1、二十六带电粒子在复合场中的运动(A)卷(学生用书对应页码P311)1如图所示，真空中存在着下列四种有界的匀强电场E和匀强磁场B区域，一带正电的小球(电荷量为q，质量为m)从该复合场边界上方的某一高度由静止开始下落那么小球可能沿直线通过下列哪种复合场区域()解析：对带正电的小球进行受力分析可知只有在选项B所示的复合场区域其所受洛伦兹力、重力、电场力可以平衡，故选B.答案：B2如图所示，一个带正电的滑环套在水平且足够长的粗糙的绝缘杆上，整个装置处于方向如图所示的匀强磁场中，现给滑环一个水平向右的瞬时作用力，使其开始运动，则滑环在杆上的运动情况不可能的是()A始终做匀速运动B始终做减速运动，最后静止
2、于杆上C先做加速运动，最后做匀速运动D先做减速运动，最后做匀速运动解析：给滑环一个瞬时作用力，滑环获得一定的速度v，当qvBmg时，滑环将以v做匀速直线运动，故A正确当qvBmg时，滑环先做减速运动，当减速到qvBmg后，以速度v做匀速直线运动，故D正确由于摩擦阻力作用，滑环不可能做加速运动，故C错误，应选C.答案：C3如图所示为“滤速器”装置示意图，a、b为水平放置的平行金属板，其电容为C，板间距离为d，平行板内存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B.a、b板带上电荷，可在平行板内产生匀强电场，且电场方向和磁场方向互相垂直一带电粒子以速度v0经小孔进入正交电磁场可沿直线OO运动，由O射出
3、，粒子所受重力不计，则a板所带电荷情况是()A带正电，其电量为B带负电，其电量为C带正电，其电量为CBdv0D带负电，其电量为解析：设粒子的电荷量为q，a板电荷量为Q，粒子在电磁场中做直线运动，qEqv0B，其中E，而U，联立解得QCBdv0；假设粒子带正电，根据左手定则，粒子受到的洛伦兹力方向向上，那么电场力方向向下，则a板带正电同理，若粒子带负电，也可以判断出a板带正电，选项C正确答案：C4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，一带电微粒由A点进入电磁场并刚好能沿AB直线向上运动，则该微粒在A、B两点的动能Ek和电势能Ep的关系是()AEkA
4、EkBCEpAEpB解析：在复合场中带电粒子一定做匀速直线运动，重力、电场力、洛伦兹力三力平衡，并且可判断粒子一定带正电，电场力的方向水平向右，洛伦兹力方向垂直AB斜向左上，EkAEkB，A、B项均错误；带电粒子从A运动到B的过程中，电场力做正功，电势能减小，有EpAEpB，C项错误，D项正确答案：D5霍尔式位移传感器的测量原理如图所示，有一个沿z轴方向均匀变化的匀强磁场，磁感应强度BB0kz(B0、k均为常数)将霍尔元件固定在物体上，保持通过霍尔元件的电流I不变(方向如图所示)，当物体沿z轴正方向平移时，由于位置不同，霍尔元件在y轴方向的上、下表面的电势差U也不同则()A磁感应强度B越大，上
5、、下表面的电势差U越大Bk越大，传感器灵敏度越高C若图中霍尔元件是电子导电，则下板电势高D电流I越大，上、下表面的电势差U越小解析：对于霍尔元件，qqvB(d为上、下两板间的距离)，所以UdvB，B越大，上、下表面的电势差U越大，选项A正确；k越大，B随z的变化越大，由上面的分析可得U随z的变化也越大，所以传感器灵敏度越高，选项B正确；若图中霍尔元件是电子导电，根据左手定则电子受到的洛伦兹力向下，下板带负电，下板电势低，选项C错误；电流的微观表达式InqSv，电流I越大，电荷定向移动速度v越大，上、下表面的电势差U越大，选项D错误答案：AB6如图所示，带电平行板中匀强电场E的方向竖直向上，匀强
6、磁场B的方向垂直纸面向里一带电小球从光滑绝缘轨道上的A点自由滑下，经P点进入板间后恰好沿水平方向做直线运动现使小球从较低的C点自由滑下，经P点进入板间，则小球在板间运动过程中()A动能将会增大 B电势能将会减小C所受电场力将会增大 D所受磁场力将会增大解析：由题意判断可知小球带正电，从A点滑下进入复合场区域时做直线运动，则小球受力平衡，即mgqEqvB，从C点滑下进入复合场区域时，速度小于从A点滑下时的速度，则mgqEqvB，小球向下偏转，重力做正功，电场力做负功，因为mgqE，则合力做正功，小球电势能和动能均增大，且洛伦兹力FqvB也增大，选项A、D正确，选项B错误；由于板间电场是匀强电场，
7、则小球所受电场力恒定，选项C错误答案：AD7(2014开封模拟)如图所示，在长方形abcd区域内有正交的匀强电场和匀强磁场，bc2ab2L.一带电粒子从ad边的中点垂直于电场和磁场方向射入，恰沿直线从bc边的中点P射出若撤去电场，则粒子从a点射出且射出时的动能为Ek；若撤去磁场，则粒子射出时的动能为(重力不计)()AEkB2Ek C4EkD5Ek解析：电场和磁场同时存在时，粒子做匀速直线运动，则：qEqBv0.撤去电场后，粒子做匀速圆周运动，已知粒子从a点射出可知，轨道半径rL/2，由牛顿第二定律有：qBv0，则粒子射入磁场时的动能为Ek.撤去磁场后，粒子在电场中做类平抛运动，假设粒子射出时水
8、平距离为L，有：Lv0t，yat2，a，可得yL，粒子从c点射出，再由动能定理得：Ek2EkqEy5Ek，故选D.答案：D8(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：作粒子在电场和磁场中的轨迹图，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：qUmv2粒子进入磁场后做匀速圆周运动，设其半径为r，则：qvBm由几何关系得：r2(rL)2d2联立式
9、得：磁感应强度B答案：9如图所示，在xOy坐标系中，x轴上N点到O点的距离是12 cm，虚线NP与x轴负向的夹角是30.第象限内NP的上方有匀强磁场，磁感应强度B1 T，第象限有匀强电场，方向沿y轴正向一质量m81010 kg、电荷量q1104 C的带正粒子，从电场中M(12，8)点由静止释放，经电场加速后从N点进入磁场，又从y轴上P点穿出磁场不计粒子重力，取3，求：(1)粒子在磁场中运动的速度v；(2)粒子在磁场中运动的时间t；(3)匀强电场的电场强度E.解析：(1)粒子在磁场中的轨迹如图由几何关系得粒子做圆周运动的轨道半径R12 cm0.08 m由qvBm得v104 m/s(2)粒子在磁场
10、中运动轨迹所对圆心角为120，则有t1.6105 s(3)由qEdmv2得E5103 V/m答案：(1)104 m/s(2)1.6105 s(3)5103 V/m10如图所示，一带电粒子先以某一速度在竖直平面内做匀速直线运动，经过一段时间后进入一磁场方向垂直于纸面向里、磁感应强度大小为B的圆形匀强磁场区域(图中未画出该磁场区域)，粒子飞出磁场后垂直电场方向进入宽为L的匀强电场，电场强度的大小为E、方向竖直向上当粒子穿出电场时速率变为原来的 倍已知带电粒子的质量为m、电荷量为q、重力不计粒子进入磁场前的速度与水平方向成60角求：(1)粒子的电性；(2)带电粒子在磁场中运动时的速度大小；(3)该圆形磁场区域的最小面积解析：(1)根据左手定则可判断，粒子带负电(2)设粒子在磁场中运动的速率为v0(即粒子以速率v0进入电场)，在电场中的运动时间为t，加速度为a，飞出电场时速度的大小为v，由类平抛运动规律有Lv0tqEmavyatvv0 解得v0(3)如图所示，带电粒子在磁场中所受洛伦兹力提供向心力，设粒子在磁场中做圆周运动的半径为R，圆形磁场区域的最小半径为r，则有Bqv0m解得R由几何知识可知R磁场区域的最小面积Sr2联立以上各式可得S答案：(1)粒子带负电(2)(3)