1、专题八带电粒子在复合场中的运动1. AD解析:因洛伦兹力不做功,所以A正确;负离子也能被加速,B错;交流电压每周期方向变化两次,恰好使离子两次加速,D对.2. C解析:每个带电微粒进入场区都受向下的重力和向右的电场力,洛伦兹力的方向由速度决定,由于电场力不能和重力平衡,所以不会做匀速圆周运动,D错;微粒进入场区电场力和重力可能要做功,机械能要发生改变,B错;如果微粒的速度斜向右上方,则洛伦兹力斜向左上方,和重力、电场力的合力可能为零,粒子的速度不变,洛伦兹力也不变,可以做匀速直线运动,动能不变,A错、C正确.3. CD解析:粒子在加速电场中加速,由动能定理有qU=mv2-m,解得v0=,粒子进
2、入静电分析器做匀速圆周运动,Eq=m,半径r=,该式说明粒子能否从小孔S进入磁场取决于粒子的动能及其所带的电荷量,选项A、B错误;粒子在磁场中做圆周运动的半径R=,可见半径R越大,比荷越小,选项D正确;由R=可知打在胶片上同一点的粒子比荷相等,由r=可知进入静电分析器的粒子速度大小一定相等,由v0=可知,粒子初速度大小一定相等,选项C正确.4. D解析:由题意知电场是匀强电场,故电势随x应成线性关系,所以A错误;在x正半轴上,因小球带负电,小球受电场力与电场方向相反,所以力的方向沿x轴负方向,所以加速度为负值,故B错误;又因是匀强电场,故小球受电场力不变,小球在x轴正、负半轴分别做匀变速直线运
3、动,根据v2-=2ax得知速度与位移不是线性关系,故C错误;根据动能定理Ek=qEx,所以D正确.5. CD解析:由于导电物质为电子,在霍尔元件中,电子是向上做定向移动的,根据左手定则可判断电子受到的洛伦兹力方向指向后表面,故霍尔元件的后表面相当于电源的负极,霍尔元件前表面的电势应高于后表面,A选项错误;若电源的正负极对调,则IH与B都反向,由左手定则可判断电子受力的方向不变,B选项错误;由于电阻R和RL都是固定的,且R和RL并联,故IH=I,则C正确;因B与I成正比,IH与I成正比,则UH=kI2,RL又是定值电阻,消耗的电功率PL=RL,故UHPL,所以D正确.6. BCD解析:带电粒子能
4、在进入电磁复合场后做匀速圆周运动,电场力一定要等于重力qE=mg,与进入复合场的速度大小无关,即释放高度h无关,B对;若微粒电荷量和质量加倍,则qE=mg仍然成立,微粒进入复合场后仍然只在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动,又进入复合场速度v不变,轨道半径R=不变,仍沿原来轨迹运动,C对;微粒从B点射出后重新落回B点后的运动过程与进入A点的过程一样,轨迹将继续向右重复延伸,不会回到A点,A错;若撤去电场E,微粒到达最低点的速度一定沿水平方向,此时洛伦兹力一定要大于重力,否则微粒还要向下运动,D对.7. (1) (2) (3) (1+-82)解析:(1) 因为在01时间内粒子做直线运动,则有qE0=q
5、vB0,解得v=.(2) 在14时间内粒子做一匀速圆周运动和t=2的类平抛运动,qE0=ma.y=a(t)2.解得y=.(3) 在t=4时,vy=at=.tan =4.v=.在45时间内,粒子做匀速圆周运动qvB0=m.解得R=.纵坐标为y=Rcos +R-y.整理得y=(1+-82).8. (1) vTd(2) v0=(3) l1=l2解析:(1) 电子通过极板的时间为t=,电场方向上的加速度 a=,电场方向上的位移y=at2=t2,由y,所以 ,解得v.又 ,得Td.(2) 电子穿过电场的时间t=T.在UCD=2U0时段电子的加速度大小a1=,方向向上.在UCD=U0时段电子的加速度大小a2=,方向向下.不同时刻进入电场的电子在垂直电场方向速度随时间变化的图象如图所示,t=kT(k=0,1,2,)时刻进入电场的电子侧向位移最大,所以此刻电子的侧位移为s=a1+a1=.解得T=, v0=.(3) 由(2)问中的垂直板方向的速度图象可知,t=时刻射入电场的电子在O点穿出极板时刻速度等于初速度v0.经过磁场偏转后返回O点,轨迹如图由ev0B=m,得r=.两区域磁场的磁感应强度大小相等所以r1=r2=R=.三圆心连线为等边三角形=60.两磁场区宽度满足l1=Rsin 60=.l2R+Rsin 60=.
