课后提升练(七) 带电粒子在复合场中的运动（Word练习）-【优化指导】2022-2023学年新教材高中物理选择性必修第二册（人教版2019）

课后提升练(七)　带电粒子在复合场中的运动 [对应学生用书P115] 1．(多选)(2022·北京师大附中高二期末)如图所示，两平行金属板中有相互垂直的匀强电场和匀强磁场，一带正电的粒子从两板正中央垂直电场、磁场入射，它在金属板间的运动轨迹如图中曲线所示，则在粒子穿过金属板间区域的过程中(　　) A．受到的静电力方向始终与电场强度方向相同 B．受到的磁场力方向始终与电场强度方向相反 C．静电力对带电粒子做正功 D．磁场力对带电粒子做负功 AC　解析：粒子带正电，受到的静电力方向与电场强度方向相同，A正确；洛伦兹力的方向始终与速度方向垂直，因此磁场力方向与电场强度方向的夹角在一直变化，B错误；静电力方向与速度方向的夹角为锐角，因此静电力对粒子做正功，C正确；洛伦兹力永远不做功，D错误。 2．(多选)(2022·贵州贵阳高二期末)如图所示是磁流体发电机的示意图，平行金属板A、B之间有强磁场，将一束等离子体(含有大量正、负带电粒子)喷入磁场，A、B两板之间便产生电压。如果把A、B与外电路断开，要增加A、B两板间的电压，下列措施可行的是(　　) A．增加喷入磁场的等离子体的数量 B．增大喷入磁场的等离子体的速度 C．增大金属板A、B间的磁场 D．减小金属板A、B间的距离 BC　解析：把A、B与外电路断开，稳定时射入两板间的粒子满足q＝qvB，则U＝Bvd，因此要增加A、B两板间的电压，可以增大喷入磁场的等离子体的速度v，或者增大金属板A、B间的磁场B，或者增大金属板A、B间的距离d，B、C正确。 3．(2022·湖北安陆一中高二期中)在如图所示的平行板器件中，电场强度E和磁感应强度B相互垂直。当带电粒子从左侧小孔进入时，具有不同水平速度的带电粒子射入后发生偏转的情况不同。这种装置能把具有某一特定速度的粒子选择出来，所以叫作速度选择器，关于速度选择器，以下说法正确的是(不计粒子的重力)(　　) A．只能将带正电的粒子选择出来 B．只要速度v＝，正、负粒子都能通过速度选择器 C．带电粒子的速度v＝时，粒子将向上偏转 D．若粒子改为从右侧小孔进入，只要速度v＝，粒子也能通过速度选择器 B　解析：带正电的粒子进入复合场后，受向下的静电力和向上的洛伦兹力，如果沿虚线路径通过，则合力为零，否则做曲线运动，根据qvB＝qE，解得v＝，如果是负电荷，洛伦兹力与静电力同时反向，同样可得v＝，B正确，A、C错误；若粒子改为从右侧小孔进入，无论粒子带正电还是带负电，洛伦兹的方向都和静电力的方向相同，所以粒子一定会做曲线运动，D错误。 4．(2022·陕西富县高级中学高二期末)如图所示，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在纸面内向右做匀速直线运动，b在纸面内向左做匀速直线运动，c在纸面内做匀速圆周运动，则下列选项正确的是(　　) A．ma>mc>mb B．mb>ma>mc C．mc>ma>mb D．mc>mb>ma A　解析：带正电的微粒a向右做匀速直线运动，静电力竖直向上，由左手定则判断洛伦兹力竖直向上，重力竖直向下，平衡条件得qE＋qvB＝mag，得mag>qE；带正电的微粒b向左做匀速直线运动，静电力竖直向上，由左手定则判断洛伦兹力竖直向下，重力竖直向下，由平衡条件得qE＝mbg＋qvB，得mbg<qE；带正电的微粒c在纸面内做匀速圆周运动，必有qE＝mcg，因此ma>mc>mb，A正确。 5．(多选)(2022·江西宜春高三期末)如图所示，在x轴的上方有方向竖直向下的匀强电场，在x轴的下方有方向垂直于纸面向里的匀强磁场，一带正电的粒子(不计重力)在电场中的P点以初速度v0平行于x轴向正方向射出，一段时间后进入磁场，然后又从磁场中射出。若粒子第一次进入磁场的位置到第一次离开磁场的位置的距离为d，在磁场中运动的时间为t。则以下判定正确的是(　　) A．v0越大，粒子在磁场中运动的时间t越短 B．v0越大，粒子在磁场中运动的时间t越长 C．v0越大，距离d越长 D．距离d与v0的大小无关 AD　解析：带电粒子在匀强磁场中的运动轨迹如图所示，由运动学公式可知，带电粒子进入磁场时在竖直方向上的速度固定不变，因为粒子与磁场边界的夹角θ满足tan θ＝，因此粒子的初速度v0越大，θ越小，粒子在磁场中转过的圆心角越小，即粒子在磁场中运动的时间越短，A正确，B错误；粒子在磁场中运动的半径R＝，距离d＝2R sin θ＝＝，为定值，C错误，D正确。 6．(2022·天津静海一中高二期末)如图所示，将某正粒子放射源置于原点O，其向各方向射出的粒子速度大小均为v0、质量均为m、电荷量均为q。在0≤y≤d的一、二象限范