B.粒子在x軸上方和下方兩磁場中運動的半徑之比為1∶2 C.粒子完成一次周期性運動的時間為 D.粒子第二次射入x軸上方磁場時,沿x軸前進3R BD 解析 根據(jù)左手定則判斷可知,粒子在第一象限沿順時針方向運動,而在第四象限沿逆時針方向運動,不可能回到原點O,故選項A錯誤;由r=知粒子做圓周運動的半徑與磁感應(yīng)強度成反比,則粒子在x軸上方和下方磁場中運動的半徑之比為1∶2,故選項B

10、正確;負電荷在第一象限的軌跡所對應(yīng)的圓心角為60°,在第四象限的軌跡所對應(yīng)的圓心角也為60°,在一個周期內(nèi),粒子在第一象限運動的時間為t1=T1=,粒子在第四象限運動的時間為t2=T2=,完成一次周期性運動的時間為T′=t1+t2=,故選 項C錯誤;根據(jù)幾何知識得,粒子第二次射入x軸上方磁場時,沿x軸前進距離為x=R+2R=3R,故選項D正確. 7.(2019·云南昭通二模)(多選)磁流體發(fā)電機是一種把物體內(nèi)能直接轉(zhuǎn)化為電能的低碳環(huán)保發(fā)電機,如圖所示為其原理示意圖,平行金屬板C、D間有勻強磁場,磁感應(yīng)強度為B,將一束等離子體(高溫下電離的氣體,含有大量帶正電和帶負電的微粒)水平噴入磁場,兩

11、金屬板間就產(chǎn)生電壓.定值電阻R0的阻值是滑動變阻器最大阻值的一半,與開關(guān)S串聯(lián)接在C、D兩端,已知兩金屬板間距離為d,噴入氣流的速度為v,磁流體發(fā)電機的電阻為r(R0

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