高考物理一轮复习 课时跟踪检测45 热点专题11 带电粒子在复合场中的运动

1、镇成立由镇委书记孙广东任组长，镇委副书记、镇长任副组长，镇直相关部门主要领导为成员的意识形态工作领导小组，统筹协调全镇意识形态工作课时跟踪检测四十五热点专题11带电粒子在复合场中的运动【基础过关】1. (2017届广东湛江一中月考)如图所示，一带电液滴在相互垂直的匀强电场和匀强磁场中刚好做匀速圆周运动，其轨道半径为R.已知电场的电场强度为E，方向竖直向下；磁场的磁感应强度为B，方向垂直纸面向里，不计空气阻力，设重力加速度为g，则()A液滴带正电 B液滴荷质比C液滴顺时针运动 D液滴运动的速度大小v解题思路：(1)由液滴在复合场中做匀速圆周运动，可判断出电场力和重力为平衡力，从而可求出液滴的比荷并可判断电场力的方向，结合电场的方向便可知液滴的电性；(2)根据洛伦兹力的方向，利用左手定则可判断液滴的运动方向，结合重力与电场力平衡以及液滴在洛伦兹力的作用下的运动半径公式，可求出线速度解析：液滴在重力场、匀强电场和匀强磁场组成的复合场中做匀速圆周运动，可知，液滴受到的重力和电场力是一对平衡力，重力竖直向下，所以电场力竖直向上，与电场方向相反，故可知液滴带负电，故A错误；由液滴做匀速圆周运动，得

2、知电场力和重力大小相等，得mgqE，解得，故B错误；磁场方向垂直纸面向里，洛伦兹力的方向始终指向圆心，由左手定则可判断液滴的运动方向为顺时针，故C正确；液滴在洛伦兹力的作用下做匀速圆周运动的半径为R，联立各式得v，故D错误综上本题选C.答案：C2(2016届四川雅安月考)速度相同的一束粒子由左端射入质谱仪后的运动轨迹如图所示，则下列相关说法中正确的是()A该束粒子带负电B速度选择器的P1极板带负电C能通过狭缝S0的带电粒子的速率等于D粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝S0，则粒子的比荷越小解题思路：由题图可知，粒子进入匀强磁场B2中受到洛伦兹力而做匀速圆周运动，根据粒子向下偏转，即可知粒子所受的洛伦兹力方向向下，由左手定则可判断粒子的电性；粒子在速度选择器中受到电场力和洛伦兹力两个力作用，电场力不变，速度方向不变，可知洛伦兹力与电场力应平衡，由左手定则判断出洛伦兹力方向，由平衡条件即可确定出P1极板带什么电；粒子进入匀强磁场B2中受到洛伦兹力而做匀速圆周运动，由牛顿第二定律得到半径表达式，根据半径公式分析半径越大时，粒子的比荷的大小解析：根据带电粒子进入匀强磁场B2时向下偏转，由左手定则判

3、断出该束粒子带正电，选项A错误；粒子在速度选择器中做匀速直线运动，受到电场力和洛伦兹力作用，由左手定则知洛伦兹力方向竖直向上，则电场力方向竖直向下，因粒子带正电，故电场强度方向向下，速度选择器的P1极板带正电，选项B错误；粒子能通过狭缝，电场力与洛伦兹力平衡，有qvB1qE，得v，选项C正确；粒子进入匀强磁场B2中受到洛伦兹力做匀速圆周运动，根据洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律有qvB2m，得r，可见v一定时，B2不变，半径r越大，则越小，选项D错误答案：C3. (多选)(2017届甘肃定西通渭马营中学期末)地面附近空间中存在着水平方向的匀强电场和匀强磁场，已知磁场方向垂直纸面向里，一个带电油滴能沿一条与竖直方向成角的直线MN运动(MN在垂直于磁场方向的平面内)，如图所示，则以下判断中正确的是()A如果油滴带正电，它是从M点运动到N点B如果油滴带正电，它是从N点运动到M点C如果电场方向水平向左，油滴是从M点运动到N点D如果电场方向水平向右，油滴是从M点运动到N点解题思路：对油滴进行受力分析，受到竖直向下的重力，水平方向的电场力和垂直于MN的洛伦兹力，由于油滴做直线运动，所以洛伦兹力只

4、能垂直于直线向上，从而可判断油滴的电性，同时可知电场力的方向向左，再根据各力的做功情况，即可判断各选项的正误解析：根据做直线运动的条件和受力情况(如图所示)可知，如果油滴带正电，由左手定则判断可知，油滴是从M点运动到N点，故A正确，B错误；如果电场方向水平向左，油滴带正电，电场力水平向左，由左手定则判断可知，油滴是从M点运动到N点；若油滴带负电，电场力水平向右，洛伦兹力方向垂直于直线，油滴所受的合力不可能为零，速度变化，洛伦兹力也随之变化，油滴将做曲线运动；故如果水平电场方向向左，油滴是从M点运动到N点，故C正确；如果水平电场方向向右，同理可知，油滴带负电，油滴是从N点运动到M点，故D错误故选A、C.答案：AC【提升过关】一、单项选择题1.如图所示，空间存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场，电场的方向竖直向下，磁场方向垂直纸面向里，一带电油滴P恰好处于静止状态，则下列说法正确的是()A若仅撤去磁场，P可能做匀加速直线运动B若仅撤去电场，P可能做匀加速直线运动C若给P一初速度，P不可能做匀速直线运动D若给P一初速度，P可能做匀速圆周运动解析：P处于静止状态，mgqE，带负电荷，若仅撤去磁场，

5、P仍静止，A错误；仅撤去电场，P向下加速，同时受到洛伦兹力，将做复杂的曲线运动，B错误；给P一初速度，若沿磁场方向，则粒子只受重力和电场力，且二者相等，则P做匀速直线运动，若垂直磁场方向，因mgqE，P只受洛伦兹力作用，将做匀速圆周运动，C错误，D正确答案：D2如图所示，两导体板水平放置，两板间电势差为U，带电粒子以某一初速度v0沿平行于两板的方向从两板正中间射入，穿过两板后又垂直于磁场方向射入边界线竖直的匀强磁场(不计重力)，则粒子射入磁场和射出磁场的M、N两点间的距离d随着U和v0的变化情况有()Ad随v0增大而增大，d与U无关Bd随v0增大而增大，d随U增大而增大Cd随U增大而增大，d与v0无关Dd随v0增大而增大，d随U增大而减小解题思路：不加磁场时粒子做匀速直线运动；加入磁场后，带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，已知偏向角则由几何关系可确定圆弧所对应的圆心角，则可求得圆的半径，由洛伦兹力充当向心力可求得带电粒子的比荷解析：设带电粒子射出电场时速度的偏转角为，如图所示，有cos，又R，而d2Rcos2cos，A正确答案：A3如图所示，一束正离子从S点沿水平方向射出，在没有电、磁场

6、时恰好击中荧光屏上的坐标原点O；若同时加上电场和磁场后，正离子束最后打在荧光屏上坐标系的第象限中，则所加电场E和磁场B的方向可能是(不计离子重力及其相互作用力)()AE向上，B向上 BE向下，B向下CE向上，B向下 DE向下，B向上解析：带电粒子在电场中沿y轴方向偏转，在磁场中沿x轴方向偏转，现带电粒子最后打在第象限中，故粒子偏向y轴负方向，则E向下；粒子还偏向x轴负方向，由左手定则可知B向下，因此B正确答案：B4如图所示，a、b是位于真空中的平行金属板，a板带正电，b板带负电，两板间的电场为匀强电场，电场强度为E.同时在两板之间的空间中加匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向里，磁感应强度为B.一束电子以大小为v0的速度从左边S处沿图中虚线方向入射，虚线平行于两板，要想使电子在两板间能沿虚线运动，则v0、E、B之间的关系应该是()Av0 Bv0Cv0 Dv0解析：电子进入板间后，受洛伦兹力F洛qv0B，方向向下，受静电力F电qE向上(其重力可忽略不计)电子沿虚线运动，必为匀速直线运动，故洛伦兹力与静电力大小相等，则qv0BqE，所以v0，故A正确答案：A5如图所示，套在足够长的绝缘粗糙直棒上

7、的带正电小球，其质量为m，带电荷量为q，小球可在棒上滑动，现将此棒竖直放入沿水平方向的且互相垂直的匀强磁场和匀强电场(图示方向)中设小球带电荷量不变，小球由棒的下端以某一速度上滑的过程中一定有()A小球加速度一直减小B小球的速度先减小，直到最后匀速C杆对小球的弹力一直减小D小球受到的洛伦兹力一直减小解析：小球上滑的过程中，在竖直方向上受到竖直向下的重力和摩擦力作用，所以小球的速度一直减小，根据公式F洛qvB，小球所受洛伦兹力一直减小，B错误，D正确；在水平方向上，小球受到水平向右的电场力、水平向左的洛伦兹力和杆的弹力三个力的作用，三力的合力为0，如果刚开始，小球的初速度较大，其洛伦兹力大于电场力，杆对小球的弹力水平向右，大小FNF洛F会随着速度的减小而减小，小球的加速度也一直减小直到F洛F；如果刚开始小球的初速度较小，其洛伦兹力小于电场力，杆对小球的弹力水平向左，大小FNFF洛会随着速度的减小而增大，小球的加速度也一直增大，可见，A、C错误答案：D二、多项选择题6. (2017届贵州遵义月考)如图所示，质量为m、带电荷量为q的微粒以速度v与水平方向成45角进入匀强电场和匀强磁场，磁场方

8、向垂直纸面向里如果微粒做匀速直线运动，则下列说法正确的是()A微粒受电场力、洛伦兹力、重力三个力作用B微粒带负电，微粒在运动中电势能不断增加C匀强电场的电场强度ED匀强磁场的磁感应强度B解析：微粒做匀速直线运动，若受电场力和洛伦兹力两个力作用，不可能平衡，可知微粒受重力、电场力和洛伦兹力三个力作用，故A正确；若微粒带正电，电场力水平向左，洛伦兹力垂直速度方向斜向下，则三个力不可能平衡，可知微粒带负电，受力如图所示，电场力做负功，则电势能不断增加，故B正确；根据平衡有qvBcosmg，解得B，qEqvBsin，解得EBvsin，故C、D错误综上本题选A、B.答案：AB7.如图所示，相互正交的匀强电场方向竖直向下，匀强磁场垂直纸面向里带有等量同种电荷的三个液滴在此空间中，a液滴静止不动，b液滴沿水平线向右做直线运动，c液滴沿水平线向左做直线运动则下列说法中正确的是()A三个液滴都带负电B液滴b的速率一定大于液滴c的速率C三个液滴中液滴b质量最大D液滴b和液滴c一定做的是匀速直线运动解析：a液滴受力平衡，有GaqE，重力和电场力等值、反向、共线，故电场力向上，由于电场强度向下，故液滴带负电，

9、b液滴受力平衡，有GbqvBqE，c液滴受力平衡，有GcqvBqE，解得GcGaGb，故A正确，C错误；由以上分析可知，无法确定b与c洛伦兹力大小，因此无法确定液滴速率大小，故B错误；根据fqvB，可知，液滴的洛伦兹力受到速率的约束，若不是做匀速直线运动，则洛伦兹力变化，导致受力不平衡，那么就不可能做直线运动，故D正确综上本题选A、D.答案：AD三、计算题8(2016届山东青岛期末)如图所示，在平面直角坐标系xOy中，第一象限内存在正交的匀强电、磁场，电场强度E140 N/C；第四象限内存在一方向向左的匀强电场E2 N/C.一质量为m2103 kg带正电的小球，从点M(3.64 m,3.2 m)以v01 m/s的水平速度开始运动已知小球在第一象限内做匀速圆周运动，从点P(2.04 m，0)进入第四象限后经过y轴上的点N(0，2.28 m)(图中未标出)(g取10 m/s2，sin370.6，cos370.8)求：(1)匀强磁场的磁感应强度B；(2)小球由P点运动至N点的时间解析：(1)由题意可知qE1mg，得q5104C.分析如图，RcosxMxP，RsinRyM，可得R2 m，37.由qv0B，得B2 T.(2)小球进入第四象限后受力分析如图，tan0.75.可知小球进入第四象限后所受电场力和重力的合力与速度方向垂直，即37.由几何关系可得lNQ0.6 m.由lNQv0t，解得t0.6 s.

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