微专题2 带电粒子在复合场中的运动（课时作业）-【优化探究】2021-2022学年新教材高中物理选择性必修第二册同步导学案（教科版）

授课提示：对应学生用书第95页 [基础达标练] 1．关于安培力和洛伦兹力的说法正确的是(　　) A．安培力不做功 B．洛伦兹力可以做正功也可以做负功 C．安培力一定垂直于磁场，洛伦兹力不一定垂直于磁场 D．洛伦兹力不改变物体的动能，但可以改变物体的动量 解析：安培力可以做正功，也可以做负功，故A错误；洛伦兹力永远不做功，故B错误；安培力一定垂直于磁场，洛伦兹力也一定垂直于磁场，故C错误；洛伦兹力不做功，不改变速度的大小，但改变速度的方向，所以不改变物体的动能，但可以改变物体的动量，故D正确。 答案：D 2.(多选)带电油滴以水平速度v0垂直进入磁场，恰做匀速直线运动，如图所示。若油滴质量为m，带电荷量为q，磁场的磁感应强度为B，重力加速度为g，则下述说法正确的是(　　) A．油滴必带负电荷，电荷量为 B．油滴必带正电荷，比荷＝ C．油滴必带正电荷，电荷量为 D．油滴带什么电荷都可以，只要满足q＝ 解析：根据平衡条件知油滴受向上的洛伦兹力，根据左手定则判断油滴必带正电荷，由受力平衡有qv0B＝mg，得q＝，油滴的比荷为＝，故选B、C。 答案：BC 3.(多选)如图所示，平行金属板a、b之间的距离为d，a板带正电荷，b板带负电荷，a、b之间还有一垂直于纸面的匀强磁场(图中未画出)，磁感应强度为B1。一不计重力的带电粒子以速度v0射入a、b之间，恰能在两金属板之间匀速向下运动，并进入PQ下方的匀强磁场中，PQ下方的匀强磁场的磁感应强度为B2，方向如图所示。已知带电粒子的比荷为c，则(　　) A．带电粒子在a、b之间运动时，受到的电场力水平向右 B．平行金属板a、b之间的电压为U＝dv0B1 C．带电粒子进入PQ下方的磁场之后，向左偏转 D．带电粒子在PQ下方磁场中做圆周运动的半径为 解析：由于不知道带电粒子的电性，故无法确定带电粒子在a、b间运动时受到的电场力的方向，也无法确定带电粒子进入PQ下方的磁场后向哪偏转，选项A、C错误；粒子在a、b之间做匀速直线运动，有q＝qv0B1，解得平行金属板a、b之间的电压为U＝dv0B1，选项B正确；带电粒子在PQ下方的匀强磁场中做圆周运动，轨道半径为r＝＝，选项D正确。 答案：BD 4．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>mc　　　　　 B．mb>ma>mc C．mc>ma>mb D．mc>mb>ma 解析：由题意知mag＝qE mbg＝qE＋Bqvb mcg＋Bqvc＝qE 所以mb>ma>mc，故选B。 答案：B 5.如图，足够长的绝缘竖直杆处于正交的匀强电磁场中，电场方向水平向左、场强大小为E，磁场方向水平向里、磁感应强度大小为B。一质量为m、电荷量为－q(q>0)的小圆环套在杆上(环内径略大于杆的直径)无初速度下滑。若重力加速度大小为g，圆环与杆之间的动摩擦因数为μ(μqE<mg)，圆环电荷量不变，则能反映圆环下滑过程中速度v随时间t变化关系的图像是(　　) 解析：速度较小时，对圆环受力分析有 mg－μ(Eq－qvB)＝ma 随着速度增大，加速度逐渐增大，当Eq＝qvB时，加速度为重力加速度，之后，洛伦兹力大于电场力，有 mg－μ(qvB－Eq)＝ma 随着速度增大，加速度逐渐减小，速度增大，直到加速度为零时，速度最大，最终做匀速运动，故选D。 答案：D 6．(多选)带电荷量为q的电荷，从静止开始经过电压为U的电场加速后，垂直射入磁感应强度为B的匀强磁场中，其运动轨道半径为r，则电荷的(　　) A．动能为qU B．动能为qBr C．运动速率为 D．质量为 解析：由动能定理得qU＝mv2－0，可得动能为Ek＝qU，由洛伦兹力提供向心力可得qvB＝m，因此可解得Ek＝，v＝，m＝，故选A、C。 答案：AC 7.在如图所示的坐标系中，第一象限存在与y轴平行的匀强电场，场强方向沿y轴负方向，第二象限存在垂直纸面向里的匀强磁场。P、Q两点在x轴上，Q点横坐标值是C点纵坐标值的2倍。一带电粒子(不计重力)从C点以垂直于y轴的速度v0向右射入第一象限，恰好经过Q点。若该粒子从C点以垂直于y轴的速度v0向左射入第二象限，恰好经过P点，经过P点时，速度方向与x轴正方向成90°角，则电场强度E与磁感应强度B的比值为(　　) A．v0 B.v0 C.v0 D.v0 解析：画出粒子运动轨迹，如图所示， O点为粒子在磁场中运动轨迹的圆心，粒子在磁场中做圆周运动的半径为r＝，OC＝r，粒子在电场中做类平抛运动，有OQ＝2OC