2020届高考物理二轮复习常考题型大通关 带电粒子的在电场和磁场中的偏转（带解析）

1、带电粒子的在电场和磁场中的偏转1、如图所示，a、b、c为匀强电场中的三点，b为a、c连线的中点一个电荷量为q的负电荷，在a点受到的电场力为F，从a点移动到b点过程中电势能减小W，下列说法正确的是( )A. 匀强电场的电场强度大小为B. a、b、c三点中，a点的电势最高C. 该电荷从a点移动到b点过程中电场力做负功D. 该电荷从c点移动到b点过程中电势能增加W2、如图所示，竖直放置 的两平行金属板间有匀强电场，在两极板间同一等高线上有两质量相等的带电小球a、b(可以看作质点）. 将小球a、b分别从紧靠左极板和两极板正中央的位置由静止释放，它们沿图中虚线运动，都能打在右极板上的同一点.则从释放小球

2、到刚要打到右极板的运动过程中，下列说法正确的是（ ）A.它们的运动时间B.它们的电荷量之比C.它们的电势能减少量之比D.它们的动能增加量之比3、如图所示,两个半径相同的半圆形轨道分别竖直放在匀强磁场和匀强电场中,轨道两端在同一高度,轨道光滑而且绝缘,两个相同的带正电小球同时从两轨道左端由静止释放,a、b为两轨道的最低点,则下列说法正确的是( )A.两小球第一次到达轨道最低点的速度大小满足B.两小球第一次到达轨道最低点时轨道对小球的支持力大小满足C. 两小球第一次到达最低点的时间满足D.在磁场中的小球和在电场中的小球都能到达轨道的另-端4、如图是磁流体发电机的装置,a、b组成一对平行电极,两板间

3、距为d,板平面的面积为S,内有磁感应强度为B的匀强磁场.现持续将一束等离子体(即高温下电离的气体,含有大量带正电和负电的微粒,而整体呈中性),垂直喷入磁场,每个离子的速度为v,负载电阻阻值为R,当发电机稳定发电时,负载中电流为I,则()A.a板电势比b板电势低B.磁流体发电机的电动势C.负载电阻两端的电压大小为D.两板间等离子体的电阻率5、如图,一平行板电容器连接在直流电源上,电容器的极板水平,两微粒a、b所带电荷量大小相等、符号相反,使它们分别静止于电容器的上、下极板附近,与极板距离相等。现同时释放a、b,它们由静止开始运动,在随后的某时刻t,a、b经过电容器两极板间上半区域的同一水平面,a

4、、b间的相互作用和重力可忽略。下列说法正确的是( )A.在t时刻,a和b的电势能相等B.在t时刻,a的动能比b的大C.a的质量比b的大D.在t时刻,a和b的加速度大小相等6、如图所示,半径为R的圆形区域内存在垂直于纸向向里的匀强磁场,现有比荷大小相等的甲、乙两粒子,甲以速度从A点沿直径方向射入磁场,经过时间射出磁场,射出磁场时的速度方向与初速度方向间的夹角为60;乙以速度从距离直径为的C点平行于直径方向射入磁场,经过时间射出磁场,其轨迹恰好通过磁场的圆心。不计粒子受到的重力,则( )A.两个粒子带异种电荷B.C.D.两粒子在磁场中轨迹长度之比7、在半导体离子注入工艺中，初速度可忽略的离子和，经

5、电压为U的电场加速后，垂直进入磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里，有一定的宽度的匀强磁场区域，如图所示，已知离子在磁场中转过后从磁场右边界射出。在电场和磁场中运动时，离子和（ ）A.在电场中的加速度之比为1:1B.在磁场中运动的半径之比C.在磁场中转过的角度之比为1:2D.离开电场区域时的动能之比为1:38、如图所示,正方形abcd区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场,甲、乙两带电粒子从a点沿与ab成30角的方向垂直射入磁场。甲粒子垂直于bc边离开磁场,乙粒子从ad边的中点离开磁场。已知甲、乙两a带电粒子的电荷量之比为1:2,质量之比为1:2,不计粒子重力。以下判断正确的是( )A.甲粒子带负电

6、,乙粒子带正电B.甲粒子的动能是乙粒子动能的16倍C.甲粒子所受洛伦兹力是乙粒子所受洛伦兹力的倍D.甲粒子在磁场中的运动时间是乙粒子在磁场中运动时间的倍9、如图所示，对MN为两个方向相同且垂直于纸面的匀强磁场的分界面，两磁场的磁感应强度大小关系为.比荷值为k的带电粒子（不计重力），以一定速率从O点垂直于MN进 入磁感应强度为的磁场，则粒子下一次到达O点经历的时间为（ ）A.B.C.D.10、如图所示,空间存在垂直纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场和水平向左、场强为E的匀强电场。有一质量为m,电荷量大小为q的微粒垂直于磁场且以与水平方向成45角的速度v做直线运动,重力加速度为g。则下列说法正确的

7、是( )A.微粒可能做匀加速直线运动B.微粒可能只受两个力作用C.匀强磁场的磁感应强度D.匀强电场的电场强度11、如图所示为某种质谱仪的工作原理示意图。此质谱仪由以下几部分构成：粒子源N；P、Q间的加速电场；静电分析器，即中心线半径为R的四分之一圆形通道，通道内有均匀辐向电场，方向沿径向指向圆心O，且与圆心O等距的各点电场强度大小相等；磁感应强度为B的有界匀强磁场，方向垂直纸面向外；胶片M由粒子源发出的不同带电粒子，经加速电场加速后进入静电分析器，某些粒子能沿中心线通过静电分析器并经过小孔S垂直磁场边界进入磁场，最终打到胶片上的某点。粒子从粒子源发出时的初速度不同，不计粒子所受重力。下列说法中

8、正确的是（）A从小孔S进入磁场的粒子速度大小一定相等B从小孔S进入磁场的粒子动能一定相等C打到胶片上同一点的粒子速度大小一定相等D打到胶片上位置距离O点越远的粒子，比荷越小12、在真空中有水平放置的两个平行、正对金属平板,板长为l,两板间距离为d,在两极板间加一交变电压如图乙,质量为m,电荷量为e的电子以速度v0 (v0接近光速的1/20)从两极板左端中点沿水平方向连续不断地射入两平行板之间。若电子经过两极板间的时间相比交变电流的周期可忽略不计,不考虑电子间的相互作用和相对论效应,则()A.当时,所有电子都能从极板的右端射出B.当时,将没有电子能从极板的右端射出C.当时,有电子从极板右端射出的

9、时间与无电子从极板右端射出的时间之比为1:2D.当时,有电子从极板右端射出的时间与无电子从极板右端射出的时间之比为1: 答案以及解析1答案及解析：答案：AD解析：A. 负电荷在a点受到的电场力为F，由场强的公式得：，故A正确；B. 负电荷从a点移动到b点过程中电势能减小，根据负电荷在电势越高的地方电势能越小，所以从a到b到c的过程电势越来越高，即c点电势最高，故B错误；C. 从a点移动到b点过程中电势能减小，所以电场力做正功，故C错误；D. 匀强电场，b为a、c连线的中点，从a点移动到b点和从b点移动到c点，电势能都减小W，则从c点移动到b点过程中电势能就增加W，故D正确。故选：AD。 2答案

10、及解析：答案：AC解析：小球运动过程只受重力和电场力作用，故小球在竖直方向做加速度的匀加速运动，水平方向做加速度的匀加速运动.由两小球竖直位移相同可得运动时间相同，即，所以，故A正确，B错误；由电势能减少量等于电场力做的功可得，故C正确；由动能定理可知小球动能增加量等于重力势能和电势能减少量之和，又两小球重力势能减少量相等，由C可知动能增加量之比不可能为4:1，故D错误. 3答案及解析：答案：BC解析：两小球从释放到第一次到达最低点的过程，磁场力对小球不做功，电场力对小球做负功，则在电场中运动的小球到达最低点的速度较小、时间较长，即,故A错误，C正确。在磁场中运动的小球，在最低点对小球进行受力

11、分析，可知，解得;在电场中运动的小球，在最低点对小球进行受力分析，可知，解得。因为，可知，故B正确。在磁场中运动的小球，磁场力对小球不做功，小球的机械能守恒，所以小球可以到达轨道的另一端，而在电场中运动的小球，电场力对小球做负功，所以小球在到达轨道另一端之前速度就减为零了，不能到达轨道的另一端，故D错误. 4答案及解析：答案：BD解析：根据左手定则,正电荷向上偏转,所以a板带正电,电势高，故A错误;最终电荷在电场力和洛伦兹力作用下处于平衡,有:,计算得出:,所以B选项是正确的;根据闭合电路欧姆定律,有:;故路端电压:;即AB两板间的电势差为,电阻R两端的电压也为;故C错误;又,r为板间电离气体

12、的电阻,且,联立得到电阻率的表达式为:,所以D选项是正确的;所以BD选项是正确的. 5答案及解析：答案：C解析：在t时刻,a、b经过电场中同一水平面,电势相等,它们的电荷量也相等,符号相反,由E=q知,a和b的电势能不相等,故A错误。根据动能定理得Ek-0=qEy,即t时刻粒子的动能为Ek=qEy,a的位移小,电场力做功少,所以在t时刻,a的动能比b的小,故B错误。两个粒子都做初速度为零的匀加速直线运动,则有.由题意知,相同时间内a的位移小于b的位移,q、E又相等,可知aamb.故C正确,D错误。故选C。 6答案及解析：答案：AC解析：根据左手定则判断可得,甲粒子带正电,乙粒子带负电,选项A正

13、确;分别对甲、乙粒子作图,找出其做匀速圆周运动的圆心、半径以及轨迹所对的圆心角,则有,根据可得,所以,选项C正确;根据可得,选项B错误;粒子在磁场中运动的轨迹长度为,所以,选项D错误。 7答案及解析：答案：BCD解析：电场中的加速度，则在电场中的加速度之比为1:3，故A项错误。磁场中的偏转半径，又在电场中可得，则半径之比为，故B项正确。分析粒子运动可得磁场宽度，粒子运动，解得，故C项正确。由离开电场时动能，得二者之比，故D项正确。综上所述，本题正确答案为BCD。 8答案及解析：答案：CD解析：A. 由甲粒子垂直于bc边离开磁场可知，甲粒子向上偏转，所以甲粒子带正电，由粒子从ad边的中点离开磁场

14、可知，乙粒子向下偏转，所以乙粒子带负电，故A错误；B. 由几何关系可知, ,乙粒子在磁场中偏转的弦切角为60,弦长为,所以：,解得：，由牛顿第二定律得：，动能：，所以甲粒子的动能是乙粒子动能的倍，故B错误；C. 由牛顿第二定律得：，解得：，洛伦兹力：,即，故C正确；D. 由几何关系可知,甲粒子的圆心角为300,由B分析可得,乙粒子的圆心角为120,粒子在磁场中的运动时间：,粒子做圆周运动的周期：可知,甲粒子在磁场中的运动时间是乙粒子在磁场中运动时间的倍，故D正确； 9答案及解析：答案：BC解析：根椐带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，可得,由此可知带电粒子在磁感应强度为的匀

15、强磁场中运动的轨迹半径（或直径)是在磁感应强度为的匀强磁场中运动的轨迹半径(或直径）的2倍，画出带电子运动轨迹的示意图，如图所示.粒子在磁感应强度为的匀强磁场中运动的时间为，粒子在磁场感应强度为的匀强磁场中运动的时间为，则粒子下一次到达O点经历的时间，选项A、D错误，B、C正确。 10答案及解析：答案：D解析：粒子沿直线运动,由于洛仑兹力与速度垂直且大小与速度成正比,故粒子必定做匀速直线运动,根据平衡条件可求解电场力与洛仑兹力,并可求出B和E;AB、若粒子带正电,电场力向左,洛伦兹力垂直速度v线斜向右下方,而重力竖直向下,则电场力、洛伦兹力和重力三个力的合力与速度不在同一直线上,粒子不可能做直

16、线运动,所以粒子不可能带正电;则有粒子带负电,电场力向右,洛伦兹力垂直速度v线斜向左上方,而重力竖直向下,只有电场力、洛伦兹力和重力三力平衡,粒子才能做直线运动,所以粒子做匀速直线运动,故A、B错误;CD、根据平衡条件,有:,qvB=,联立解得:E=,B=,故D正确,C错误;故选D。 11答案及解析：答案：D解析：粒子 PQ间加速时，由动能定理 Uq在静电分析器中，静电力提供向心力：Eqm在偏转磁场中，洛仑兹力提供向心力qvBm，所以rA、对粒子加速过程由上述可求得：v粒子经过圆形通道后从S射出后，速度不变，与v相同，可见比荷不同，速度就不同，A错误。B、粒子的动能取决于电量，电量不同动能不同，B错误。C、打到胶片上的位置取决于半径可见打到胶片相同位置的