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1、熱點8 電場和磁場
1.(2019·山東煙臺、菏澤市5月模擬)如圖1所示,實線為某帶負電的粒子(重力不計)在某勻強電場中的運動軌跡.粒子在運動過程中,先后經(jīng)過A、B兩點時速度大小相等,則下列說法正確的是( )
圖1
A.由A運動到B過程中,粒子的動能先減少后增加
B.由A運動到B過程中,電場力先做正功后做負功
C.由A運動到B過程中,粒子的電勢能先減少后增加
D.此勻強電場的方向與A、B兩點的連線垂直斜向左下方
答案 A
2.(2019·江蘇蘇北三市第一次質(zhì)檢)如圖2所示,金屬板帶有等量異種電荷,板間某一豎直平面內(nèi)電場線的分布如圖中實線所示,已知該平面內(nèi)P、O的連線為等勢
2、線,且與電場線上兩點M、N的連線垂直,一帶電油滴在O點處于靜止?fàn)顟B(tài),則( )
圖2
A.若將油滴置于P處,仍能靜止
B.若將油滴從M處釋放,將沿電場線運動至N處
C.M點的電勢一定比N點的高
D.油滴在M點的電勢能一定比在N點的小
答案 D
解析 由題意可知,油滴在O點處于靜止?fàn)顟B(tài),說明在O點的電場力與重力相等,由電場線的分布可知,P點的電場強度大于O點的電場強度,即EP>EO,則在P點的電場力大于重力,油滴不會處于靜止?fàn)顟B(tài),故選項A錯誤;帶電油滴受到重力和電場力的作用,由于電場的方向為電場線的切線方向,可知二者的合力的方向時刻在變化,根據(jù)曲線運動條件可知,油滴不會沿電場線
3、運動到N處,故選項B錯誤;根據(jù)電場線的性質(zhì),可知沿著電場線電勢降低,由于電場線的方向未知,故M、N點電勢高低也是未知的,故選項C錯誤;若油滴帶負電,則上極板帶正電,φM>φN,根據(jù)電勢能公式Ep=φq,可知:EpM
4、B0,方向向下
B.大小為B0,方向向下
C.大小為B0,方向向左
D.大小為2B0,方向向左
答案 A
解析 根據(jù)安培定則可知置于B點的直導(dǎo)線在D點產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度方向垂直BD斜向右下,與豎直方向成30°,大小為B;同理可得置于C點的直導(dǎo)線在D點產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度方向垂直CD斜向右上,與豎直方向成30°,大小為B,根據(jù)疊加原理可得B0=2Bcos=B;若把置于C點的直導(dǎo)線移至A點時,在D點產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度方向垂直CD斜向左下,與豎直方向成30°,大小為B,根據(jù)疊加原理可得D點的磁感應(yīng)強度為B′=2Bcos30°=B=B0,方向向下,故選項A正確,B、C、D錯誤.
4.(多選)(20
5、19·陜西第三次檢測)某靜電場方向平行于x軸,其電勢φ隨x的分布如圖4所示.將一個帶負電的粒子在x=d處由靜止釋放,它只在電場力作用下沿x軸運動.規(guī)定x軸正方向為電場強度E、速度v的正方向,下圖分別表示x軸上各點的電場強度E、粒子的加速度a、電勢能Ep和動能Ek隨x的變化圖象,其中正確的是( )
圖4
答案 CD
5.(多選)(2019·四川宜賓市第二次診斷)如圖5甲所示,光滑絕緣水平面上有一沿水平方向的電場,MN是其中的一條直線,線上有A、B、C三點,一帶電荷量為+2×10-3 C、質(zhì)量為1×10-3kg的小物塊從A點靜止釋放,沿MN做直線運動,其運動的v-t圖象如圖乙所示,
6、其中B點處的切線斜率最大(圖中標(biāo)出了該切線),C點處的切線平行于t軸,運動過程中小物塊電荷量保持不變,則下列說法中正確的是( )
圖5
A.A、B兩點電勢差UAB=-4V
B.小物塊從B點到C點電場力做的功W=10-2J
C.B點為AC間電場強度最大的點,場強大小E=1V/m
D.由A到C的過程中小物塊的電勢能先減小后變大
答案 BC
6.(2019·陜西第三次檢測)速度選擇器是在兩金屬板之間夾上互相垂直的勻強電場和勻強磁場,只有一定速度的帶電粒子可以沿虛線勻速通過,如圖6所示,現(xiàn)有一帶正電的粒子(不計重力)沿中央直線從O點以速度v0射入,最終粒子從P點離開電磁場區(qū)域,此時
7、速度大小為v,P與中央直線相距為d.已知粒子質(zhì)量為m,帶電荷量為q,磁場的磁感應(yīng)強度為B,電場強度為E,則下列說法正確的是( )
圖6
A.粒子在正交場中做類平拋運動
B.粒子從O點射入的初速度v0<
C.粒子在O點的電勢能大于P點的電勢能
D.粒子達到P的速度大小v=
答案 D
7.(2019·福建福州市五月檢測)如圖7甲所示,豎直面內(nèi)矩形ABCD區(qū)域內(nèi)存在磁感應(yīng)強度按如圖乙所示的規(guī)律變化的磁場(規(guī)定垂直紙面向外為正方向),區(qū)域邊長AB=AD.一帶正電的粒子從A點沿AB方向以速度v0射入磁場,在T1時刻恰好能從C點平行DC方向射出磁場.現(xiàn)在把磁場換成按如圖丙所示規(guī)律變化的
8、電場(規(guī)定豎直向下為正方向),相同的粒子仍以速度v0從A點沿AB方向射入電場,在T2時刻恰好能從C點平行DC方向射出電場.不計粒子重力,則磁場的變化周期T1和電場的變化周期T2之比為( )
圖7
A.1∶1 B.2π∶3
C.2π∶9 D.π∶9
答案 C
解析 設(shè)粒子的質(zhì)量為m,帶電荷量為q,則帶電粒子在磁場中偏轉(zhuǎn)時的運動軌跡如圖所示,
設(shè)粒子的偏轉(zhuǎn)半徑為r,經(jīng)粒子轉(zhuǎn)過的圓周角為α,則有2rsinα=AB,2(r-rcosα)=AD,又AB=AD,聯(lián)立解得α=60°,所以有=TB,TB=,解得T1=;如果把磁場換為電場,則有AB=v0T2,解得T2=,所以=,選項C正確
9、.
8.(多選)(2019·安徽黃山市一模檢測)如圖8所示,在x軸的負方向,存在磁感應(yīng)強度為B1,方向垂直于紙面向里的勻強磁場,在x軸的正方向,存在磁感應(yīng)強度為B2,方向也垂直于紙面向里的勻強磁場,且B1∶B2=3∶2.在原點O處同時發(fā)射兩個質(zhì)量分別為ma和mb的帶電粒子,粒子a以速率va沿x軸正方向運動,粒子b以速率vb沿x軸負方向運動,已知粒子a帶正電,粒子b帶負電,電荷量相等,且兩粒子的速率滿足mava=mbvb.若在此后的運動中,當(dāng)粒子a第4次經(jīng)過y軸(出發(fā)時經(jīng)過y軸不算在內(nèi))時,恰與粒子b相遇.粒子重力不計,下列說法正確的是( )
圖8
A.粒子a、b在磁場B1中的偏轉(zhuǎn)半
10、徑之比為3∶2
B.兩粒子在y正半軸相遇
C.粒子a、b相遇時的速度方向相同
D.粒子a、b的質(zhì)量之比為1∶5
答案 BCD
解析 由帶電粒子在勻強磁場中做勻速圓周運動的半徑公式r=知道:=∶=,所以選項A錯誤;a粒子從O點出發(fā)沿x軸正方向射出,向上逆時針轉(zhuǎn)半周,在y軸上移2ra2,穿過y軸后逆時針向下轉(zhuǎn)半周后下移2ra1,由于B2