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2013届高三二轮复习试题:专题五 第1课时 带电粒子在电场或磁场中的运动


专题五 带电粒子在场中的运动
第 1 课时 带电粒子在电场或磁场中的运动
(限时:60 分钟) 一、单项选择题 1. 均匀带电的球壳在球外空间产生的电场等效于电荷集中于球心处产生的电场.如图 1 所示,在半球面
AB 上均匀分布正电荷,总电荷量为 q,球面半径为 R,CD 为通过半球顶点与球心 O 的轴线,在轴线 上有 M、N 两点,OM=ON=2R,已知 M 点的场强大小为 E,则 N 点的场强大小为
()

A.2kRq2-E C.4kRq2-E

图1 kq B.4R2 D.4kRq2+E

2.如图 2 所示,匀强电场中有一个以 O 为圆心、半径为 R 的圆,电场方向与圆所在平面平行,A、O 两

点电势差为 U,一带正电的粒子在该电场中运动,经 A、B 两点时速度方向沿圆的切线,速度大小均为

v0,粒子重力不计.

()

图2

A.粒子在 A、B 间是做圆周运动

B.粒子从 A 到 B 的运动过程中,动能先增大后减小 C.匀强电场的电场强度 E=UR

D.圆周上,电势最高的点与 O 点的电势差为 2U

3.两个等量正点电荷位于 x 轴上,关于原点 O 呈对称分布,下列能正确描述电场强度 E 随位置 x 变化规

律的图象是

()

4.如图所示的真空空间中,仅在正方体中的黑点处存在着电荷量大小都是 q 的点电荷,则图中 a、b 两点

电场强度和电势均相同的是

()

图3

5.如图 3 所示的虚线框为一长方形区域,该区域内有一垂直于纸面向里的匀强磁场,一束电子以不同的

速率从 O 点垂直于磁场方向、沿图中方向射入磁场后,分别从 a、b、c、d 四点射出磁场,比较它们在

磁场中的运动时间 ta、tb、tc、td,其大小关系是

()

A.ta<tb<tc<td

B.ta=tb=tc=td

C.ta=tb>td>tc

D.ta=tb>tc>td

6.显像管原理的示意图如图 4 所示,当没有磁场时,电子束将打在荧光屏正中的 O 点,安装在管径上的

偏转线圈可以产生磁场,使电子束发生偏转.设垂直纸面向里的磁场方向为正方向,若使高速电子流

打在荧光屏上的位置由 a 点逐渐移动到 b 点,下列变化的磁场能够使电子发生上述偏转的是

()

图4

二、双项选择题 7.图 5 中虚线是用实验方法描绘出的某一静电场的一簇等势线及其电势的值,一带电粒子只在电场力作
用下飞经该电场时,恰能沿图中的实线 AC 运动,则下列判断正确的是( )

图5

A.粒子一定带负电

B.粒子在 A 点的电势能大于在 C 点的电势能

C.A 点的场强大于 C 点的场强

D.粒子在 A 点的动能大于在 C 点的动能

8.如图 6 所示,虚线 a、b、c、d 表示匀强电场中的 4 个等势面.两个带电粒子 M、N(重力忽略不计)以平

行于等势面的初速度射入电场,运动轨迹分别如图中 MPN 和 NQM 所示.已知 M 是带正电的带电粒子,



()

图6

A.N 一定带负电

B.a 点的电势高于 b 点的电势

C.带电粒子 N 克服电场力做功

D.带电粒子 N 的动能增大,电势能减小

9.如图 7 所示,在等量异种电荷形成的电场中,以电荷连线中点 O 为圆心画一圆,交连线于 A、C 两点,

交连线中垂线于 B、D 两点.下列说法中正确的是

()

图7 A.A 点的电场强度大于 B 点的电场强度且两点电场强度方向不同 B.B、D 两点的电场强度及电势均相同 C.一电子由 B 点沿 B→C→D 路径移至 D 点,电势能先减小后增大 D.一质子由 C 点沿 C→O→A 路径移至 A 点,电场力一直做负功 10.如图 8 所示,真空中以 O 点为圆心、Oa 为半径的圆周上等间距分布 a、b、c、d、e、f、g、h 八个点,

a、e 两点放置等量正点电荷,则下列说法正确的是

()

图8 A.b、d、f、h 四点的电场强度相同 B.b、d、f、h 四点的电势相等 C.在 c 点静止释放一个电子,电子将沿 cg 连线向 O 点做匀加速直线运动 D.将一电子由 b 点沿 bcd 圆弧移到 d 点,电子的电势能先增大后减小 三、非选择题 11.(16 分)如图 9 甲所示,空间Ⅰ区域存在方向垂直纸面向里的有界匀强磁场,左右边界线 MN 与 PQ 相 互平行,MN 右侧空间Ⅱ区域存在一周期性变化的匀强电场,方向沿纸面垂直 MN 边界,电场强度的 变化规律如图乙所示(规定向左为电场的正方向).一质量为 m、电荷量为+q 的粒子,在 t=0 时刻从 电场中 A 点由静止开始运动,粒子重力不计.

图9 (1)若场强大小 E1=E2=E,A 点到 MN 的水平距离为 L,为使粒子进入磁场时速度最大,交变电场变 化周期的最小值 T0 应为多少?粒子的最大速度 v0 为多大? (2)设磁场宽度为 d,改变磁感应强度 B 的大小,使粒子以速度 v1 进入磁场后都能从磁场左边界 PQ 穿 出,求磁感应强度 B 满足的条件及该粒子穿过磁场时间 t 的范围. (3)若电场的场强大小 E1=2E0,E2=E0,电场变化周期为 T,t=0 时刻从电场中 A 点释放的粒子经过 n 个周期正好到达 MN 边界,假定磁场足够宽,粒子经过磁场偏转后又回到电场中,水平向右运动的最 大距离和 A 点到 MN 的水平距离相等.求粒子到达 MN 时的速度大小 v 和匀强磁场的磁感应强度大小 B.

答案

1.A 2.D 3.A 4.C 5.D 6.A

11.(1)2

2mL qE

2qEL m

(2)B<mqvd1

d πd v1<t<2v1

(3)v=nq2Em0T B=?2k2+πm1?qT(k=0,1,2,3…)

7.CD

8.AD

9.BD

10.BD



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