專題三 第2課時(shí) 電場(chǎng)和磁場(chǎng)中的曲線運(yùn)動(dòng)

第2課時(shí)電場(chǎng)和磁場(chǎng)中的曲線運(yùn)動(dòng)(限時(shí)：60分鐘)一、單項(xiàng)選擇題1在光滑絕緣的水平桌面上，存在水平向右的電場(chǎng)，電場(chǎng)線如圖1中實(shí)線所示一帶電的小球以一定的初速度從桌面上的A點(diǎn)開始運(yùn)動(dòng)，到C點(diǎn)時(shí)，突然受到一個(gè)外加的水平恒力F作用而繼續(xù)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，其運(yùn)動(dòng)軌跡如圖中虛線所示v表示粒子在C點(diǎn)的速度，則下列判斷中正確的是()圖1A恒力F的方向可能水平向左B恒力F的方向可能與v的方向相反C在A、B兩點(diǎn)小球的速率不可能相等D小球在A點(diǎn)的電勢(shì)能比在B點(diǎn)的電勢(shì)能大2一束帶電粒子以同一速度，并從同一位置進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)，在磁場(chǎng)中它們的軌跡如圖2所示粒子q1的軌跡半徑為r1，粒子q2的軌跡半徑為r2，且r22r1，q1、q2分別是它們的帶電量，則()圖2Aq1帶負(fù)電、q2帶正電，荷質(zhì)比之比為21Bq1帶負(fù)電、q2帶正電，荷質(zhì)比之比為12Cq1帶正電、q2帶負(fù)電，荷質(zhì)比之比為21Dq1帶正電、q2帶負(fù)電，荷質(zhì)比之比為113圖3中K、L、M為靜電場(chǎng)中的3個(gè)相距很近的等勢(shì)面(K、M間無電荷)一帶電粒子射入此靜電場(chǎng)中后，沿abcde軌跡運(yùn)動(dòng)已知電勢(shì)K<L<M，且粒子在ab段做減速運(yùn)動(dòng)下列說法中正確的是()圖3A粒子帶負(fù)電B粒子在bc段也做減速運(yùn)動(dòng)C粒子在a點(diǎn)的速率大于在e點(diǎn)的速率D粒子從c點(diǎn)到d點(diǎn)的過程中電場(chǎng)力做負(fù)功4如圖4所示，水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，長為L的絕緣細(xì)線一端固定于O點(diǎn)，另一端系一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電小球(可視為質(zhì)點(diǎn))，將小球拉到使細(xì)線水平伸直的A點(diǎn)，無初速度釋放小球，小球沿圓弧到達(dá)最低位置B時(shí)速度恰好為零，重力加速度為g.以下說法正確的是()圖4A勻強(qiáng)電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)大小為EB小球在B位置時(shí)加速度為零C小球運(yùn)動(dòng)過程中的最大速率為vD若將小球拉到使細(xì)線水平伸直的C點(diǎn)，無初速度釋放小球后，小球必能回到C點(diǎn)二、雙項(xiàng)選擇題5如圖5所示，在直角坐標(biāo)系的第一象限內(nèi)有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，正、負(fù)離子分別以相同的速度從原點(diǎn)O進(jìn)入磁場(chǎng)，進(jìn)入磁場(chǎng)的速度方向與x軸正方向夾角為30°.已知正離子運(yùn)動(dòng)的軌跡半徑大于負(fù)離子的軌跡半徑，則可以判斷出()圖5A正離子的比荷大于負(fù)離子的比荷B正離子在磁場(chǎng)中受到的向心力大于負(fù)離子受到的向心力C正離子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間大于負(fù)離子的運(yùn)動(dòng)時(shí)間D正離子離開磁場(chǎng)時(shí)到原點(diǎn)的距離大于負(fù)離子離開磁場(chǎng)時(shí)到原點(diǎn)的距離6一帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中只受電場(chǎng)力的作用而運(yùn)動(dòng)，現(xiàn)將其運(yùn)動(dòng)正交分解為x和y兩個(gè)方向，圖6分別為粒子在y方向的速度隨時(shí)間變化圖象、在x方向的位移隨時(shí)間變化圖象、電勢(shì)沿y方向的分布圖象，由圖象可知()圖6A帶電粒子一定帶正電B帶電粒子可能做直線運(yùn)動(dòng)C勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)線一定沿y軸的負(fù)方向D電場(chǎng)強(qiáng)度的大小一定等于y圖象的斜率7如圖7所示，質(zhì)量為m、半徑為R的圓形光滑絕緣軌道放在水平面上固定的M、N兩豎直墻壁間，圓形軌道與墻壁間摩擦忽略不計(jì)，在軌道所在平面加一豎直向上的場(chǎng)強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)P、Q兩點(diǎn)分別為軌道的最低點(diǎn)和最高點(diǎn)，在P點(diǎn)有一質(zhì)量為m，電荷量為q的帶正電小球，現(xiàn)給小球一初速度v0，使小球在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，不計(jì)空氣阻力，重力加速度為g，則下列有關(guān)說法正確的是()圖7A小球通過P點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道一定有壓力B小球通過P點(diǎn)時(shí)的速率一定大于通過Q點(diǎn)時(shí)的速率C從P到Q點(diǎn)的過程中，小球的機(jī)械能一定增加D若mg>qE，要使小球能通過Q點(diǎn)，那么速度v0的最小值為 三、非選擇題8(18分)如圖8所示，A、B為兩塊平行金屬板，A板帶正電、B板帶負(fù)電，兩板之間存在著勻強(qiáng)電場(chǎng)，兩板間距為d、電勢(shì)差為U，在B板上開有兩個(gè)間距為L的小孔C、D為兩塊同心半圓形金屬板，圓心都在貼近B板的O處，C帶正電、D帶負(fù)電兩板間的距離很近，兩板末端的中心線正對(duì)著B板上的小孔，兩板間的電場(chǎng)強(qiáng)度可認(rèn)為大小處處相等，方向都指向O.半圓形金屬板兩端與B板的間隙可忽略不計(jì)現(xiàn)從正對(duì)B板小孔緊靠A板的O處由靜止釋放一個(gè)質(zhì)量為m、電量為q的帶正電微粒(微粒的重力不計(jì))求：圖8(1)微粒穿過B板小孔時(shí)的速度多大？(2)為了使微粒能在CD板間運(yùn)動(dòng)且不碰板，CD板間的電場(chǎng)強(qiáng)度大小應(yīng)滿足什么條件？(3)從釋放微粒開始，經(jīng)過多長時(shí)間微粒第1次通過半圓形金屬板間的最低點(diǎn)P?9(19分)如圖9所示，桌面上有一輕質(zhì)彈簧，左端固定在A點(diǎn)，自然狀態(tài)時(shí)其右端B點(diǎn)位于桌面右側(cè)邊緣水平桌面右側(cè)有一豎直放置、半徑R0.3 m的光滑半圓軌道MNP，桌面與軌道相切于M點(diǎn)在以MP為直徑的右側(cè)和水平半徑ON的下方部分有水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)的大小E.現(xiàn)用質(zhì)量m10.4 kg的物塊將彈簧緩慢壓縮到C點(diǎn)，釋放后彈簧恢復(fù)原長時(shí)物塊恰停止在B點(diǎn)用同種材料、質(zhì)量為m20.2 kg、帶q的絕緣物塊將彈簧緩慢壓縮到C點(diǎn)，釋放后物塊離開桌面由M點(diǎn)沿半圓軌道運(yùn)動(dòng)，恰好能通過軌道的最高點(diǎn)P.(取g10 m/s2)圖9(1)物塊m2經(jīng)過桌面右側(cè)邊緣B點(diǎn)時(shí)的速度大??；(2)物塊m2在半圓軌道運(yùn)動(dòng)時(shí)對(duì)軌道的最大壓力；(3)釋放后物塊m2運(yùn)動(dòng)過程中克服摩擦力做的功10(18分)如圖10所示，在平面直角坐標(biāo)系xOy中的第一象限內(nèi)存在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直于坐標(biāo)平面向里的圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域(圖中未畫出)；在第二象限內(nèi)存在沿x軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E.一粒子源固定在x軸上的A(L,0)點(diǎn)，沿y軸正方向釋放電子，電子經(jīng)電場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后能通過y軸上的C(0,2L)點(diǎn)，再經(jīng)過磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后恰好垂直擊中ON，ON與x軸正方向成30°角已知電子的質(zhì)量為m，電荷量為e，不考慮粒子的重力和粒子之間的相互作用，求：圖10 (1)電子的釋放速度v的大小；(2)電子離開電場(chǎng)時(shí)的速度方向與y軸正方向的夾角；(3)粗略畫出電子在電場(chǎng)和磁場(chǎng)中的軌跡；(4)圓形磁場(chǎng)的最小半徑Rmin.答案1D2C 3B4C5CD6CD7CD8(1) (2)E(3) 9(1)3 m/s(2)(62) N與豎直方向成45°斜向下(3)0.9 J10(1)(2)30° (3)如圖(3分)(4)