当物体所受的合外力和它速度方向不在同一直线上,物体就是在做曲线运动,下面是电场和磁场中的曲线运动专题练习,请考生及时练习。
一、选择题(1~3题为单项选择题,4~6题为多项选择题)
1.从太阳和其他星体发射出的高能粒子流,在射向地球时,由于地磁场的存在,改变了运动方向,对地球起到了保护作用.如图为地磁场的示意图(虚线,方向未标出),赤道上方的磁场可看成与地面平行.若有来自宇宙的一束粒子流,其中含有(氦核)、(电子)、(光子)射线以及质子,沿与地球表面垂直的方向射向赤道上空,则在地磁场的作用下()
A.射线沿直线射向赤道
B.射线向西偏转
C.射线向东偏转
D.质子向北偏转
解析: 赤道上方磁场方向与地面平行、由南向北,根据左手定则可知,带正电的射线、质子向东偏转,带负电的射线向西偏转,不带电的射线不偏转,B项正确.
答案: B
2.如图所示,直线MN上方有垂直纸面向里的匀强磁场,电子1从磁场边界上的a点垂直MN和磁场方向射入磁场,经t1时间从b点离开磁场.之后电子2也由a点沿图示方向以相同速率垂直磁场方向射入磁场,经t2时间从a、b连线的中点c离开磁场,则为()
A. B.2
C. D.3
解析: 两电子进入同一匀强磁场中,由圆周运动半径公式R=可知,两电子轨迹半径相同.电子1垂直MN射入匀强磁场,由几何知识可知,电子1在磁场中运动轨迹所对圆心角为,电子2在磁场中运动轨迹所对圆心角为.由周期公式T=可知,两电子运动周期相同,故运动时间之比等于轨迹所对圆心角之比,即t1∶t2=3∶1,D项正确.
答案: D
3.如图所示,两平行金属极板之间有一匀强电场,金属板长为L,一带电粒子以速度v0垂直于场强方向沿上极板边缘射入匀强电场,刚好贴下极板边缘飞出,如果带电粒子以某一垂直于场强方向的初速度v1射入电场并能从其中射出,当它的竖直位移等于板间距d时,它的水平射程为2L(轨迹未画出).则粒子进入电场的初速度v1等于()
A.v0 B.v0
C.v0 D.2v0
解析: 设粒子在电场中的加速度为a.第一次,粒子恰好从下极板的边缘飞出,粒子做类平抛运动,有L=v0t,d=at2,解得:v0=L .第二次,由类平抛运动的推论知粒子好像是从上极板的中点沿直线飞出,由几何相似可得,粒子飞出电场时竖直方向的位移为y=,可得L=v1t,y==at2,解得:v1=L =v0,故C正确.
答案: C
4.(2015河南省开封第二次模拟)如图所示,MPQO为有界的竖直向下的匀强电场,电场强度为E,ACB为光滑固定的半圆形绝缘轨道,圆轨道半径为R,圆心为O,A、B为圆水平直径的两个端点,OC竖直.一个质量为m、电荷量为-q的带电小球,从A点正上方高为H处由静止释放,并从A点沿切线进入半圆轨道.不计空气阻力及一切能量损失,关于带电小球的运动情况,下列说法正确的是()
A.小球一定能从B点离开轨道
B.小球在AC部分可能做匀速圆周运动
C.若小球能从B点离开,上升的高度一定小于H
D.小球到达C点的速度可能为零
解析: 由于题中没有给出H与R、E的关系,所以小球不一定能从B点离开轨道;若重力大小等于电场力,小球在AC部分做匀速圆周运动.由于小球在AC部分运动时电场力做负功,所以若小球能从B点离开,上升的高度一定小于H;若小球到达C点的速度为零,则电场力大于重力,则小球不可能沿半圆轨道运动,所以小球到达C点的速度不可能为零.
答案: BC
5.(2015四川理综7)如图所示,S处有一电子源,可向纸面内任意方向发射电子,平板MN垂直于纸面,在纸面内的长度L=9.1 cm,中点O与S间的距离d=4.55 cm,MN与SO直线的夹角为,板所在平面有电子源的一侧区域有方向垂直于纸面向外的匀强磁场,磁感应强度B=2.010-4 T.电子质量m=9.110-31 kg,电荷量e=-1.610-19 C,不计电子重力.电子源发射速度v=1.6106 m/s的一个电子,该电子打在板上可能位置的区域的长度为l,则()
A.=90时,l=9.1 cm
B.=60时,l=9.1 cm
C.=45时,l=4.55 cm
D.=30时,l=4.55 cm
解析: 电子在匀强磁场运动的轨道半径为
R==4.55 cm
电子沿逆时针方向做匀速圆周运动,当=90时,竖直向下发射的粒子恰好打到N点,水平向右发射的粒子恰好打到M点,如图甲所示,故l=L=9.1 cm,A正确;当=30时,竖直向下发射的粒子,恰好打到N点,由几何关系知,另一临界运动轨迹恰好与MN相切于O点,如图乙所示,故粒子只能打在NO范围内,故l==4.55 cm,D正确;进而可分析知当=45或=60时,粒子打到板上的范围大于ON小于NM,即4.55 cm
电场和磁场中的曲线运动专题练习及答案分享到这里,更多内容请关注高考物理试题栏目。
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