2025年物理新高考備考2025年（版）物理《三維設(shè)計》一輪總復(fù)習(xí)（提升版）素養(yǎng)提升19　帶電粒子在疊加場、交變場中的運動

素養(yǎng)提升19帶電粒子在疊加場、交變場中的運動1.（2023·新課標(biāo)卷18題）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，a點在小孔O的正上方，b點在a點的右側(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電場和勻強磁場，則電場和磁場方向可能為（A.電場方向水平向左、磁場方向垂直紙面向里 B.電場方向水平向左、磁場方向垂直紙面向外C.電場方向水平向右、磁場方向垂直紙面向里 D.電場方向水平向右、磁場方向垂直紙面向外2.（多選）如圖所示，帶等量異種電荷的平行金屬板之間存在著垂直紙面向里的勻強磁場，一帶電粒子在電場力和洛倫茲力的作用下，從靜止開始自A點沿曲線ACB運動，到達B點時速度為零，C點為曲線最低點，不計重力，下列說法正確的是（）A.該粒子帶正電荷 B.A點和B點必定位于同一水平面上C.在C點洛倫茲力大于電場力 D.粒子到達B點后將沿曲線返回A點3.如圖所示，質(zhì)量為m、電荷量為＋q的圓環(huán)可在水平放置的足夠長的粗糙細桿上滑動，細桿處于磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中，不計空氣阻力，現(xiàn)給圓環(huán)向右的初速度v0，在以后的運動過程中，圓環(huán)運動的速度—時間圖像不可能是下列選項中的（）4.（2023·全國乙卷18題）如圖，一磁感應(yīng)強度大小為B的勻強磁場，方向垂直于紙面（xOy平面）向里，磁場右邊界與x軸垂直。一帶電粒子由O點沿x正向入射到磁場中，在磁場另一側(cè)的S點射出，粒子離開磁場后，沿直線運動打在垂直于x軸的接收屏上的P點；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，在磁場區(qū)域再加上電場強度大小為E的勻強電場，該粒子入射后則會沿x軸到達接收屏。該粒子的比荷為（A.E2aB2C.B2aE25.建立如圖所示的坐標(biāo)系xOy，x軸緊挨著光滑絕緣的水平地面。在x≥0且0≤y≤a區(qū)域內(nèi)存在著彼此垂直的勻強電場與勻強磁場，勻強電場平行y軸向上，勻強磁場垂直紙面向里。質(zhì)量為m且?guī)щ姾闪繛閝的小球（視為點電荷）從坐標(biāo)原點以速度v0沿x軸射入該區(qū)域，小球在復(fù)合場中做勻速圓周運動，并恰好從坐標(biāo)為（0，a）的點飛離復(fù)合場。忽略空氣阻力，小球在運動過程中電荷量保持不變，重力加速度為g，試求：（1）勻強電場E及勻強磁場B的大??；（2）小球落地時的坐標(biāo)；（3）若小球從坐標(biāo)原點以速度2v0沿x軸射入該區(qū)域，此后經(jīng)多長時間第5次進入復(fù)合場，并確定進入點的坐標(biāo)。6.在如圖甲所示的正方形平面Oabc內(nèi)存在著垂直于該平面的勻強磁場，磁感應(yīng)強度的變化規(guī)律如圖乙所示。一個質(zhì)量為m、帶電荷量為＋q的粒子（不計重力）在t＝0時刻平行于Oc邊從O點射入磁場中。已知正方形邊長為L，磁感應(yīng)強度的大小為B0，規(guī)定垂直于紙面向外為磁場的正方向。（1）求帶電粒子在磁場中做圓周運動的周期T0；（2）若帶電粒子不能從Oa邊界射出磁場，求磁感應(yīng)強度的變化周期T的最大值；（3）要使帶電粒子從b點沿著ab方向射出磁場，求滿足這一條件的磁感應(yīng)強度變化的周期T及粒子射入磁場時的速度大小。7.（2024·云南曲靖統(tǒng)考）現(xiàn)代科技可以利用電場、磁場對帶電粒子的作用來控制其運動軌跡，讓其到達所需的位置，在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)、生產(chǎn)生活、儀器電器等方面有廣泛的應(yīng)用。如圖所示是此種儀器中電磁場的簡化示意圖。以豎直向上為y軸正方向建立直角坐標(biāo)系，該真空中存在方向沿x軸正方向、電場強度大小E＝53N/C的勻強電場和方向垂直xOy平面向外、磁感應(yīng)強度大小B＝0.5T的勻強磁場。原點O處的粒子源連續(xù)不斷地發(fā)射速度大小和方向一定、質(zhì)量m＝1×10－6kg、電荷量q＝2×10－6C的帶正電的粒子束，粒子恰能在xOy平面內(nèi)做直線運動，重力加速度為g＝10m/s2，不計粒子間的相互作用。（1）求粒子發(fā)射的速度大小和方向；（2）若保持粒子束的初速度不變，在粒子從O點射出時立即撤去磁場，求粒子從O點射出后經(jīng)過y軸時的坐標(biāo)（不考慮磁場變化產(chǎn)生的影響）；（3）若