高考物理知识大全《电荷在电场中的加速》在线测试（2017年最新版） - 高考物理题库

高考物理知识大全《电荷在电场中的加速》在线测试（2017年最新版）(八)

2017-08-22 02:28:26 来源:91考试网作者:www.91exam.org 【大中小】

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1、计算题如图，在x轴上方存在匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向外；在x轴下方存在匀强电场，场强大小为E，电场方向与xoy平面平行，且与x轴成450夹角。一质量为m、电荷量为q（q＞0）的粒子以速度v0从y轴上P点沿y轴正方向射出，一段时间后进入电场，进入电场时的速度方向与电场方向相反；从粒子进入电场开始经过某一段时间T0（T0未知），磁场方向变为垂直纸面向里，大小不变，结果能使粒子返回到P点（不计粒子重力）

（1）粒子磁场中运动半径R
（2）粒子第一次经过x轴时的坐标位置
（3）从P点出发到再次回到P点的时间

参考答案：(1) (2) (3)

本题解析：（1）根据牛顿定律可知，粒子在磁场中运动的向心力由洛伦兹力提供，则，解得；
（2）由粒子的运动轨迹及几何关系可知，粒子第一次经过x轴时的坐标位置为
（3）粒子在磁场中先做匀速圆周运动，然后进入电场中作匀减速运动，然后反向做匀加速运动，回到磁场中继续做匀速圆周运动回到P点，则在磁场中运动的时间：
粒子在电场中的加速度，在电场中运动的总时间：，故粒子从P点出发到再次回到P点的时间为：
考点：带电粒子在匀强电场及在匀强磁场中的运动.

本题难度：一般

2、计算题在光滑绝缘的水平面上建有如图所示的平面直角坐标系，在此水平面上可视为质点的不带电小球a静止于坐标系的原点O，可视为质点的带正电小球b静止在坐标为（0，-h）的位置上，现加一方向沿y轴正方向、电场强度大小为E、范围足够大的匀强电场，同时给a球以某一速度使其沿x轴正方向运动，当b球到达坐标系原点O时速度为v0，此时立即撤去电场而改加一方向垂直于绝缘水平面向上、磁感应强度大小为B、范围足够大的匀强磁场，最终b球能与a球相遇，求：
（1）b球的比荷q/m；
（2）从b球到达原点O开始至b球与a球相遇所需的时间；
（3）b球从开始位置运动到原点O时，a球的位置。

参考答案：解：（1）b球受电场力作用做匀加速运动，由动能定理得：
则b球的比荷为（2）b球运动到原点后将在水平面上做匀速圆周运动
所以有：
周期
联立得：
b球只能与a球相遇在图中的S处，相遇所需时间为
（k=0，1，2，…）
（3）a球开始运动到与b球相遇所用时间为：t"=t1+t，其中
a球通过的路程为OS=2R
所以可得a球的速度：
故
则a球在x轴上的坐标为（k=0，1，2，…）
A球的位置为

本题解析：

本题难度：困难

3、计算题 (12分)如图11所示，长L＝1.2 m、质量M＝3 kg的木板静止放在倾角为37°的光滑斜面上，质量m＝1 kg、带电荷量q＝＋2.5×10－4 C的物块放在木板的上端，木板和物块间的动摩擦因数μ＝0.1，所在空间加有一个方向垂直斜面向下、场强E＝4.0×104 N/C的匀强电场．现对木板施加一平行于斜面向上的拉力F＝10.8 N. 取g＝10 m/s2，斜面足够长．求：

(1)物块经多长时间离开木板？
(2)物块离开木板时木板获得的动能．?
(3)物块在木板上运动的过程中，由于摩擦而产生的内能．

参考答案：(1)?s　(2)27 J　(3)2.16 J

本题解析：(1)物块向下做加速运动，设其加速度为a1，木板的加速度为a2，则由牛顿第二定律
对物块：mgsin37°－μ(mgcos37°＋qE)＝ma1
对木板：Mgsin37°＋μ(mgcos37°＋qE)－F＝Ma2
又a1t2－a2t2＝L
得物块滑过木板所用时间t＝?s.
(2)物块离开木板时木板的速度v2＝a2t＝3?m/s.
其动能为Ek2＝Mv22＝27 J
(3)由于摩擦而产生的内能为
Q＝F摩x相＝μ(mgcos37°＋qE)·L＝2.16 J.

本题难度：简单

4、简答题如图所示，在xOy坐标平面的第一象限内有一沿-y方向的匀强电场，在第四象限内有一垂直于平面向外的匀强磁场。现有一质量为m，带电量为+q的粒子（重力不计）以初速度v0沿-x方向从坐标为(3L,L)的P点开始运动，接着进入磁场后由坐标原点O射出，射出时速度方向与y轴方向的夹角为45°，求：
（1）粒子从O点射出时的速度v和电场强度E；
（2）粒子从P点运动到O点所用的时间。