物理一轮复习精练精析《金学案》（粤教）：专题：带电体在组合场或复合场中的运动

学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精第3课专题：带电体在组合场或复合场中的运动题号12345678910答案一、单项选择题1.如图所示，一个带有负电荷的小球，沿光滑的绝缘斜面由静止开始下滑，当滑到某点时小球开始飞离斜面，这可能是因为()A．空间存在着垂直纸面向里的匀强磁场B．空间存在着垂直纸面向外的匀强磁场C．空间存在着水平向右的匀强电场D．空间存在着水平向左的匀强电场解析：根据左手定则，只有垂直纸面向里的匀强磁场,在带电粒子运动到斜面某一位置，具有某一速度时，其垂直于斜面（速度方向)向上的洛伦兹力大于或等于其重力垂直斜面向下的分力，带有负电荷的小球就开始要飞离斜面．而电场力与速度没有关系，只能让小球保持匀加速直线运动．答案：A2。相距为d的两平行板水平放置，两板间的电压为U。一个质量为m、带正电量为q的粒子，能以水平速度v匀速直线通过两板间．如果使两板距离减小一半，要使粒子仍能以水平直线通过电场,则下列哪些措施是对的（)A．把粒子速度增加一倍B．把粒子速度减小一半C．加一个垂直纸面向外的匀强磁场，B＝eq\f（U,dv）D．加一个垂直纸面向外的匀强磁场,B＝eq\f（U，2dv)解析:原：mg＝qeq\f（U，d)；现在：qvB＋mg＝2qeq\f（U,d)，两式解得：B＝eq\f（U，dv）.由左手定则判定所加磁场方向向外．答案：C3。如图所示，一个质量为m、电量为e的电子围绕着一个质子以速度v做顺时针方向的匀速圆周运动,圆周半径为r；突然这个电子的速度增大到2v，为了使其仍保持做半径为r的顺时针方向的匀速圆周运动，下列措施中正确的是（)A．加一个垂直纸面向外的匀强磁场，B＝eq\f（mv，er）B．加一个垂直纸面向外的匀强磁场，B＝2eq\f(mv，er）C．加一个垂直纸面向里的匀强磁场,B＝eq\f(3mv，2er)D．加一个垂直纸面向里的匀强磁场，B＝4eq\f（mv,er）解析：原：F库＝meq\f(v2,r)；现在：F库＋e·2v·B＝meq\f（2v2，r),两式解得：B＝eq\f（3mv,2er)。所加洛伦兹力要指向圆心,由左手定则判定所加磁场方向垂直纸面向里．答案：C4．(2014·梅州模拟）如图所示，水平放置的平行金属板a、b带有等量异种电荷，a板带正电，两板间有垂直于纸面向里的匀强磁场，若一个带正电的液滴在两板间做直线运动，其运动的方向是（)A．沿竖直方向向下 B．沿竖直方向向上C．沿水平方向向左 D．沿水平方向向右解析：液滴在两板间做直线运动时，所受到的重力和电场力均竖直向下，故液滴所受到的洛伦兹力必定也沿竖直方向，液滴应沿水平方向运动，A、B两项错误；要保证液滴沿直线运动，其洛伦兹力必与重力和电场力的合力等大反向,由左手定则可判断，其运动方向沿水平方向向右,D项正确，C项错误．答案：D二、双项选择题5.如图所示，某空间存在正交的匀强磁场和匀强电场，电场方向水平向右,磁场方向垂直纸面向里,一带电粒子由a点进入电磁场并刚好能沿ab直线向上运动．下列说法正确的是（）A．粒子一定带负电 B．粒子动能一定减少C．粒子的电势能一定增加 D．粒子的机械能一定增加解析：对该种粒子进行受力分析得：受到竖直向下的重力、水平方向的电场力、垂直于速度方向的洛伦兹力，其中重力和电场力是恒力．粒子沿直线运动，则可以判断出其受到的洛伦兹力也是恒定的，即该粒子是做匀速直线运动，B项错误;如果该粒子带正电，则受到向右的电场力和向左下方的洛伦兹力，所以不会沿直线运动,故该种粒子一定带负电，A项正确；该种粒子带负电，向左上方运动，电场力做正功，电势能一定是减少的，C项错误;因为重力势能增加，动能不变，所以该粒子的机械能增加，D项正确．答案：AD6．(2014·南开区模拟)如图所示，有一混合正离子束先后通过正交电磁场区域Ⅰ和匀强磁场区域Ⅱ，如果这束正离子束在区域Ⅰ中不偏转，进入区域Ⅱ后偏转半径R相同，则它们具有相同的(）A．电荷量 B．质量C．速度 D．比荷解析：正交电磁场区域Ⅰ实际上是一个速度选择器，这束正离子在区域Ⅰ中均不偏转,说明它们具有相同的速度，故C项正确．在区域Ⅱ中半径相同,R＝eq\f（mv,qB），所以它们应具有相同的比荷．C、D两项正确．答案：CD7．(2014·阳江模拟)不计重力的负粒子能够在如图所示的正交匀强电场和匀强磁场中匀速直线穿过．设产生匀强电场的两极板间电压为U,距离为d，匀强磁场的磁感应强度为B，粒子电荷量为q，进入速度为v，以下说法正确的是()A．若同时增大U和B,其他条件不变，则粒子一定能够直线穿过B．若同时减小d和增大v，其他条件不变，则粒子可能直线穿过C．若粒子向下偏且能够飞出极板间，则粒子的动能一定减小D．若粒子向下偏且能够飞出极板间，则粒子的动能有可能不变解析：由Bvq＝Eq以及E＝eq\f（U,d）可得：Bv＝eq\f（U,d),只有U、B增大的倍数相同，粒子才能直线穿过，所以A项错误,同理B项正确．粒子向下偏时,只有电场力做负功，根据动能定理可知,C项正确，D项错误．答案：BC8．一电子经加速电场加速后，垂直射入一匀强磁场区域,如图所示，电子从磁场边界射出时的偏角θ随加速电压U和磁感应强度B的变化关系为()A．U增大时θ增大B．U增大时θ减小C．B增大时θ增大D．B增大时θ减小解析：根据下图,对电子在磁场中的偏转角θ有:sinθ＝eq\f(L,R）＝eq\f（L，\f（mv,eB）)＝eq\f（eBL，m\r（\f（2eU，m)）)＝BLeq\r（\f（e，2mU）)。由此可知：U增大时θ减小，选项B正确；B增大时θ增大，选项C正确．答案：BC9。（2012·南昌高三调研)某空间存在水平方向的匀强电场（图中未画出)，带电小球沿如图所示的直线斜向下由A点沿直线向B点运动，此空间同时存在由A指向B的匀强磁场，则下列说法正确的是(）A．小球一定带正电B．小球可能做匀速直线运动C．带电小球一定做匀加速直线运动D．运动过程中，小球的机械能增大解析：本题考查带电体在复合场中的运动问题．由于重力方向竖直向下，空间存在磁场,且直线运动方向斜向下，与磁场方向相同，故不受磁场力作用，电场力必水平向右,但电场具体方向未知,故不能判断带电小球的电性，选项A错误；重力和电场力的合力不为零，故不是匀速直线运动,所以选项B错误；因为重力与电场力的合力方向与运动方向相同，故小球一定做匀加速运动,选项C正确；运动过程中由于电场力做正功,故机械能增大，选项D正确．答案:CD10．(2014·江门模拟）在方向如图所示的匀强电场(场强为E)和匀强磁场(磁感应强度为B)共存的场区中，一电子沿垂直电场线和磁感线的方向以速度v0射入场区，设电子射出场区时的速度为v,则（)A．若v0〉eq\f(E,B)，则电子沿轨迹Ⅰ运动，射出场区时，速度v〉v0B．若v0〉eq\f（E,B），则电子沿轨迹Ⅱ运动，射出场区时，速度v<v0C．若v0<eq\f(E，B)，则电子沿轨迹Ⅰ运动，射出场区时，速度v>v0D．若v0〈eq\f（E,B），则电子沿轨迹Ⅱ运动，射出场区时,速度v<v0解析：不计电子的重力，电子受到向上的电场力qE和向下的洛伦兹力qv0B.当v0〉eq\f（E,B)，即qv0B>qE时,电子将向下偏，轨迹为Ⅱ,电场力做负功，洛伦兹力不做功，射出场区时,速度v<v0；当v0〈eq\f（E,B）时，电子向上偏，轨迹为Ⅰ，电场力做正功，射出场区时，速度v〉v0;当v0＝eq\f（E,B）时，电子将沿直线水平向右飞出．故答案为B、C两项．答案：BC三、非选择题11．(2014·湛江模拟)质量为m、电荷量为q的带负电粒子由静止开始释放,经M、N板间的电场加速后，从A点垂直于磁场边界射入宽度为d的匀强磁场中，该粒子离开磁场时的位置P偏离入射方向的距离为L，如图所示．已知M、N两板间的电压为U,粒子的重力不计．求：匀强磁场的磁感应强度B.解析：作粒子经电场和磁场的轨迹图，如图所示．设粒子在M、N两板间经电场加速后获得的速度为v,由动能定理得：qU＝eq\f（1,2)mv2①粒子进入磁场后做匀速圆周运动,设其半径为r,则:qvB＝meq\f(v2，r)②由几何关系得：r2＝(r－L)2＋d2③联立①②③式得:磁感应强度B＝eq\f(2L,L2＋d2）eq\r（\f(2mU，q））。答案：eq\f（2L,L2＋d2）eq\r（\f(2mU，q））12．如图所示，两虚线之间的空间内存在着正交的匀强电场和匀强磁场，电场强度为E、方向与水平线成60°；磁场的方向垂直纸面向内,有一个带正电小球从电磁复合场上方高度为h处自由落下，并沿直线通过复合电磁场,重力加速度取g.(1)带电小球通过复合场时做什么运动；(2）求磁场的磁感应强度及带电小球的比荷．解析:（1)重力和电场力都是保守力，合力不变,只有当粒子做匀速运动时,粒子才能保持洛伦兹力不变,和其他两种力的合力为零，从而做匀速直线运动．（2)小球自由下落高度h的过程中机械能守恒，有：mgh＝eq\f(1,2)