2020高考物理二轮复习600分冲刺专题三电场和磁场第10讲带电粒子在复合场中的运动优练.docx

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1、带电粒子在复合场中的运动一、选择题(本题共5小题，其中1～3题为单选，4～5题为多选)1．(2019·湖南省模拟)如图所示，在水平连线MN和PQ间有竖直向上的匀强电场，在MN上方有水平向里的匀强磁场。两个质量和带电量均相等的带正电的粒子A、B，分别以水平初速度v0、2v0从PQ连线上O点先后进入电场，带电粒子A、B第一次在磁场中的运动时间分别为tA和tB，前两次穿越连线MN时两点间的距离分别为dA和dB，粒子重力不计，则(　A　)A．tA一定小于tB，dA一定等于dBB．tA一定小于tB，dA可能小于dBC．tA可能等于tB，dA一定等于dBD．tA可能等于t

2、B，dA可能小于dB[解析]　粒子在电场中运动只受电场力作用，故加速度相等，那么，粒子第一次穿过MN时的竖直分速度vy相同，水平速度不变，分别为v0和2v0；粒子在磁场中运动只受洛伦兹力作用，故粒子做匀速圆周运动，洛伦兹力为向心力，故有：Bqv＝m，所以，轨道半径R＝，运动周期T＝＝，那么，根据圆周运动规律可得：粒子转过的圆心角为360°－2arctan，故粒子A转过的圆心角比粒子B小，又有周期相等，故tA＜tB；前两次穿越连线MN时两点间的距离为2Rsin(arctan)＝2R＝，故dA＝dB，A正确，B、C、D错误。2．(2019·江苏省南京市模拟)磁流体

3、发电机的原理如图所示。将一束等离子体连续以速度v垂直于磁场方向喷入磁感应强度为B的匀强磁场中，可在相距为d，面积为S的两平行金属板间产生电压。现把上、下板和电阻R连接，上、下板等效为直流电源的两极。等离子体稳定时在两板间均匀分布，电阻率为ρ。忽略边缘效应，下列判断正确的是(　C　)A．上板为正极，a、b两端电压U＝BdvB．上板为负极，a、b两端电压U＝C．上板为正极，a、b两端电压U＝D．上板为负极，a、b两端电压U＝[解析]　稳定时电源的电动势为：E＝Bdv，则流过R的电流为：I＝而r＝ρ，解得a、b两端电压U＝；根据左手定则，正电荷受到的洛伦兹力方向向上

4、，负电荷受到的洛伦兹力向下，因此上极板为电源的正极，即a板为电源的正极，故C正确。3.(2019·丰台区一模)如图所示，地面附近某真空环境中存在着水平方向的匀强电场和匀强磁场，已知磁场方向垂直纸面向里，一个带正电的油滴，沿着一条与竖直方向成α角的直线MN运动，由此可以判断(　A　)A．匀强电场方向一定是水平向左B．油滴沿直线一定做匀加速运动C．油滴可能是从N点运动到M点D．油滴一定是从N点运动到M点[解析]　粒子的受力如图所示的情况，即电场力只能水平向左，粒子才能沿直线运动，故A正确；油滴做直线运动，受重力、电场力和洛伦兹力作用，因为重力和电场力均为恒力，根据

5、物体做直线运动条件可知，粒子所受洛伦兹力亦为恒力据F＝qvB可知，粒子必定做匀速直运动，故B错误；粒子受到的洛仑磁力的方向为垂直MN向上，又因为粒子带正电，再结合左手定则，可知油滴一定是从M点运动到N点，故C、D错误。4．(2019·湖南模拟)如图所示，绝缘中空轨道竖直固定，圆弧段COD光滑，对应圆心角为120°，C、D两端等高，O为最低点，圆弧圆心为O′，半径为R；直线段AC，HD粗糙，与圆弧段分别在C、D端相切；整个装置处于方向垂直于轨道所在平面向里、磁感应强度为B的匀强磁场中，在竖直虚线MC左侧和ND右侧还分别存在着场强大小相等、方向水平向右和向左的匀强

6、电场。现有一质量为m、电荷量恒为q、直径略小于轨道内径、可视为质点的带正电小球，从轨道内距C点足够远的P点由静止释放。若PC＝L，小球所受电场力等于其重力的倍，重力加速度为g。则(　AD　)A．小球第一次沿轨道AC下滑的过程中，先做加速度减小的加速运动，后做匀速运动B．小球在轨道内受到的摩擦力可能大于mgC．经足够长时间，小球克服摩擦力做的总功是mglD．小球经过O点时，对轨道的弹力可能为2mg－qB[解析]　小球第一次沿轨道AC下滑的过程中，由题意可知，电场力与重力的合力方向恰好沿着斜面AC，则刚开始小球与管壁无作用力，当从静止运动后，由左手定则可知，洛伦兹

7、力导致球对管壁有作用力，从而导致滑动摩擦力增大，而重力与电场力的合力大小为F＝＝mg不变，故根据牛顿第二定律可知，做加速度减小的加速运动，当摩擦力等于两个力的合力时，做匀速运动，故A正确；当小球的摩擦力与重力及电场力的合力相等时，小球做匀速直线运动，小球在轨道内受到的摩擦力最大，则为mg，不可能大于mg，故B错误；根据动能定理，可知，取从静止开始到最终速度为零，则摩擦力做功与重力及电场力做功之和为零，则摩擦力总功为mgL，故C错误；对小球在O点受力分析，且由C向D运动，由牛顿第二定律，则有：N－mg＋Bqv＝m；由C到O点，机械能守恒定律，则有：mgRsin3

8、0°＝mv2；解得N＝2mg－qB，即