2025 選考專題高考 物理 （川陜青寧蒙新晉豫）第一部分核心主干復(fù)習(xí)專題帶電粒子在疊加場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng) 含答案

2025選考專題高考物理（川陜青寧蒙新晉豫）第一部分核心主干復(fù)習(xí)專題1.[2023·新課標(biāo)卷]一電子和一α粒子從鉛盒上的小孔O豎直向上射出后,打到鉛盒上方水平放置的屏幕P上的a和b兩點(diǎn).a點(diǎn)在小孔O的正上方,b點(diǎn)在a點(diǎn)的右側(cè),如圖所示.已知α粒子的速度約為電子速度的110,鉛盒與屏幕之間存在勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng),則電場(chǎng)和磁場(chǎng)方向可能為 (A.電場(chǎng)方向水平向左、磁場(chǎng)方向垂直紙面向里B.電場(chǎng)方向水平向左、磁場(chǎng)方向垂直紙面向外C.電場(chǎng)方向水平向右、磁場(chǎng)方向垂直紙面向里D.電場(chǎng)方向水平向右、磁場(chǎng)方向垂直紙面向外2.(多選)[2022·廣東卷]如圖所示,磁控管內(nèi)局部區(qū)域分布有水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)和垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng).電子從M點(diǎn)由靜止釋放,沿圖中所示軌跡依次經(jīng)過(guò)N、P兩點(diǎn).已知M、P在同一等勢(shì)面上,下列說(shuō)法正確的有 ()A.電子從N到P,電場(chǎng)力做正功B.N點(diǎn)的電勢(shì)高于P點(diǎn)的電勢(shì)C.電子從M到N,洛倫茲力不做功D.電子在M點(diǎn)所受的合力大于在P點(diǎn)所受的合力3.[2024·云南大理模擬]如圖所示,一帶電粒子以速度v0從O點(diǎn)沿兩極板中線OA射入平行板電容器,若電容器極板間只有圖示磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)時(shí),該粒子從上極板右端點(diǎn)N射出,若電容器極板間只有圖示電場(chǎng)強(qiáng)度為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)時(shí),該粒子從下極板右端點(diǎn)Q射出,若電容器極板間同時(shí)有圖示磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)和電場(chǎng)強(qiáng)度為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)時(shí),該粒子將(不計(jì)粒子重力)()A.從A、N間射出B.從A、Q間射出C.從A點(diǎn)射出D.無(wú)法直接射出4.(多選)[2024·福建三明模擬]如圖所示,實(shí)線表示豎直平面內(nèi)的電場(chǎng)線,電場(chǎng)線與水平方向成α角,水平方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)與電場(chǎng)正交,有一帶電液滴沿斜向上的虛線L斜向上做直線運(yùn)動(dòng),L與水平方向成β角,且α>β,則下列說(shuō)法中正確的是 ()A.液滴一定做勻速直線運(yùn)動(dòng)B.液滴一定帶負(fù)電C.電場(chǎng)線方向一定斜向上D.液滴有可能做勻變速直線運(yùn)動(dòng)5.[2024·河南鄭州模擬]如圖,空間存在水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)和垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng),粗糙絕緣的水平面上有一帶正電小球,從P點(diǎn)由靜止釋放后向右運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)過(guò)程中會(huì)經(jīng)過(guò)N點(diǎn).已知小球質(zhì)量m、電荷量q,電場(chǎng)強(qiáng)度大小E,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B,小球與水平面間動(dòng)摩擦因數(shù)μ,重力加速度g,PN=L.則關(guān)于小球的運(yùn)動(dòng),下列說(shuō)法正確的是 ()A.小球先做加速運(yùn)動(dòng),后做減速運(yùn)動(dòng),最后靜止B.小球能夠達(dá)到的最大速度為qEC.小球運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)時(shí)合外力做的功為qEL-μmgLD.若小球帶負(fù)電,向左運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后會(huì)脫離水平面6.如圖所示,虛線右側(cè)有豎直向下的電場(chǎng)強(qiáng)度E=45N/C的勻強(qiáng)電場(chǎng)及垂直于電場(chǎng)方向向外的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.25T的勻強(qiáng)磁場(chǎng).在光滑絕緣的水平面上有兩個(gè)等大的金屬小球A、B,小球A不帶電,其質(zhì)量mA=0.05kg,緊貼虛線靜置的小球B帶的電荷量qB=-4×10-3C,其質(zhì)量mB=0.01kg.小球A以速度v0=20m/s水平向右與小球B發(fā)生正碰,碰后小球B垂直于電、磁場(chǎng)方向直接進(jìn)入正交的電、磁場(chǎng)中.進(jìn)入正交的電、磁場(chǎng)瞬間,小球B豎直方向的加速度恰好為零.設(shè)小球A、B碰撞瞬間電荷量均分,g取10m/s2.下列說(shuō)法正確的是 ()A.碰后瞬間,小球A的速度大小為10m/sB.小球A在剛進(jìn)入正交的電、磁場(chǎng)后的短時(shí)間內(nèi),其電勢(shì)能減少C.碰撞過(guò)程中,小球A對(duì)小球B做的功為2JD.小球A、B之間的碰撞為彈性碰撞7.[2024·湖北黃岡模擬]如圖所示,水平放置的兩塊帶電金屬極板a、b平行正對(duì),極板長(zhǎng)度和極板間距都為L(zhǎng),板間存在方向豎直向下、場(chǎng)強(qiáng)大小為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)和垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng).一質(zhì)量為m、帶電荷量為+q的粒子,以水平速度v0從兩極板的左端正中央射入極板間,恰好做勻速直線運(yùn)動(dòng).不計(jì)粒子的重力及空氣阻力.(1)求勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小;(2)若撤去電場(chǎng),調(diào)整磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小使粒子剛好能從極板a右端射出,求粒子運(yùn)動(dòng)半徑;(3)若撤去磁場(chǎng),粒子能從極板間射出,求粒子穿越電場(chǎng)過(guò)程中的動(dòng)能增加量ΔEk.8.[2024·山東卷]如圖所示,在xOy坐標(biāo)系中,x>0,y>0區(qū)域內(nèi)充滿垂直紙面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng).磁場(chǎng)中放置一長(zhǎng)度為L(zhǎng)的擋板,其兩端分別位于x、y軸上M、N兩點(diǎn),∠OMN=60°,擋板上有一小孔K位于MN中點(diǎn).△OMN之外的第一象限區(qū)域存在恒定勻強(qiáng)電場(chǎng).位于y軸左側(cè)的粒子發(fā)生器在0<y<32L的范圍內(nèi)可以產(chǎn)生質(zhì)量為m、電荷量為+q的無(wú)初速度的粒子.粒子發(fā)生器與y軸之間存在水平向右的勻強(qiáng)加速電場(chǎng),加速電壓大小可調(diào),粒子經(jīng)此電場(chǎng)加速后進(jìn)入磁場(chǎng),擋板厚度不計(jì),粒子可沿任意角度穿過(guò)小孔,碰撞擋板的粒子不予考慮,不計(jì)粒子重力及粒子間相互作用力(1)求使粒子垂直擋板射入小孔K的加速電壓U0;(2)調(diào)整加速電壓,當(dāng)粒子以最小的速度從小孔K射出后恰好做勻速直線運(yùn)動(dòng),求第一象限中電場(chǎng)強(qiáng)度的大小和方向;(3)當(dāng)加速電壓為qB2L224m第8講恒定電流和交變電流時(shí)間|40min微專題5帶電粒子在疊加場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)例1ABD[解析]油滴a做圓周運(yùn)動(dòng),故重力與電場(chǎng)力平衡,可知帶負(fù)電,有mg=Eq,解得q=mgE,故A正確;根據(jù)洛倫茲力提供向心力有Bqv=mv2R,得R=mvBq,解得油滴a做圓周運(yùn)動(dòng)的速度大小為v=gBRE,故B正確;設(shè)小油滴Ⅰ的速度大小為v1,得3R=m2v1Bq2,解得v1=3BqRm=3gBRE,周期為T(mén)=2π·3Rv1=2πEgB,故C錯(cuò)誤;帶電油滴a分離前后動(dòng)量守恒,設(shè)分離后小油滴Ⅱ的速度為v2,取油滴a分離前瞬間的速度方向?yàn)檎较?得mv=m2v1+m例2AC[解析]等離子體進(jìn)入平行板間,由左手定則可知,帶正電的粒子受到洛倫茲力而向上偏轉(zhuǎn),帶負(fù)電的粒子受到洛倫茲力而向下偏轉(zhuǎn),因正、負(fù)粒子聚集而使極板MN帶正電、極板PQ帶負(fù)電,所以極板MN為發(fā)電機(jī)的正極,A正確;帶電粒子受到的洛倫茲力和電場(chǎng)力相互平衡時(shí),兩極板間電壓穩(wěn)定,設(shè)此時(shí)兩極板間的距離為d,粒子速度為v,則有qvB=qUd,解得極板間的電壓U=Bdv,因此增大d時(shí)U變大,增大v時(shí)U變大,U的大小和帶電粒子的數(shù)密度無(wú)關(guān),B、D錯(cuò)誤,C正確例3(1)eEM(2)mE(3)nk[解析](1)氙離子在放電室時(shí)只受電場(chǎng)力作用,由牛頓第二定律有eE=Ma解得a=eE(2)電子處于陽(yáng)極附近,在垂直于軸線的平面繞軸線做半徑為R的勻速圓周運(yùn)動(dòng),沿軸向向右的勻強(qiáng)磁場(chǎng)的洛倫茲力提供向心力,則有B1ev=mv可得v=B軸線方向上所受電場(chǎng)力(水平向左)與徑向磁場(chǎng)的洛倫茲力(水平向右)平衡,即Ee=evB2解得B2=mE(3)單位時(shí)間內(nèi)陰極發(fā)射的電子總數(shù)為n,設(shè)單位時(shí)間內(nèi)被電離的氙原子數(shù)為N,根據(jù)被電離的氙原子數(shù)和進(jìn)入放電室的電子數(shù)之比為常數(shù)k,可知進(jìn)入放電室的電子數(shù)為N又由于這些電離氙原子數(shù)與未進(jìn)入放電室的電子剛好完全中和,說(shuō)明未進(jìn)入放電室的電子數(shù)也為N即有n=N+N則單位時(shí)間內(nèi)被電離的氙離子數(shù)N=nk氙離子經(jīng)電場(chǎng)加速,有eEd=12Mv可得v1=2設(shè)時(shí)間Δt內(nèi)氙離子所受到的作用力為F',由動(dòng)量定理有F'·Δt=N·Δt·Mv1解得F'=nk由牛頓第三定律可知,霍爾推進(jìn)器獲得的推力大小F=F'則F=nk例4CD[解析]粒子在Ⅰ區(qū)域xOz平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng),軌跡如圖甲所示,根據(jù)幾何關(guān)系可知r1=2l,根據(jù)洛倫茲力提供向心力有qv0B=mv02r1,可得Ⅰ區(qū)域磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小B=mv02ql,故A錯(cuò)誤;粒子在Ⅱ區(qū)域yOz平面做類平拋運(yùn)動(dòng),z軸方向有43l=v0t2,y軸方向有l(wèi)2=12at22,加速度為a=qEm,解得Ⅱ區(qū)域電場(chǎng)強(qiáng)度的大小E=9mv0216ql,故B錯(cuò)誤;粒子在M點(diǎn)沿y軸方向的分速度為vy=at2=34v0,粒子進(jìn)入Ⅲ區(qū)域后在平行于xOy平面的平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng),軌跡如圖乙所示,由幾何關(guān)系可知l22+r22=(l-r2)2,解得r2=3【跟蹤訓(xùn)練】1.C[解析]根據(jù)題意,由左手定則可知,河水中的正離子向外面金屬板偏轉(zhuǎn),外金屬板為正極,負(fù)離子向里面金屬板偏轉(zhuǎn),里金屬板為負(fù)極,則電阻上的電流方向從外向里,故A錯(cuò)誤;設(shè)穩(wěn)定時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E,兩板間有一帶電荷量為q的離子勻速運(yùn)動(dòng)受力平衡,根據(jù)平衡條件可得qvB=qEd,解得E=Bdv,故C正確;設(shè)極板間等效電阻為r,由閉合電路歐姆定律可得,兩金屬板間電壓為U=ER+r·R=BdvRR+r,可知河水流速減小,兩金屬板間的電壓減小,故B錯(cuò)誤;根據(jù)題意,由電阻定律可得,極板間等效電阻為r=ρdS,由閉合電路歐姆定律可得,流過(guò)電阻的電流大小為I=2.A[解析]如圖所示,過(guò)S作SP垂線,交y軸于M點(diǎn),即M為軌跡圓的圓心,過(guò)S作接收屏的垂線SN,由SN=l2,SP=l,得∠SPN=30°,由幾何關(guān)系得圓心角∠OMS=60°,故△OMS為等邊三角形,軌跡圓半徑R=2a,根據(jù)牛頓第二定律有R=mvqB,如果保持所有條件不變,在磁場(chǎng)區(qū)域再加上電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E的勻強(qiáng)電場(chǎng),該粒子入射后則會(huì)沿x軸到達(dá)接收屏,可得qE=qvB,聯(lián)立得qm=E23.BCD[解析]由于電場(chǎng)力做功,故小球的機(jī)械能不守恒,故A錯(cuò)誤;重力和電場(chǎng)力的合力大小為2N,方向與豎直方向的夾角為45°斜向左下方,小球由O點(diǎn)到A點(diǎn),重力和電場(chǎng)力的合力做的功最多,在A點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能最大,速度最大,故B正確;小球做周期性運(yùn)動(dòng),在B點(diǎn)時(shí)的速度為0,故C正確;對(duì)小球由O點(diǎn)到A點(diǎn)的過(guò)程,由動(dòng)能定理得2mgl=12mv2,沿OB方向建立x軸,垂直O(jiān)B方向建立y軸,在x軸方向上由動(dòng)量定理得qvyB1Δt=mΔv,累計(jì)求和,則有qB1l=mv,解得l=25m,故D微專題5帶電粒子在疊加場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)1.三種場(chǎng)力對(duì)帶電粒子的作用特點(diǎn)(1)重力和電場(chǎng)力可以(不是一定)對(duì)帶電粒子做功,而洛倫茲力永不做功.(2)在重力、電場(chǎng)力和洛倫茲力中的兩者或三者共同作用下,帶電粒子可能靜止,可能做勻速(勻變速)直線運(yùn)動(dòng)或類平拋運(yùn)動(dòng),還可能做勻速圓周運(yùn)動(dòng).①若只有兩個(gè)場(chǎng),合力為零,則表現(xiàn)為勻速直線運(yùn)動(dòng)或靜止?fàn)顟B(tài).例如電場(chǎng)與磁場(chǎng)疊加滿足qE=qvB時(shí)、重力場(chǎng)與磁場(chǎng)疊加滿足mg=qvB時(shí)、重力場(chǎng)與電場(chǎng)疊加滿足mg=qE時(shí).②若三場(chǎng)共存,合力為零時(shí),粒子做勻速直線運(yùn)動(dòng),其中洛倫茲力F=qvB的方向與速度v垂直.③若三場(chǎng)共存,粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí),則有mg=qE,粒子在洛倫茲力作用下做勻速圓周運(yùn)動(dòng),有qvB=mv22.當(dāng)帶電粒子做復(fù)雜的曲線運(yùn)動(dòng)或有約束的變速直線運(yùn)動(dòng)時(shí),一般用動(dòng)能定理或能量守恒定律求解.帶電粒子在疊加場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)例1(多選)[2024·安徽卷]空間中存在豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)和垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B.一質(zhì)量為m的帶電油滴a,在紙面內(nèi)做半徑為R的圓周運(yùn)動(dòng),軌跡如圖所示.當(dāng)a運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)P時(shí),瞬間分成兩個(gè)小油滴Ⅰ、Ⅱ,二者帶電荷量、質(zhì)量均相同.Ⅰ在P點(diǎn)時(shí)與a的速度方向相同,并做半徑為3R的圓周運(yùn)動(dòng),軌跡如圖所示.Ⅱ的軌跡未畫(huà)出.已知重力加速度大小為g,不計(jì)空氣浮力與阻力以及Ⅰ、Ⅱ分開(kāi)后的相互作用,則 ()A.油滴a帶負(fù)電,所帶電荷量的大小為mgB.油滴a做圓周運(yùn)動(dòng)的速度大小為gBRC.小油滴Ⅰ做圓周運(yùn)動(dòng)的速度大小為3gBRED.小油滴Ⅱ沿順時(shí)針?lè)较蜃鰣A周運(yùn)動(dòng)帶電粒子在疊加場(chǎng)中的科技應(yīng)用例2(多選)[2024·湖北卷]磁流體發(fā)電機(jī)的原理如圖所示,MN和PQ是兩平行金屬極板,勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于紙面向里.等離子體(即高溫下電離的氣體,含有大量正、負(fù)帶電粒子)從左側(cè)以某一速度平行于極板噴入磁場(chǎng),極板間便產(chǎn)生電壓.不計(jì)重力及粒子間的相互作用,下列說(shuō)法正確的是 ()A.極板MN是發(fā)電機(jī)的正極B.僅增大兩極板間的距離,極板間的電壓減小C.僅增大等離子體的噴入速率,極板間的電壓增大D.僅增大噴入等離子體的正、負(fù)帶電粒子數(shù)密度,極板間的電壓增大例3[2024·北京卷]我國(guó)“天宮”空間站采用霍爾推進(jìn)器控制姿態(tài)和修正軌道.圖為某種霍爾推進(jìn)器的放電室(兩個(gè)半徑接近的同軸圓筒間的區(qū)域)的示意圖.放電室的左、右兩端分別為陽(yáng)極和陰極,間距為d.陰極發(fā)射電子,一部分電子進(jìn)入放電室,另一部分未進(jìn)入.穩(wěn)定運(yùn)行時(shí),可視為放電室內(nèi)有方向沿軸向向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng),電場(chǎng)強(qiáng)度和磁感應(yīng)強(qiáng)度大小分別為E和B1;還有方向沿半徑向外的徑向磁場(chǎng),大小處處相等.放電室內(nèi)的大量電子可視為處于陽(yáng)極附近,在垂直于軸線的平面繞軸線做半徑為R的勻速圓周運(yùn)動(dòng)(如截面圖所示),可與左端注入的氙原子碰撞并使其電離.每個(gè)氙離子的質(zhì)量為M、電荷量為+e,初速度近似為零.氙離子經(jīng)過(guò)電場(chǎng)加速,最終從放電室右端噴出,與陰極發(fā)射的未進(jìn)入放電室的電子剛好完全中和.已知電子的質(zhì)量為m、電荷量為-e;對(duì)于氙離子,僅考慮電場(chǎng)的作用.(1)求氙離子在放電室內(nèi)運(yùn)動(dòng)的加速度大小a;(2)求徑向磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B2;(3)設(shè)被電離的氙原子數(shù)和進(jìn)入放電室的電子數(shù)之比為常數(shù)k,單位時(shí)間內(nèi)陰極發(fā)射的電子總數(shù)為n,求此霍爾推進(jìn)器獲得的推力大小F.疊加場(chǎng)中的空間立體問(wèn)題例4(多選)[2024·四川南充模擬]如圖所示,截面半徑為l的圓柱形空腔位于三維坐標(biāo)系O-xyz中,分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三個(gè)區(qū)域.0≤z≤3l的Ⅰ區(qū)域內(nèi)有沿y軸正方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng);3l≤z≤4l3+3l的Ⅱ區(qū)域內(nèi)有沿y軸正方向的勻強(qiáng)電場(chǎng);Ⅲ區(qū)域內(nèi)同時(shí)存在沿z軸正方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng),電場(chǎng)強(qiáng)度與Ⅱ區(qū)域相等.現(xiàn)有一帶電粒子從點(diǎn)P(l,0,0)以大小為v0的速度垂直磁場(chǎng)進(jìn)入Ⅰ區(qū)域,經(jīng)點(diǎn)Q(0,0,3l)沿著z軸進(jìn)入Ⅱ區(qū)域,然后經(jīng)過(guò)點(diǎn)M0,l2,43l+3l進(jìn)入Ⅲ區(qū)域,粒子恰好未從圓柱腔的側(cè)面射出,最終從右邊界上點(diǎn)NA.Ⅰ區(qū)域磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小B=mB.Ⅱ區(qū)域電場(chǎng)強(qiáng)度的大小E=16C.進(jìn)入Ⅲ區(qū)域后粒子在平行于xOy平面的平面內(nèi)分運(yùn)動(dòng)是圓周運(yùn)動(dòng),其周期T=πD.進(jìn)入Ⅲ區(qū)域后做螺旋線運(yùn)動(dòng),螺距(相鄰兩螺旋線上對(duì)應(yīng)點(diǎn)的距離)不相等【跟蹤訓(xùn)練】1.[2024·山東濟(jì)寧模擬]法拉第曾提出一種利用河流發(fā)電的設(shè)想,并進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究.實(shí)驗(yàn)裝置示意圖如圖所示,兩塊面積均為S的矩形平行金屬板正對(duì)地浸在河水中,金屬板間距為d.水流速度處處相同,大小為v,方向水平向左,金屬板面與水流方向平行.地磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度豎直向下的分量為B,河水的電阻率為ρ,水面上方有一阻值為R的電阻通過(guò)絕緣導(dǎo)線和開(kāi)關(guān)S連接到兩金屬板上.忽略邊緣效應(yīng),閉合開(kāi)關(guān)S,則下列說(shuō)法正確的是()A.電阻上的電流方向從里向外B.河水流速減小,兩金屬板間的電壓增大C.該發(fā)電裝置的電動(dòng)勢(shì)大小為BdvD.流過(guò)電阻R的電流大小為BvS2.[2023·全國(guó)乙卷]如圖,一磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng),方向垂直于紙面(xOy平面)向里.磁場(chǎng)右邊界與x軸垂直,一帶電粒子由O點(diǎn)沿x正向入射到磁場(chǎng)中,在磁場(chǎng)另一側(cè)的S點(diǎn)射出,粒子離開(kāi)磁場(chǎng)后,沿直線運(yùn)動(dòng)打在垂直于x軸的接收屏上的P點(diǎn);SP=l,S與屏的距離為l2,與x軸的距離為a,如果保持所有條件不變,在磁場(chǎng)區(qū)域再加上電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E的勻強(qiáng)電場(chǎng).該粒子入射后則會(huì)沿x軸到達(dá)接收屏.該粒子的比荷為(A.E2B.EC.B2D.B3.(多選)[2024·河北邯鄲模擬]空間內(nèi)存在電場(chǎng)強(qiáng)度大小E=100V/m、方向水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng)和磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B1=100T、方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)(圖中均未畫(huà)出).一質(zhì)量m=0.1kg、帶電荷量q=+0.01C的小球從O點(diǎn)由靜止釋放,小球在豎直面內(nèi)的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖中實(shí)線所示,軌跡上的A點(diǎn)離OB最遠(yuǎn)且與OB的距離為l,重力加速度g取10m/s2.下列說(shuō)法正確的是 ()A.在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,小球的機(jī)械能守恒B.小球經(jīng)過(guò)A點(diǎn)時(shí)的速度最大C.小球經(jīng)過(guò)B點(diǎn)時(shí)的速度為0D.l=25微專題5帶電粒子在疊加場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)1.C[解析]從題意可判斷,一個(gè)粒子做直線運(yùn)動(dòng),必有Eq=qvB,電場(chǎng)力和洛倫茲力方向相反,另一個(gè)粒子合力向右,A和D選項(xiàng)電子和α粒子所受電場(chǎng)力和洛倫茲力都同向,不符合題意;B選項(xiàng)中,電子所受洛倫茲力向左,電場(chǎng)力向右,α粒子所受洛倫茲力向右,電場(chǎng)力向左,已知電子速度大于α粒子,可分析無(wú)論電子做直線運(yùn)動(dòng),還是α粒子做直線運(yùn)動(dòng),另一個(gè)粒子運(yùn)動(dòng)都偏左,和題意不符,同理分析C選項(xiàng)符合題意.2.BC[解析]電子從N到P電場(chǎng)力先做負(fù)功再做正功,之后做負(fù)功,全過(guò)程做負(fù)功,故A錯(cuò)誤;根據(jù)電場(chǎng)線分布可得φN>φP,故B正確;洛倫茲力永遠(yuǎn)不做功,故C正確;電子在M點(diǎn)與P點(diǎn)速度都為零,故只受電場(chǎng)力,所受合力相等,故D錯(cuò)誤.3.B[解析]只有磁場(chǎng)時(shí),粒子從N點(diǎn)射出,粒子圓周運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示,設(shè)電容器極板長(zhǎng)為L(zhǎng),間距為2d,由幾何關(guān)系有L2+r-d2=r2,則半徑r=L2+d22d,由洛倫茲力提供向心力,得qv0B=mv02r=2dmv02L2+d2,只有電場(chǎng)時(shí),粒子從Q點(diǎn)射出,粒子做類平拋運(yùn)動(dòng),有L=v0t,d=12at4.AC[解析]帶電液滴受豎直向下的重力G、沿電場(chǎng)線方向的電場(chǎng)力F、垂直于速度方向的洛倫茲力F,若合力不為零,則洛倫茲力變化,不能沿直線運(yùn)動(dòng),因此這三個(gè)力的合力一定為零,帶電液滴做勻速直線運(yùn)動(dòng),不可能做勻變速直線運(yùn)動(dòng),故A正確,D錯(cuò)誤;當(dāng)帶電液滴帶正電,且電場(chǎng)線方向斜向上時(shí),帶電液滴受豎直向下的重力G、沿電場(chǎng)線向上的電場(chǎng)力F、垂直于速度方向斜向左上方的洛倫茲力F作用,這三個(gè)力的合力可能為零,帶電液滴沿虛線L做勻速直線運(yùn)動(dòng),如果帶電液滴帶負(fù)電、電場(chǎng)線方向斜向上或斜向下時(shí),帶電液滴所受合力不為零,不可能沿直線運(yùn)動(dòng),故B錯(cuò)誤,C正確.5.B[解析]由左手定則可知,小球受到的洛倫茲力豎直向下,大小為F=qvB,小球所受摩擦力為Ff=μ(F+mg),根據(jù)牛頓第二定律可得qE-Ff=ma,解得qE-μ(qvB+mg)=ma,由題意可知小球先做加速運(yùn)動(dòng),隨著速度增大,洛倫茲力增大,加速度減小,當(dāng)加速度為0時(shí),速度達(dá)到最大,此時(shí)有qE=μ(qvB+mg),解得v=qE-μmgμqB,此后小球做勻速直線運(yùn)動(dòng),故A錯(cuò)誤,B正確;小球運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)時(shí)合外力做的功為W=qEL-μ(qvB+mg)6.C[解析]小球A、B碰撞瞬間電荷量均分,則兩小球電荷量的絕對(duì)值均為q=qB2=2×10-3C,由于小球B進(jìn)入正交的電、磁場(chǎng)瞬間,豎直方向的加速度恰好為零,則有mBg=qvBB+qE,解得碰后小球B的速度為vB=20m/s,小球A、B碰撞過(guò)程中,由動(dòng)量守恒定律可得mAv0=mAvA+mBvB,解得碰后瞬間小球A的速度為vA=16m/s,故A錯(cuò)誤;小球A剛進(jìn)入正交的電、磁場(chǎng)后,由于mAg=0.5N>qE+qvAB=0.098N,所以小球A向下偏,則靜電力做負(fù)功,故其電勢(shì)能增加,故B錯(cuò)誤;根據(jù)動(dòng)能定理可知,碰撞過(guò)程中,小球A對(duì)小球B做的功為W=12mBvB2=2J,故C正確;碰撞前A、B組成的系統(tǒng)機(jī)械能為Ek1=12mAv02=10J,碰后系統(tǒng)機(jī)械能為Ek2=12mAvA2+12mBvB27.(1)Ev0(2)54[解析](1)由粒子受力平衡可知qv0B=qE解得B=E因此,勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小為E(2)撤去電場(chǎng),粒子剛好從極板a右端間射出,如圖所示由幾何關(guān)系得r2=L2+r-解得r=54因此,粒子運(yùn)動(dòng)半徑為54(3)撤去磁場(chǎng),粒子做類平拋運(yùn)動(dòng),則有L=v0t,y=12a