1、專題限時訓練（十）帶電粒子在復合場中的運動（一）（限時45分鐘）、單項選擇題（每小題6分，共30分）1如圖所示，空間存在足夠大、正交的勻強電場、勻強磁場，電場強度大小為E、方向豎直向下，磁感應強度為B、方向垂直紙面向里.從電場、磁場中某點P由靜止釋放一個質(zhì)量為m電荷量為+q的粒子（粒子受到的重力忽略不計），其運動軌跡如圖中虛線所示.對于帶電粒子在電場、磁場中下落的最大高度H,下面給出了四個表達式，用你已有的知識計算可能會有困難，但你可以用學過的知識對下面的四個選項作出判斷你認為正確的是（）2mE4mE2mBmBA.BqB.西C.EqD.2Eq如圖所示，在MNPQ間同時存在勻強磁場和勻強電場，磁

2、場方向垂直于紙面水平向外，電場在圖中沒有標出.一帶電小球從a點射入場區(qū)，并在豎直面內(nèi)沿直線運動至b點，則小球（）定帶正電受到電場力的方向一定水平向右從a到b過程，克服電場力做功從a到b過程中可能做勻加速運動如圖所示，一帶電塑料小球質(zhì)量為m用絲線懸掛于0點，并在豎直平面內(nèi)擺動，最大擺角為60,水平磁場垂直于小球擺動的平面.當小球自左方擺到最低點時，懸線上的張力恰為零，則小球自右方最大擺角處擺到最低點時懸線上的張力為（）N：.0B.2mgC.4mgD.6mg4.一群不計重力的帶電粒子，從容器A下方的小孔S1飄入電勢差為U的加速電場，/x/：、/.：.其初速度幾乎為0,然后經(jīng)過S3沿著與磁場垂直的方

3、向進入磁感應強度為B的勻強，JXXXXX磁場中，最后打到照相底片D上.下列說法正確的是（)767473727011III11丄17?U:T下F耳八;.gi.11*B無關r如圖所示，電子束經(jīng)加速電電量相同的粒子進入磁場的速度大小一定相同質(zhì)量相同的粒子進入磁場的速度大小一定相同比荷相同的粒子在磁場中運動半徑一定相同比荷相同的粒子在磁場中運動的半徑與磁感應強度5.電視機的顯像管中，電子束的偏轉(zhuǎn)是用磁偏轉(zhuǎn)技術實現(xiàn)的.壓U加速后進入一圓形勻強磁場區(qū)域，磁場方向垂直于圓面.不加磁場時，電子束將通過圓面中心O點打到屏幕中心M點，加磁場后電子束偏轉(zhuǎn)到屏幕上P點的外側(cè).現(xiàn)要使電子束偏轉(zhuǎn)到P點，可行的辦法是（）增

4、大加速電壓增加偏轉(zhuǎn)磁場的磁感應強度將圓形磁場區(qū)域向屏幕遠離些將圓形磁場區(qū)域的半徑增大些二、多項選擇題（每小題6分，共18分）6如圖所示，甲是不帶電的絕緣物塊，乙是帶正電的物塊，甲、乙疊放在一起，置于粗糙現(xiàn)加一水平向左的勻強電場,（）XXXX的絕緣水平地板上，地板上方空間有垂直紙面向里的勻強磁場,發(fā)現(xiàn)甲、乙無相對滑動，一起向左加速運動在加速運動階段甲、乙兩物塊間的摩擦力不變乙物塊與地面之間的摩擦力不斷增大甲、乙兩物塊一起做加速度減小的加速運動甲、乙兩物塊可能做勻加速直線運動7.設空間存在豎直向下的勻強電場和垂直于紙面向里的勻強磁場，如圖所示，已知一帶電粒子在電場力和洛倫茲力的作用下，從靜止開始自

5、A點沿曲線ACE運動，到達B點時速度為零，C點是運動的最低點，忽略粒子的重力，以下說法中正確的是A.此粒子必帶正電荷A點和B點位于同一高度粒子在C點時機械能最大粒子到達B點后，將沿原曲線返回A點如圖所示為一種質(zhì)譜儀示意圖，由加速電場、靜電分析器和磁分析器組成.通道中心線的半徑為R,通道內(nèi)均勻輻射電場在中心線處的電場強度大小為E,磁分析器有范圍足夠大的有界勻強磁場，磁感應強度大小為B方向垂直紙面向外.一質(zhì)量為m電荷量為q的粒子從靜止開始經(jīng)加速電場加速后沿中心線通過靜電分析器，由P點垂直邊界進入磁分析器，最終打到膠片上的Q點.不計粒子重力.下列說法正確的是（）粒子一定帶正電1加速電場的電壓U=2E

6、R直徑PQ=B.qmER若一群離子從靜止開始經(jīng)過上述過程都落在膠片上同一點，則該群離子具有相同的比荷三、計算題（每小題16分，共32分）如圖所示的直角坐標系中，第I象限內(nèi)存在沿y軸負向的勻強電場，第川、W象限內(nèi)存在垂直于紙面向外的勻強磁場，磁感應強度為B帶正電粒子M在y軸上的P點沿x軸正向射入電場，偏出電場后經(jīng)x軸上的Q點進入磁場，再經(jīng)磁場偏轉(zhuǎn)后恰能回到原點O已知M粒子經(jīng)過Q點時的速度大小為v,方向與x軸成30角，粒子的電量為q,質(zhì)量為m不計重力.求：M粒子在P點的入射速度；勻強電場的場強大小；(3)在Q點的正上方L=犒飄靜止釋放一相同的帶電粒子N,若二者恰好能在磁場中的某位置相遇，求N粒子需

7、要在M粒子離開P點后多長時間釋放.如圖所示，帶電粒子垂直電場線方向進入有界勻強電場，從Q點飛出時又進入有界的勻強磁場，并從D點離開磁場且落在了熒光屏的ON區(qū)域.已知：電場方向沿紙面豎直向上、寬度為d，P、Q兩點在豎直方向上的距離為d;QD為磁場的水平分界線，上方磁場垂直紙面向外、下方磁場垂直紙向里、磁感應強度大小相同，磁場寬度為d；粒子質(zhì)量為m帶電量為q、不計重力，進入電場的速度為vo.求電場強度E的大?。淮笾庐嫵隽Ｗ右宰畲蟀霃酱┻^磁場的運動軌跡;求磁感應強度的最小值B.、單項選擇題（每小題6分，共30分）A解析：長度的國際單位為米（m），根據(jù)力學單位制推導四個表達式，最終單位為米的只有A選項

8、，故A正確，BCD錯誤.C解析：無論電場沿什么方向，小球帶正電還是負電，電場力與重力的合力是一定的，且與洛倫茲力等大反向，故要使小球做直線運動，洛倫茲力恒定不變，其速度大小也恒定不變，故D錯誤；只要保證三個力的合力為零，因電場方向未確定，故小球電性也不確定，A、B均錯誤：由WG+W=0可知，重力做功WG0,故W0,小球一定克服電場力做功，C正確.12C解析：設小球自左方擺到最低點時速度為v,則qmv=mgl（1cos60），此時qvB2mg=mL，當小球自右方擺到最低點時，v大小不變，洛倫茲力方向發(fā)生變化，TmqvB2qU新，解得v=qU新，解得v=mL，得T=4mg故C正確.C解析：對粒子在

9、加速電場中的運動由動能定理有知，帶電量相同、質(zhì)量不同的粒子進入磁場時的速度大小不同，質(zhì)量相同、帶電量不同的粒子進入磁場時的速度大小也不同；對粒子進入磁場后的勻速圓周運動，由v（2mUeU=知2，解得v=牛頓第二定律及洛倫茲力公式有qvB=np，解得=/q，由此可知粒子在磁場中運動的軌道半徑與粒子的比荷有關，選項A、B、D錯誤，C正確.A解析：電子在電場中加速運動的過程，根據(jù)動能定理得電子進入磁場做勻速圓周運動，由洛倫茲力提供向心力可得evB=，由以上兩式可得電子運動的軌跡半徑r=eB=emy2eU=弍尸仝，設圓形磁場區(qū)域的半徑為R粒子在磁場中的運動軌跡如圖所示，電子經(jīng)過磁場后速度的偏向角為0,

10、根據(jù)幾何知識得tan0R=增大加速電壓U時，由上述分析可知，r增大，偏轉(zhuǎn)角0減小，能使電子束偏轉(zhuǎn)到P點，A正確；增加偏轉(zhuǎn)磁場的磁感應強度B時，r減小，偏轉(zhuǎn)角0增大，不能使電子束偏轉(zhuǎn)到P點，B錯誤；將圓形磁場區(qū)域向屏幕遠離些時，電子的偏向角不變，根據(jù)幾何知識可知，不能使電子束偏轉(zhuǎn)到P點，C錯誤；將圓形磁場的半徑增大些時，r不變，R增大,0增大，電子向上偏轉(zhuǎn)增大，不能使電子束偏轉(zhuǎn)到P點，D錯誤.BC解析：甲、乙組成的整體，受到重力、支持力、向下的洛倫茲力、向左的電場力和向右的摩擦力作用，設甲、乙兩物塊質(zhì)量分別為mm乙物塊所受滑動摩擦力Ff=卩(附n)g+qvB，隨速度增大，乙物塊與地面間摩擦力不斷

11、增大，B項正確；由牛頓第二定律有：EqF=(M+n)a,整體速度不斷增大的過程中，加速度不斷減小，C項正確，D項錯；對甲物塊應用牛頓第二定律，F(xiàn)f=Ma隨整體加速度不斷減小，甲、乙間的靜摩擦力不斷減小，A項錯.ABC解析：粒子從靜止開始運動的方向向下，電場強度方向也向下，所以粒子必帶正電荷，A正確；因為洛倫茲力不做功，只有靜電力做功，A、B兩點速度都為0，根據(jù)動能定理可知，粒子從A點到B點運動過程中，電場力不做功，故A、B點位于同一高度，B正確；C點是最低點，從A點到C點運動過程中電場力做正功最大，根據(jù)動能定理可知粒子在C點時速度最大，動能最大，C正確；到達B點時速度為零，將重復剛才ACB的運

12、動，且向右運動,不會返回，故D錯誤.ABD解析：由P點垂直邊界進入磁分析器，最終打到膠片上的Q點，根據(jù)左手定則可得，12粒子帶正電，選項A正確；由粒子在加速電場中做勻加速運動，則有qU=2口又粒子在靜電分析器中做勻速圓周運動，由電場力提供向心力，則有電分析器中做勻速圓周運動，由電場力提供向心力，則有2mvqER，解得ER選項B正確粒子在磁分析器中做勻速圓周運動根據(jù)洛倫茲力提供向心力則有c/B=設0Q勺距離為I,由幾何關系可得I=2FSin30mv=R=RqBvy=vsin30=atqE=ma可得E=對N粒子:1,qEqmvE,運動時間為t,運動的加解得v=v兩個粒子在磁場中運動的半徑以及0Q的長度均相等，且N粒子垂直x軸入射，則圓心在0點由幾何關系可知，二者的軌跡相遇點、入射點Q和兩個圓TOCo1-5hz心四個點正好構成一個菱形，且一個角為120。I4nmM粒子到相遇點的時間tM=+-Vp3qB、八、Bn、r2L2nmN粒子到相遇點的時間tN=+-v3qB2nm23m廠m解得t=tMtN=麗靜=(2n-23)頑10答案：2mV8mv(1)dq見解析圖qd解析：(1)帶電粒子在電場中做類