1、热点强化14带电粒子在各种复合场中的运动1(2021年诸暨中学月考)(多选)磁流体发电是一项新兴技术如图所示，平行金属板之间有一个很强的磁场，将一束含有大量正、负带电粒子的等离子体，沿图中所示方向喷入磁场图中虚线框部分相当于发电机，把两个极板与用电器相连，则()A用电器中的电流方向从B到AB用电器中的电流方向从A到BC若只断开用电器，发电机两极板间电压增大D若只增大喷入粒子的速度，发电机的电动势增大【答案】BCD【解析】由左手定则可知，等离子体进入磁场后，正离子向上运动，负离子向下运动，所以上板为正，下板为负，用电器的电流方向从A到B，故A错误，B正确；图中虚线框部分相当于电源，接用电器时，两
2、极板之间的电压为路端电压，若只断开用电器，发电机两极板间电压等于电源的电动势，路端电压要小于电源的电动势，故C正确；因电荷在电场和磁场中受电场力和洛伦兹力作用，最终会处于平衡，即最终等离子体将匀速通过磁场区域，所以有qvBq，解得EBdv，所以增大喷入粒子的速度，发电机的电动势将增大，故D正确2(2021年上海名校月考)(多选)质谱仪是一种测定带电粒子质量或分析同位素的重要设备，它的构造原理如图所示离子源S产生的各种不同正离子束(初速度可视为零)，经MN间的加速电压U加速后从小孔S1垂直于磁感线进入匀强磁场，运转半周后到达照相底片上的P点设P到S1的距离为x，则()A若离子束是同位素，则x越大
3、对应的离子质量越小B若离子束是同位素，则x越大对应的离子质量越大C只要x相同，对应的离子比荷一定相同D只要x相同，对应的离子电荷量一定相同【答案】BC【解析】根据动能定理得qUmv2，根据qvBm，解得r，而x2r，若离子束是同位素，x越大对应的离子质量越大，A错误，B正确；根据x2r，只要x相同，对应的离子的比荷一定相等，D错误，C正确3(2020年浙江名校月考)(多选)如图是质谱仪的工作原理示意图带电粒子被加速电场加速后，进入速度选择器速度选择器内相互正交的匀强磁场和匀强电场的强度分别为B和E.平板S上有可让粒子通过的狭缝P和记录粒子位置的胶片A1A2 .平板S下方有磁感应强度为B0的匀强
4、磁场下列表述正确的是()A能通过狭缝P的带电粒子的速率等于 B速度选择器中的磁场方向垂直纸面向外C质谱仪是一种可测定带电粒子比荷的仪器D粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P，粒子的比荷越大【答案】BCD【解析】在速度选择器中，电场力和洛伦兹力平衡，有qEqvB，解得v，故A错误根据带电粒子在磁场中的偏转方向，根据左手定则知，该粒子带正电，则在速度选择器中电场力水平向右，则洛伦兹力水平向左，根据左手定则知，磁场方向垂直纸面向外，故B正确进入偏转磁场后，有qvB0m，解得，可知质谱仪是可以测定带电粒子比荷的仪器，故C正确由上式可知，越靠近狭缝P，r越小，比荷越大，故D正确4(2021年江苏名校月考)如
5、图所示，在x轴上方存在匀强磁场，磁感应强度为B，方向垂直纸面向里在x轴下方存在匀强电场，方向竖直向上一个质量为m、电荷量为q、重力不计的带正电粒子从y轴上的a(0，h)点沿y轴正方向以某初速度开始运动，一段时间后，粒子与x轴正方向成45进入电场，经过y轴的b点时速度方向恰好与y轴垂直求：(1)粒子在磁场中运动的轨道半径r和速度大小v1；(2)匀强电场的电场强度大小E；(3)粒子从开始到第三次经过x轴的时间t总解：(1) 根据题意可大体画出粒子在组合场中的运动轨迹如图所示，由几何关系可得rcos 45h，即rh，qv1Bm，解得v1.(2)设粒子第一次经过x轴的位置为x1，到达b点速度大小为vb
6、.粒子做类平抛运动，有vbv1cos 45，所以vb，设粒子进入电场经过时间t运动到b点，b点的纵坐标为yb，由类平抛运动得rrsin 45vbt，得t，yb(v1sin 450)th，由动能定理qEybmvmv，得E.(3)粒子在磁场中的周期为T，第一次经过x轴的时间t1T，在电场中运动的时间t22t，在第二次经过x轴到第三次经过x轴的时间t3T，所以总时间t总t1t2t3.5(2020年安徽二模)如图所示，在xOy平面内，第三、四象限内有竖直方向的匀强电场和垂直于纸面向里的匀强磁场，将一质量为m，带电量为q的小球从O点正上方y轴上某一点以初速度v0水平向右抛出，小球经过x轴上P点(图中未画出)后进入x轴下方的电磁场区，并沿一段圆弧运动后恰好经过O点，求：(1)匀强电场强度的大小和方向；(2)匀强磁场磁感应强度的大小解：(1)由于小球经过x轴上P点后进入x轴下方做一段圆弧运动后恰好再次经过O点，可以判断小球带负电，在x轴下方做圆周运动，重力与电场力平衡，有mgqE，解得E，电场方向向下(2)设小球做平抛运动的时间为t，到达x轴水平位移为x，则xv0t，设小球进入x轴下方的速度为v，做圆周运动的半径为R，则有qvBm，得R.设小球到达x轴时速度方向与x轴的夹角为，则小球做平抛运动有vsin vygt，x2Rsin ，解得B.