20xx教科版高中物理選修3-137帶電粒子在疊加場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)同步精練(完整版)
【正文】 ． 由于血液中的正負(fù)離子隨血流一起在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng) ， 電極 a、 b之間會(huì)有 微小電勢(shì)差 ． 在達(dá)到平衡時(shí) ， 血管內(nèi)部的電場(chǎng)可看作是勻強(qiáng)電場(chǎng) ， 血液中的離子所受的電場(chǎng)力和磁場(chǎng)力的合力為零 ． 在某次監(jiān)測(cè)中 ， 兩觸點(diǎn)間的距離為 mm， 血管壁的厚度可忽略 ， 兩觸點(diǎn)間的電勢(shì)差為 160 μ V， 磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為 T． 則血流速度的近似值和電極 a、 b的正負(fù)為 ( ) A． m/s， a正、 b負(fù) B． m/s， a正、 b負(fù) C． m/s， a負(fù)、 b正 D． m/s， a負(fù)、 b正 答案 A 解析 血液中的粒子在磁場(chǎng)的作用下會(huì)在 a， b之間形成電勢(shì)差 ， 當(dāng)電場(chǎng)給粒子的力與洛倫茲力大小相等時(shí)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài) (與速度選擇器原理相似 )， 血流速度 v＝ EB≈ m/s， 又由左手定則可得 a為正極 ， b為負(fù)極 ， 故選 A. 5. 圖 3－ 7－ 10 一 個(gè)帶電微粒在如圖 3－ 7－ 10 所示的正交勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的豎直平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng) ， 求： (1)該帶電微粒的電性？ (2)該帶電微粒的旋轉(zhuǎn)方向？ (3)若已知圓的半徑為 r， 電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為 E， 磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為 B， 重力加速度為g， 則線(xiàn)速度為多少？ 答案 (1)負(fù)電荷 (2)逆時(shí)針 (3)gBrE 解析 (1)帶電粒子在重力場(chǎng)、勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng) ， 可知 ， 帶電粒子受到的重力和電場(chǎng)力是一對(duì)平衡力 ， 重力豎直向下 ， 所以電場(chǎng)力豎直向上 ， 與電場(chǎng)方向相反 ， 故可知帶電粒子帶負(fù)電荷 ． (2)磁場(chǎng)方向向外 ， 洛倫茲力的方向始終指向圓心 ， 由左手定則可判斷粒子的旋轉(zhuǎn)方向?yàn)槟鏁r(shí)針 (四指所指的方向與帶負(fù)電的粒子的運(yùn)動(dòng)方向相反 )． (3)由粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng) ， 得知電場(chǎng)力和重力大小相等 ， 得： mg＝ qE① 帶電粒子在洛倫茲力的作用下做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為： r＝ mvqB② ①② 聯(lián)立得： v＝ gBrE 題組二 帶電粒子在電場(chǎng)和磁 場(chǎng)組合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng) 圖 3－ 7－ 11 6． 如圖 3－ 7－ 11 所示 ， 在 x軸上方有垂直于 xy 平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng) ， 磁感應(yīng)強(qiáng)度為 x 軸下方有沿 y 軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場(chǎng) ， 場(chǎng)強(qiáng)為 E， 一質(zhì)量為 m， 電荷量為－ q的粒子從坐標(biāo)原點(diǎn) O沿著 y 軸正方向射出 ， 射出之后 ， 第三次到達(dá) x軸時(shí) ， 它與點(diǎn) O的距離為 L，求此粒子射出的速度 v和運(yùn)動(dòng)的總路程 s.(重力不計(jì) ) 答案 qBL4m π L2 ＋ qB2L216mE 解析 由題意知第 3 次經(jīng)過(guò) x軸的運(yùn)動(dòng)如圖所示 由幾何關(guān)系： L＝ 4R 設(shè)粒子初速度為 v， 則有： qvB＝ mv2R 可得： v＝ qBL4m； 設(shè)粒子進(jìn)入電場(chǎng)作減速運(yùn)動(dòng)的最大路程為 L′， 加速度為 a， 則有： v2
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