1、二十六带电粒子在复合场中的运动(B)卷(学生用书对应页码P313)1如图所示，已知一带电小球在光滑绝缘的水平面上从静止开始经电压U加速后，水平进入互相垂直的匀强电场E和匀强磁场B的复合场中(E和B已知)，小球在此空间的竖直面内做匀速圆周运动，则()A小球可能带正电B小球做匀速圆周运动的半径为rC小球做匀速圆周运动的周期为TD若电压U增大，则小球做匀速圆周运动的周期增加解析：小球在复合场中做匀速圆周运动，则小球受到的电场力和重力满足mgEq，则小球带负电，A错误；因为小球做圆周运动的向心力为洛伦兹力，由牛顿第二定律和动能定理可得：Bqv，Uqmv2，联立两式可得：小球做匀速圆周运动的半径为r，由
2、T可以得出T，与电压U无关，所以B、C正确，D错误答案：BC2如图所示，甲是不带电的绝缘物块，乙是带正电的物块，甲、乙叠放在一起，置于粗糙的绝缘水平地板上，地板上方空间有垂直纸面向里的匀强磁场，现加一水平向左的匀强电场，发现甲、乙无相对滑动一起向左加速运动在加速运动阶段()A甲、乙两物块间的摩擦力不变B乙物块与地面之间的摩擦力不断减小C甲、乙两物块可能做加速度减小的加速运动D甲、乙两物体可能做匀加速直线运动解析：利用整体法有EqFf(m甲m乙)a，随着速度的增加，乙受到的洛伦兹力增大，摩擦力增大，因此加速度变小，甲物体由静摩擦力产生加速度，所以乙对甲的摩擦力是不断减小的，C项正确答案：C3如图
3、所示的直角坐标系中，在坐标原点O处固定一正点电荷，另有平行于y轴的匀强磁场一个质量为m、带电荷量为q的微粒恰能以y轴上O点(0，a,0)为圆心做匀速圆周运动，其轨迹平面与xOz平面平行，角速度为，运动方向如图中箭头所示则以下说法正确的是()A微粒带负电B磁感应强度的方向可能沿y方向，也可能沿y方向C匀强磁场的磁感应强度的大小为，方向沿y方向D匀强磁场的磁感应强度的大小与固定的正点电荷的电荷量有关，但方向一定沿y方向解析：带电粒子受三个力的作用，其中重力竖直向下，洛伦兹力在水平方向，故电场力只能斜向上，如图所示，所以粒子带正电，选项A错误；带电粒子受到的洛伦兹力指向圆心，根据粒子的旋转方向，利用
4、左手定则可判断，匀强磁场方向沿y方向，选项B错；由受力分析可知，qvBmgtan m2r，vr，ratan ，可求出B，C对，D错答案：C4(2014杭州模拟)如图所示，两导体板水平放置，两板间的电势差为U，带电粒子以某一初速度v0沿平行于两板的方向从两板正中间射入，穿过两板后又垂直于磁场方向射入边界线竖直的匀强磁场则粒子射入磁场和射出磁场的M、N两点间的距离d随着U和v0的变化而变化的情况为()Ad随v0的增大而增大，d与U无关Bd随v0的增大而增大，d随U的增大而增大Cd随U的增大而增大，d与v0无关Dd随v0的增大而增大，d随U的增大而减小解析：带电粒子射出电场时速度的偏转角为，运动轨迹
5、如图所示，有：cos ，又R，而d2Rcos 2cos ，选项A正确答案：A5(2014洛阳模拟)如图，空间存在水平向左的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场，电场和磁场相互垂直在电、磁场区域中，有一个竖直放置的光滑绝缘圆环，环上套有一个带正电的小球O点为圆环的圆心，a、b、c为圆环上的三个点，a点为最高点，c点为最低点，Ob沿水平方向已知小球所受电场力与重力大小相等现将小球从环的顶端a点由静止释放下列判断正确的是()A当小球运动的弧长为圆周长的1/4时，洛伦兹力最大B当小球运动的弧长为圆周长的1/2时，洛伦兹力最大C小球从a点到b点，重力势能减小，电势能增大D小球从b点运动到c点，电势能增大，动
6、能先增大后减小解析：从圆心沿重力与电场力的合力的方向作直线，可找出等效最低点，当小球运动到此点时速度最大，洛伦兹力最大，A、B错；小球从a点到b点，重力和电场力都做正功，相应的势能都是减小的，C错；等效最低点在b、c之间，故D正确答案：D6(2014黑龙江哈尔滨三中模拟)如图，匀强磁场垂直于纸面向里，匀强电场平行于斜面向下，斜面是粗糙的一带正电物块以某一初速度沿斜面向上滑动，经a点后到b点时速度减为零，接着又滑了下来，设物块带电荷量保持不变，则从a到b和从b回到a两过程相比较()A电场力做功相同B摩擦产生热量相同C电势能变化量大小相同D动能变化量大小不相同解析：带正电物块由ab，电场力做负功，
7、由ba电场力做正功，A错误；但正功和负功的数值相同，故电势能变化量大小相同，C正确；由ab粒子受力如图甲所示，f1FN1(mgcos qv1B)，摩擦产生的热量Q1Wf1(mgcos qv1B)x，由ba粒子受力如图乙所示，f2FN2(mgcos qv2B)，摩擦产生的热量Q2Wf2(mgcos qv2B)x，所以Q1Q2，B错误；由ab粒子动能减少mv，由ba粒子动能增加mv2，由于有摩擦，vBvdCB当开关S断开时，稳定后电容器的电荷量QBvdCC当开关S闭合时，稳定后电容器的电荷量QBvdC解析：洛伦兹力使正离子向N极偏转，负离子向M极偏转，当qqvB时离子不再偏转，故断开开关S时，电容
8、器两极所能达到的最大电压UCBvd，最大电荷量QBvdC，A、B均错误；当开关S闭合时，平行金属板及等离子群相当于一电源，电源电动势EBvd，由于内阻的存在，使得UCUMNEBvd，故QCBvdC，C正确，D错误答案：C8如图所示，有界匀强磁场的磁感应强度B2103 T；磁场右边是宽度L0.2 m、场强E40 V/m、方向向左的匀强电场一带电粒子电荷量q3.21019 C，质量m6.41027 kg，以v4104 m/s 的速度沿OO垂直射入磁场，在磁场中偏转后进入右侧的电场，最后从电场右边界射出(不计重力)求：(1)大致画出带电粒子的运动轨迹；(2)带电粒子在磁场中运动的轨道半径；(3)带电
9、粒子飞出电场时的动能Ek.解析：(1)轨迹如图(2)带电粒子在磁场中运动时，由牛顿运动定律得qvBmR m0.4 m(3)EkEqLmv2403.210190.2 J6.41027(4104)2 J7.681018 J.答案：(1)轨迹见解析图(2)0.4 m(3)7.681018 J9如图所示，在竖直平面内建立一平面直角坐标系xOy，x轴沿水平方向，在第一象限有竖直向下的匀强电场E，第四象限有垂直纸面向里的匀强磁场B.现有一电荷量为q、质量为m的带电粒子(不计重力)从y轴上的P点垂直y轴以速度v水平进入磁场，最终从y轴上的Q点垂直y轴以大小为的速度水平射出电场求：(1)Q点到坐标原点O的距离
10、；(2)带电粒子从P点到Q点的运动时间解析：(1)设Q点到坐标原点O的距离为d，根据动能定理有Eqdm()2mv2解得d(2)设粒子离开磁场时速度方向与水平方向的夹角为，根据运动的可逆性，则有cos 解得60由几何知识可知，粒子在磁场中运动的圆弧的圆心角为18060120则粒子在磁场中运动的时间t1为t1T又因为T解得t1设粒子在电场中运动水平距离为x，运动时间为t2，有xt2粒子在磁场中运动时有Bqvm又由于xRcos 30联立解得t2所以，带电粒子从P点到Q点的运动时间t为tt1t2答案：(1)(2)10如图所示，在两个水平平行金属极板间存在着向下的匀强电场和垂直于纸面向里的匀强磁场，电场
11、强度和磁感应强度的大小分别为E2106 N/C和B10.1 T，极板的长度l m，间距足够大在板的右侧还存在着另一圆形的匀强磁场区域，磁场的方向为垂直于纸面向外，圆形区域的圆心O位于平行金属极板的中线上，圆形区域的半径R m有一带正电的粒子以某速度沿极板的中线水平向右飞入极板后恰好做匀速直线运动，然后进入圆形磁场区域，飞出圆形磁场区域后速度方向偏转了60，不计粒子的重力，粒子的比荷2108 C/kg.(1)求圆形区域磁场的磁感应强度B2的大小；(2)在其他条件都不变的情况下，将极板间的磁场B1撤去，为使粒子飞出极板后不能进入圆形区域的磁场，求圆形区域的圆心O离极板右边缘的水平距离d应满足的条件解析：(1)设粒子的初速度大小v，粒子在极板间做匀速直线运动，则qvB1qE设粒子在圆形区域磁场中做圆周运动的半径为r，则qvB2m粒子速度方向偏转了60，则rRcot 30解得B20.1 T(2)撤去磁场B1后，粒子在极板间做类平抛运动，设在板间运动时间为t，运动的加速度为a，飞出电场时竖直方向的速度为vy，速度的偏转角为，则qEmalvtvyattan 解得tan ，即30设粒子飞出电场后速度恰好与圆形区域的边界相切时，圆心O离极板右边缘的水平距离为d，如图所示，则d解得d m，所以d m答案：(1)0.1 T(2)d m
