2020高考物理一轮复习限时规范专题练四带电粒子在电磁场中运动的综合性问题含解析

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1、带电粒子在电磁场中运动的综合性问题　　时间：60分钟　满分：100分一、选择题(本题共7小题，每小题9分，共63分。其中1～5为单选，6～7为多选)1．(2017·全国卷Ⅰ)如图，空间某区域存在匀强电场和匀强磁场，电场方向竖直向上(与纸面平行)，磁场方向垂直于纸面向里。三个带正电的微粒a、b、c电荷量相等，质量分别为ma、mb、mc。已知在该区域内，a在纸面内做匀速圆周运动，b在纸面内向右做匀速直线运动，c在纸面内向左做匀速直线运动。下列选项正确的是(　　)A．ma>mb>mcB．mb>ma>mcC．mc>ma>mbD．mc>mb>ma答案　B解析　设三

2、个微粒的电荷量均为q，a在纸面内做匀速圆周运动，说明洛伦兹力提供向心力，重力与电场力平衡，即mag＝qE①b在纸面内向右做匀速直线运动，三力平衡，则mbg＝qE＋qvB②c在纸面内向左做匀速直线运动，三力平衡，则mcg＋qvB＝qE③比较①②③式得：mb>ma>mc，B正确。2．(2018·河北衡水检测)如图所示，一带负电的小球(质量为m)以一定的初速度v0竖直向上抛出，达到的最大高度为h1；若加上垂直纸面向里的匀强磁场，且初速度仍为v0，小球上升的最大高度为h2；若加上水平向右的匀强电场，且初速度仍为v0，小球上升的最大高度为h3；若加上竖直向上的匀强

3、电场，且保持初速度仍为v0，小球上升的最大高度为h4，不计空气阻力，则(　　)A．h1＝h3B．h1h2，h3>h2，C错误；第4个图：因小球带负电，所受电场力的方向向下，则h4一定小于

4、h1，B错误；由于无法确定第4个图过程中电场力做功与第2个图过程中动能Ek的大小关系，故无法确定h2和h4之间的大小关系，D错误。3.有一个电荷量为＋q、重力为G的小球，从两竖直的带电平行板上方h处自由落下，两极板间另有匀强磁场，磁感应强度为B，方向如图所示，则带电小球通过有电场和磁场的空间时，下列说法正确的是(　　)A．一定做曲线运动B．不可能做曲线运动C．有可能做匀加速运动D．有可能做匀速运动答案　A解析　由于小球受重力作用，进入平行板间速度大小一定变化，则洛伦兹力变化，小球所受合力变化，小球不可能做匀速或匀加速运动，而一定做曲线运动，B、C、D错误

5、，A正确。4．如图所示，导电物质为电子的霍尔元件位于两串联线圈之间，线圈中电流为I，线圈间产生匀强磁场，磁感应强度大小B与I成正比，方向垂直于霍尔元件的两侧面，此时通过霍尔元件的电流为IH，与其前后表面相连的电压表测出的霍尔电压UH满足：UH＝k，式中k为霍尔系数，d为霍尔元件两侧面间的距离。电阻R远大于RL，霍尔元件的电阻可以忽略，则(　　)A．霍尔元件前表面的电势低于后表面B．若电源的正负极对调，电压表将反偏C．IH与I成反比D．电压表的示数与RL消耗的电功率成正比答案　D解析　当霍尔元件通有电流IH时，根据左手定则，电子将向霍尔元件的后表面运动，故

6、霍尔元件的前表面电势较高，A错误。若将电源的正负极对调，则磁感应强度B反向，IH反向，根据左手定则，电子仍向霍尔元件的后表面运动，故仍是霍尔元件的前表面电势较高，B错误。因R与RL并联，根据并联分流，得IH＝I，故IH与I成正比，C错误。由于B与I成正比，设B＝aI，则IL＝I，PL＝IRL，故UH＝k＝PL，知UH∝PL，D正确。5．(2019·安徽省示范高中考试)如图所示为一种质谱仪的工作原理示意图，此质谱仪由以下几部分构成：离子源、加速电场、静电分析器、磁分析器、收集器。静电分析器通道中心线MN所在圆的半径为R，通道内有均匀辐射的电场，中心线处的电

7、场强度大小为E；磁分析器中分布着方向垂直于纸面，磁感应强度为B的匀强磁场，磁分析器的左边界与静电分析器的右边界平行。由离子源发出一个质量为m、电荷量为＋q的离子(初速度为零，重力不计)，经加速电场加速后进入静电分析器，沿中心线MN做匀速圆周运动，而后由P点进入磁分析器中，最终经过Q点进入收集器(进入收集器时速度方向与O2P平行)。下列说法正确的是(　　)A．磁分析器中匀强磁场的方向垂直于纸面向内B．加速电场中的加速电压U＝ERC．磁分析器中轨迹圆心O2到Q点的距离d＝D．任何带正电的离子若能到达P点，则一定能进入收集器答案　B解析　该离子在磁分析器中沿顺

8、时针方向转动，所受洛伦兹力指向圆心，根据左手定则可知，磁分析器中匀强磁场的方向垂