专题09 恒定电流、磁场、带电粒子的运动
1.(2020届河南省焦作市高三第三次模拟)如图所示,A、B、C、D、E、F、G、H是一正方体的8个顶点,AE边竖直向下。正方体边长为d,空间有一沿AB方向的匀强电场,从A点沿AD方向水平抛出一质量为m、带电量为+q的小球,小球恰好落到G点,重力加速度为g,则( )
A.电场强度大小为E=mg qB.小球抛出的速度大小为v0=gd C.小球从A点运动到G点的时间为t=d g5 5D.小球运动到G点时速度方向与水平面的夹角θ满足tan?=【答案】A
【解析】小球在正方体内做类平抛运动,只有当重力等于电场力时,小球才可以到达G点,故
qE?mg
E?mgq,A正确;
由运动学公式可得
F合=2mg?ma
d?12at 22d?v0t
v0?2gd
B错误;
由B可得
t?2d,C错误; g小球运动到G点时速度方向与水平面的夹角θ满足
tan??vyvx
vy?22gd
tan??22gd2gd?2
D错误。故选A。
2.(2020届河南省十所名校高三阶段性测试)如图所示,三角形ABC内有垂直于三角形平面向外的匀强磁场,AB边长为L,∠A=30°,∠B=90°,D是AB边的中点。现在DB段上向磁场内射入速度大小相同、方向平行于BC的同种粒子(不考虑粒子间的相互作用和粒子重力),若从D点射入的粒子恰好能垂直AC边射出磁场,则AC边上有粒子射出的区域长度为( )
1L 41B.L
3A.C.3-1L 23-1L 3D.
【答案】C
【解析】从D点射入和B点射入的粒子的运动轨迹如图所示
设两个粒子在AC边上的出射点分别为E、F点,由于从D点射出的粒子恰好能垂直AC边射出磁场,所以A点为该粒子做圆周运动的圆心,则粒子做圆周运动的半径为:R?则有AE?1L 21L 2因为D点是AB的中点,所以D点是从B点射出的粒子做圆周运动的圆心,所以有:AD=DF,则根据几何知识有:AF?2?13L L?cos30??22所以有粒子射出的区域为:
EF?AF?AE?3?1L 2故ABD错误,C正确。故选C。
3.(2020届福建省南平市高三第一次合质检)如图所示,一水平放置的平行板电容器与电源相连。开始时开关闭合,一带电油滴沿两极板中心线方向以某一初速度射入,恰好沿中心线通过电容器。则下列判断正确的是
A.保持开关闭合,将B板竖直向上平移一小段距离,粒子可能打在电容器的A板上 B.保持开关闭合,将B板竖直向上平移一小段距离,粒子仍能沿原中心线通过电容器 C.断开开关,将B板竖直向上平移一小段距离,粒子可能打在电容器的A板上 D.断开开关,将B板竖直向上平移一小段距离,粒子仍能沿原中心线通过电容器 【答案】AD
【解析】开始时,油滴能沿直线飞过两板,可知油滴受向下的重力和向上的电场力平衡,油滴带负电;若