高中物理知识点总结《粒子在复合场中运动》考点预测（2017年强化版）(八) 2017-08-22 03:14:21 来源:91考试网 作者:www.91exam.org 【大 中 小】 微信搜索关注"91考试网"公众号,领30元,获取公务员、事业编、教师等考试资料40G! 1、简答题  说明磁流体发电机的工作原理． 参考答案：磁流体发电机原理图如图： 等离子体发电机原理示意图? (1)等离子体：即高温下电离的气体，含有大量的带正电和负电的微粒，而从整体来说呈中性。 通常状态下的空气呈电中性，对外不显电性，但在高温下的气体（如雷雨放电、电弧焊、高压放电等条件下）被电离成正、负离子，从而使原本呈电中性的空气成为包含正离子、负离子和空气分子的导电气体，处于这种状态的气体称为等离子体，自然界中的闪电通道、电弧焊的放电通道等都是等离子体．如图中匀强磁场的磁感应强度为B。 (2) 磁流体发电机的原理：如图所示，垂直进入匀强磁场的等离子体，因只受洛伦兹力的作用而使粒子发生偏转．据左手定则可知：正粒子打在A板上，负粒子打在B板上，从而在AB之间形成电场，且电场越来越强，直到粒子所受的电场力与洛伦兹力相等为止，此时，发电机内部就形成了正交的电、磁场，其中的粒子就做匀速直线运动，即相当于速度选择器。 本题解析： 本题难度：一般 2、选择题  如图所示，一带电微粒从两竖直的带等量异种电荷的平行板上方h处自由落下，两板间还存在方向垂直纸面向里的匀强磁场，带电小球通过正交的电、磁场时，其运动情况是（　　） A．可能做匀速直线运动 B．可能做匀加速直线运动 C．可能做曲线运动 D．一定做曲线运动 参考答案：粒子进入两个极板之间时，受到向下的重力，水平方向相反的电场力和洛伦兹力，不过电场力与洛伦兹力受力平衡，由于重力的作用，粒子向下加速，速度变大，洛伦兹力变大，洛伦兹力不会一直与电场力平衡，故合力一定会与速度不共线，故粒子一定做曲线运动； 故选D． 本题解析： 本题难度：简单 3、选择题  如图所示，实线表示在竖直平面内匀强电场的电场线，电场线与水平方向成α角，水平方向的匀强磁场与电场正交，有一带电液滴沿斜向上的虚线l做直线运动，l与水平方向成β角，且α＞β，则下列说法中错误的是（　　） A．液滴一定做匀变速直线运动 B．液滴一定带正电 C．电场线方向一定斜向上 D．液滴一定做匀速直线运动

参考答案：A、带电液滴受竖直向下的重力G、沿电场线方向的电场力F、垂直于速度方向的洛伦兹力f，由于α＞β，这三个力的合力不可能沿带电液滴的速度方向，因此这三个力的合力一定为零，带电液滴做匀速直线运动，不可能做匀变速直线运动，故A错误，D正确；
B、当带电液滴带正电，且电场线方向斜向上时，带电液滴受竖直向下的重力G、沿电场线向上的电场力F、垂直于速度方向斜向左上方的洛伦兹力f作用，这三个力的合力可能为零，带电液滴沿虚线l做匀速直线运动，如果带电液滴带负电、或电场线方向斜向下时，带电液滴所受合力不为零，不可能沿直线运动，故BC正确；
本题选错误的，故选A．

本题解析：

本题难度：一般

4、计算题  如图所示，在竖直平面内放置一长为L的薄壁玻璃管，在玻璃管的a端放置一个直径比玻璃管直径略小的小球，小球带电荷量为-q、质量为m。玻璃管右边的空间存在着匀强电场与匀强磁场的复合场。匀强磁场方向垂直于纸面向外，磁感应强度为B；匀强电场方向竖直向下，电场强度大小为。电磁场的左边界与玻璃管平行，右边界足够远。玻璃管带着小球以水平速度v0垂直于左边界向右运动，由于水平外力F的作用，玻璃管进入磁场后速度保持不变。经一段时间后小球从玻璃管b端滑出并能在竖直平面内运动，最后从左边界飞离电磁场。设运动过程中小球的电荷量不变，忽略玻璃管的质量，不计一切阻力。求：
（1）小球从玻璃管b端滑出时速度的大小；
（2）从玻璃管进入磁场至小球从b端滑出的过程中，外力F随时间t变化的关系；
（3）通过计算画出小球离开玻璃管后的运动轨迹。

参考答案：解：（1）由，得，即重力与电场力平衡
所以小球在管中运动的加速度为
设小球运动至b端时竖直方向的速度分量为，则有
联立解得小球运动至b端时速度大小为
（2）由平衡条件可知，玻璃管受到的水平外力为

解得外力随时间变化关系为
（3）设小球在管中运动时间为t，小球在磁场中做圆周运动的半径为R，轨迹如图甲所示。t时间内玻璃管的运动距离x = v0t
由牛顿第二定律得
由几何关系得，
所以
可得sinα=0，故α=0°，即小球飞离磁场时速度方向垂直于磁场边界向左，小球运动轨迹如图乙所示

本题解析：

本题难度：困难

5、计算题  （10分）如图的环状轨道处于竖直面内，它由半径分别为R和2R的两个半圆轨道、半径为R的两个四分之一圆轨道和两根长度分别为2R和4R的直轨道平滑连接而成。以水平线MN和PQ为界，空间分为三个区域，区域Ⅰ和区域Ⅲ内有磁感应强度为B的水平向里的匀强磁场，区域Ⅰ和Ⅱ内有竖直向上的匀强电场，电场场强大小为。一质量为m、电荷量为+q的带电小环穿在轨道内，它与两根直轨道间的动摩擦因数为μ（0<μ<1），而轨道的圆弧形部分均光滑。将小环在较长的直轨道CD下端的C点无初速释放（不考虑电场和磁场的边界效应，重力加速度为g），求：

（1）小环在第一次通过轨道最高点A时的速度vA的大小；
（2）小环在第一次通过轨道最高点A时受到轨道的压力FN的大小；
（3）若从C点释放小环的同时，在区域Ⅱ再另加一垂直于轨道平面向里的水平匀强电场，其场强大小为，则小环在两根直轨道上通过的总路程多大？

参考答案：（1）?（2）?
（3）或s总=或 s总=

本题解析：（1）从C到A，洛伦兹力不做功，小环对轨道无压力，也就不受轨道的摩擦力．由动能定理，有：
可得：?（3分）
（2）过A点时，研究小环，由受力分析和牛顿第二定律，有：

解得 ?（3分）
（3）由于0<μ<1，小环必能通过A点，以后有三种可能：?（4分）
①有可能第一次过了A点后，恰好停在K点，则在直轨道上通过的总路程为：
②也有可能在水平线PQ上方的轨道上往复若干次后，最后一次从A点下来恰好停在K点，对整个运动过程，由动能定理，有： ?得：s总=
③还可能最终在D或点速度为零（即在D与点之间振动），由动能定理，有
?得：s总=

本题难度：一般

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