【物理】2010年物理重点难点专练专题8:电场与磁场11
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专题8 电场与磁场
复习目标:
1.掌握库仑定律,理解场强、电势、电势差、电势能、等势面、电容等概念.
2.熟练掌握带电粒子在匀强电场中加速和偏转的规律,会处理带电粒子在复合场中运
动的问题.
3.理解磁感强度、磁感线、磁通量的含义,会灵活应用左手定则和安培力公式分析、
计算磁场对电流的作用力(限B和I平行和垂直两类).
4.熟练掌握洛仑兹力和有关几何知识,会灵活解决各类带电粒子在磁场(限B和v平
行和垂直两类)中的运动问题.
一.选择题
1.如图9-1所示,平行板电容器的两极板A、B接于电池两极,一个带正电的小球悬挂
在电容器内部.闭合电键S,电容器充电,这时悬线偏离竖直方向的夹角为θ.下列说法中
正确的是( )
A.保持电键S闭合,若带正电的A板向B板靠近,则θ增大
B.保持电键S闭合,若带正电的A板向B板靠近,则θ不变
C.电键S断开,若带正电的A板向B板靠近,则θ增大
D.电键S断开,若带正电的A板向B板靠近,则θ不变
2.宇航员在探测某星球时,发现该星球均匀带电,且电性为负,电荷量为Q.在一次
实验时,宇航员将一带负电q(q<<Q)的粉尘置于离该星球表面h高处,该粉尘恰好处于
悬浮状态.宇航员又将此粉尘带至距该星球表面的2h高处,无初速释放,则此带电粉尘将
( )
A.仍处于悬浮状态 B.背向该星球球心方向飞向太空
C.向该星球球心方向下落 D.沿该星球自转的线速度方向飞向太空
3.有一电量为210-6C的负电荷,从O点移动到a点,电场力做功610-4J;从a
点移动到b点,电场力做功-410-4J;从b点移动到c点,电场力做功810-4J;从c点
图9-1
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移动到d点,电场力做功-1010-4J.根据以上做功情况可以判断电势最高的点是( )
A.a B.b C.c D.d
4.如图9-2(甲)所示,足够大的平行金属板之间加上
图(乙)所示的交变电压,板间有一重力不计的电子在电场
力作用下由静止开始运动.则电子在两板间运动的v一t图
象是(丙)中的( )
5.质量为m的通电细杆ab置于倾角为θ的导轨上,导轨宽度为d,杆ab与导轨间的
动摩擦因数为μ.有电流时,ab恰好在导轨上静止,如图9-3所示;下图是它的四个侧视
图,图中已标出四种可能的匀强磁场方向,其中杆ab与导轨之间的摩擦力可能为零的图是
( )
6.如图9-4所示,天然放射性元素放出α、β、γ三种射线,同时射入互相
垂直的匀强电场和匀强磁场中,射入时速度方向与电场强度及磁感应强度方向都垂
直,进入场后,发现β、γ射线都沿原方向直线前进,则α射线将( )
A.向右偏转
B.向左偏转
C.沿原方向直线前进
D.是否偏转,无法确定
图9-2
图9-3
图9-4
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7.如图9-5所示,两个半径相同的半圆形轨道分别竖直放
在匀强电场和匀强磁场中,轨道两端在同一高度上,轨道是光
滑的.两个相同的带正电小球同时从两轨道左端最高点由静止
释放,M、N为轨道的最低点,则( )
A.两小球到达轨道最低点的速度vM=vN
B.两小球到达轨道最低点时对轨道的压力FM>FN
C.小球第一次到达M点的时间大于小球第一次到达N点的时间
D.在磁场中小球能到达轨道的另一端,在电场中小球不能到达轨道的另一端.
二.非选择题
(读图回答下面四个问题)
8.半径为 r的绝缘光滑环固定在竖直平面内,环上套有一质量为 m,带正电的珠子,
空间存在着水平向右的匀强电场,如图9-6所示,珠子所受电场力是其重力的3/4倍,将珠
子从环上最低位置A点由静止释放,则珠子所能获得的最大动能为 .
9.如图9-7所示,在虚线所示的宽度为D的范围内,用场强为E的匀强电场可使初速
度为v0的某种正离子偏转θ角,在同样宽度范围内,若改用匀强磁场(方向垂直纸面向外)
使同样离子穿过该区域,并使它们转角也为θ.则磁感应强度B= ;离子穿过电
场和磁场的时间之比是 .
10.一个带电微粒在如图9-8所示的正交匀强电场和匀强磁场中在竖直面内做匀速圆周
运动.则该带电微粒必然带 ,旋转方向为 .若已知圆半径为r,电场强度为
E磁感应强度为B,则线速度为 .
图9-5
图9-6 图9-7 图9-8 图9-9
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11.如图9-9所示,在同一水平面的两导轨相互平行,并处在竖直向上的匀强磁场中,
一根质量为0.9kg,有效长度为0.5m的金属棒放在导轨上.当金属棒中的电流为5A时,金
属棒做匀速运动;当金属棒中的电流增加到8A时金属棒能获得2m/s2的加速度,则磁场的
磁感强度是多大?
12.汤姆生用来测定电子的比荷(电子的电荷量与质量之比)的实验装置如图9-10所示,
真空管内的阴极K发出的电子(不计初速、重力和电子间的相互作用)经加速电压加速后,穿
过A'中心的小孔沿中心轴O1O的方向进入到两块水平正对放置的平行极板P和P'间的区
域.当极板间不加偏转电压时,电子束打在荧光屏的中心O点处,形成了一个亮点;加上
偏转电压U后,亮点偏离到O'点,(O'与O点的竖直间距为d,水平间距可忽略不计.此时,
在P和P'间的区域,再加上一个方向垂直于纸面向里的匀强磁场.调节磁场的强弱,当磁感
应强度的大小为B时,亮点重新回到O点.已知极板水平方向的长度为L1,极板间距为b,
极板右端到荧光屏的距离为L2.
(1)求打在荧光屏O点的电子速度的大小.
(2)推导出电子的比荷的表达式.
图9-10
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专题预测
1.如图9-11所示,一个质量为m,电量为+q的小物体,可以在与水
平面成θ角的长绝缘斜面上运动.斜面的下端有一与斜面垂直的固定弹性
绝缘挡板M,斜面放在一个足够大的匀强电场中,场强大小为E,方向水
平向左.小物体在离水平面高为h处,受到一个沿斜面向上的瞬时冲量作
用,沿斜面以初速度v0向上运动.设小物体与斜面间的动摩擦因数为μ,
小物体与挡板碰撞时不损失机械能,小物体的带电量也不变,求:小物体停止运动前所通过
的总路程.
2.真空中有一半径为r的圆柱形匀强磁场区域,磁场方向垂直于
纸面向里.x轴为过磁场边O点的切线,如图9-12所示.从O点在纸
面内向各个方向发射速率均为v0的电子,设电子间相互作用忽略,且
电子在磁场中的偏转半径也为r.已知电子的电量为e,质量为m.
(1)速度方向分别与Ox方向的夹角成60°和90°的电子,在磁场
中的运动时间分别为多少?
(2)所有从磁场边界出射的电子,速度方向有何特征?
(3)设在x轴上距O点2r处,有个N点,请设计一种匀强磁场分布,使由O点向平面
内各个方向发射的速率均为v0的电子都能够汇聚至N点.
图9-11
图9-12
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答案:
1.AD 2.A 3.C 4.B 5.AB 6.A 7.BD
8.mgR/4 9.B=Ecosθ/ v0;sinθ/θ 10.负电;逆时针;v=Brg/E.
11.B=1.2T 12.(1)BbUv;(2))2/(1212LLbLBUdme
专题预测
1.)sincos(22220qEmgmvqEhctgmghl
2.1)T/6;T/4
(2)平行x轴向右
(3)