1、带电粒子在复合场中的运动1、回旋加速器是加速带电粒子的装置，其核心部分是分别与高频交流电极相连接的两个D形金属盒，两盒间的狭缝中形成的周期性变化的电场，使粒子在通过狭缝时都能得到加速，两D形金属盒处于垂直于盒底的勻强磁场中，如图所示。现要增大带电粒子从冋旋加速器射出时的动 能，下列方法可行的是（）A.减小磁场的磁感应强度B.减小狭缝间的距离C.增大高频交流电压D.增大金属盒的半径2、质量为m、电荷量为q的微粒以速度v与水平方向成角从O点进入方向如图所示的正交的匀强电场和匀强磁场组成的复合场区，该微粒在电场力、洛伦兹力和重力的共同作用下，恰好沿直线运动到A，下列说法中正确的是( )A.该微粒带正
2、电荷 B.微粒从O到A的运动可能是匀变速运动C.该磁场的磁感应强度大小为 D.该电场的场强为3、一带电粒子以初速度v先后通过匀强电场E和匀强磁场B(如图甲所示),电场和磁场对粒子做功为W1,若把电场和磁场正交叠加后(如图乙所示),粒子仍以v2(不计重力的影响)则( )A.W1=W2B.W1W2C.W1W2D.无法比较4、霍尔效应已经被广泛应用于科研、生产和生活中。通电导体中的自由电荷定向移动时受到洛伦兹力而发生偏转产生霍尔电势差。如图所示,一矩形薄片放置在竖直向下(垂直两面)的匀强磁场B中,沿垂直两面的方向通以恒定电流,则( )A.在两面间存在霍尔电势差B.一定是a面电势高于b面电势C.通过两
3、面电势高低可以判断薄片中载流子的电性D.电解液(同时存在等电荷量的正、负离子)导电也能产生霍尔效应5、如图所示,竖直平面内的平面直角坐标系的y轴竖直向上、x轴水平向右,电场方向斜向右上,磁场方向水平向里,带正电小球在磁场中做直线运动,则()A.小球可能沿x轴正方向运动B.小球可能沿x轴负方向运动C.小球可能沿y轴正方向运动D.小球可能沿y轴负方向运动6、目前世界上正在研究一种新型发电机叫磁流体发电机，它可以把气体的内能直接转化为电能如图所示为它的发电原理图将一束等离子体(即高温下电离的气体，含有大量带正电和负电的粒子，从整体上来说呈电中性)喷射入磁感应强度为B的匀强磁场，磁场中有两块面积为S、
4、相距为d的平行金属板，金属板与外电阻R相连构成一电路设气流的速度为v，气体的电导率(电阻率的倒数)为g，则流过外电阻R的电流强度I及电流方向为()A，ARBB，ARBC，BRAD，BRA7、有一混合正离子束先后通过正交电磁场区域和匀强磁场区域,如图所示,如果这束正离子流在区域中不偏转,进入区域后偏转半径r相同,则它们一定具有相同的( )A.速度B.质量C.电荷量D.比荷8、如图所示,在x轴上方有沿y轴负方向的匀强电场, 电场强度为E,在x轴下方的等腰直角三角形CDM区域内有垂直于xOy平面向外的匀强磁场,磁感应强度为B,其中C、D在x轴上,它们到原点O的距离均为a。现将质量为m,电荷量为+q的
5、粒子从y轴上的P点由静止释放,设P点到O点的距离为h,不计重力作用与空气阻力的影响。下列说法正确的是( )A.若粒子垂直于CM射出磁场,则B.若粒子垂直于CM射出磁场,则C.若粒子平行于x轴射出磁场,则D.若粒子平行于x轴射出磁场,则9、电磁流量计是根据法拉第电磁感应定律制造的用来测量管内导电介质体积流量的感应式仪表.如图所示为电磁流量计的示意图,匀强磁场方向垂直于纸面向里,磁感应强度大小为B.当管中的导电液体流过时,测得管壁上两点间的电压为U.单位时间内流过管道某一横截面的液体体积为流量,已知管道直径为D,则( )A.管中的导电液体流速为B.管中的导电液体流速为C.管中的导电液体流量为D.管
6、中的导电液体流量为10、如图所示,虚线空间中存在由匀强电场和匀强磁场组成的正交或平行的电场和磁场(图中实线为电场线),有一个带正电小球(电荷量为,质量为)从正交或平行的电磁复合场上方的某一高度自由落下,那么,带电小球可能沿直线通过的是()A.B.C.D.11、在互相垂直的匀强磁场和匀强电场中固定放置一光滑的绝缘斜面,其倾角为,斜面足够长,磁场的磁感应强度为B,方向垂直纸面向外,电场方向竖直向上,如图所示.一质量为m、带电量为q的小球静止放在斜面的最高点,小球对斜面的压力恰好为零.在释放小球的同时,将电场方向迅速改为竖直向下,电场强度大小不变.1.小球沿斜面下滑的速度为v多大时,小球对斜面的压力
7、再次为零?2.小球从释放到离开斜面所用时间是多少?12、如图所示，在平面直角坐标系xOy内，第二、三象限内存在沿y轴正方向的匀强电场，第一、四象限内存在半径为L的圆形匀强磁场，磁场方向垂直于坐标平面向外一个质量为m，带电量为q的带正电的粒子从第三象限中的Q（-2L，-L）点以速度v0沿x轴正方向射出，恰好从坐标原点O进入磁场，从P（2L，0）点射出磁场不计粒子重力，求：（1）电场强度E （2）从P点射出时速度vp的大小（3）粒子在磁场与电场中运动时间之比 1答案及解析：答案：D解析：根据得，粒子出D形金属盒时的速度,则粒子出D形金属盒时的动能,可知：与高频交流电压、狭缝间的距离无关；减小磁场的
8、磁感应强度，可以减小;增大D形金属盒的半径，可以增大。故ABC错误，D 正确。 2答案及解析：答案：C解析： 3答案及解析：答案：B解析：在乙图中,由于v E/B,电场力qE大于洛伦兹力qBv,根据左手定则判断可知:洛伦兹力有与电场力方向相反的分力;而在甲图中带电粒子粒子只受电场力qE,则在甲图的情况下,粒子沿电场方向的位移较大,电场力做功较多,所以选项A、C、D错误,选项B正确.故选:B. 4答案及解析：答案：C解析：在霍尔效应中,霍尔电势差对应方向、磁场方向和通电电流方向相互垂直,因此一定是在两面间存在霍尔电势差,A错误;由左手定则可以判断,当薄片中载流子带正电荷时,当薄片中载流子带负电荷
9、时,则,B错误,C正确;电解液中存在等电荷量的正、负离子,通电时正、负离子的运动方向相反,所受洛伦兹力方向相同,向相同方向偏转,因此不能产生霍尔效应,D错误。 5答案及解析：答案：C解析：小球带正电,电场力斜向右上、重力竖直向下,小球做直线运动,则小球所受合力为0或所受合力与运动方向共线,分析四个选项可知,选项C对,ABD错。 6答案及解析：答案：B解析：根据左手定则知正电荷向上偏，负电荷向下偏，上极板带正电，下极板带负电，所以流过外电阻R的电流方向为ARB.最终电荷处于平衡有：，解得电动势EBdv.内电阻,根据闭合电路欧姆定律有：，故B正确，A、C、D错误 7答案及解析：答案：AD解析：在区
10、域,运动的正离子受到竖直向下的电场力和竖直向上的洛伦兹力,且Eq=Bqv,离子以速度匀速穿过区域,进入区域,离子做匀速圆周运动,轨道半径,因为离子在区域中不偏转,则v相同,当v相同时,必有q/m相同,故选AD。 8答案及解析：答案：AD解析：粒子在电场中加速,有在磁场中做圆周运动,若粒子垂直于CM射出磁场,则轨迹所对的圆心角=45,半径R=a,由洛伦兹力提供向心力,有,得,联立以上各式得,A正确;若粒子平行于x轴射出磁场,则轨迹所对的圆心角=90,半径,同理可得,D正确。 9答案及解析：答案：AD解析：a和b两点的电势差达到稳定的条件为,则,故选项A正确,B错误;导电液体的流量即单位时间通过某
11、一横截面的液体体积,故流量,将代入可得,故选项C错误,D正确. 10答案及解析：答案：CD解析：带电小球进入复合场时受力情况,如图所示(图B中洛伦兹力Bqv的方向垂直于纸面向外),其中只有C、D两种情况下带电小球合外力可能为零,所以C、D项中带电小球有可能沿直线通过复合场区域;A项中带电小球受到的洛伦兹力qvB随其速度v的增大而增大,所以三力的合力不会总保持在竖直方向,合力与速度方向将产生夹角,做曲线运动;B项中带电小球在洛伦兹力qvB作用下做曲线运动。 11答案及解析：答案：1.由题意知,电场方向反转前,有电场方向反转后,小球先沿斜面向下做匀加速直线运动,到对斜面压力为零时开始离开斜面,此时
12、有联立以上各式得.2.小球在斜面上下滑速度为时离开斜面,又有联立以上各式得,所用时间为.解析： 12答案及解析：答案：粒子在电场中做类平抛运动，在磁场中做平抛运动，运动轨迹如图所示；（1）粒子在电场中做类平抛运动， x轴方向：2L=v0t， y方向：， 解得，电场强度：； （2）设粒子到达坐标原点时竖直分速度为vy，粒子在电场中做类似平抛运动，x方向：2L=v0t y方向： 由得：vy=v0， 粒子进入磁场时的速度：， 离子进入磁场做匀速圆周运动，粒子速度大小不变，则：； （3）粒子在磁场中做圆周运动的周期：T=， 粒子在磁场中的运动时间：t=T=T=， 粒子在磁场与电场中运动时间之比：； 解析：