专题 带电粒子在复合场中的运动（分层作业）-【上好课】高二物理同步高效课堂（人教版2019选择性必修第二册）

专题一 带电粒子在复合场中的运动 1、 带电粒子在组合场中的运动 1．[多选]在半导体离子注入工艺中，初速度可忽略的磷离子P＋和P3＋，经电压为U的电场加速后，垂直进入磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里、有一定宽度的匀强磁场区域，如图所示。已知离子P＋在磁场中转过θ＝30°后从磁场右边界射出。在电场和磁场中运动时，则离子P＋和P3＋(　　) A．在电场中的加速度之比为1∶1 B．在磁场中运动的半径之比为 ∶1 C．在磁场中转过的角度之比为1∶2 D．离开电场区域时的动能之比为1∶3 2．如图所示，平面直角坐标系中，存在一个半径R＝0.2 m的圆形匀强磁场区域，磁感应强度B＝1．0 T，方向垂直纸面向外，该磁场区域的右边缘与坐标原点O相切，y轴右侧存在电场强度大小E＝1．0×104 N/C的匀强电场，方向沿y轴正方向，电场区域宽度l＝0.1 m。现从坐标为(－0.2 m，－0.2 m)的P点发射出质量m＝2．0×10－9 kg、电荷量q＝5．0×10－5 C的带正电粒子，沿y轴正方向射入匀强磁场，速度大小v0＝5．0×103 m/s，重力不计。 (1)求该带电粒子射出电场时的位置坐标； (2)为了使该带电粒子能从坐标为(0.1 m，－0.05 m)的点回到电场中，可在紧邻电场的右侧一正方形区域内加匀强磁场，试求所加匀强磁场的磁感应强度大小和正方形区域的最小面积。 二、带电粒子在叠加场中的运动 3．三个完全相同的小球a、b、c带有相同电荷量的正电荷，从同一高度由静止开始下落，下落h1高度后a球进入水平向左的匀强电场，b球进入垂直纸面向里的匀强磁场，如图所示，它们到达水平面上的速度大小分别用va、vb、vc表示，它们的关系是(　　) A．va>vb＝vc　　　　　 B．va＝vb＝vc C．va>vb>vc D．va＝vb>vc 4．如图所示，在足够大的空间范围内，同时存在着竖直向上的匀强电场和垂直纸面向外的匀强磁场，电场强度为E，磁感应强度为B，足够长的斜面固定在水平面上，斜面倾角为45°。有一带电的小球P静止于斜面顶端A处，且恰好对斜面无压力。若将小球P以初速度v0水平向右抛出，一段时间后，小球落在斜面上的C点。已知小球P的运动轨迹在同一竖直平面内，重力加速度为g，求： (1)小球P落到斜面上时速度方向与斜面的夹角θ及由A到C所需的时间t； (2)小球P从抛出到落到斜面的位移x的大小。 5． 如图所示，有一混合正离子束先后通过正交的匀强电场、匀强磁场区域Ⅰ和匀强磁场区域Ⅱ，如果这束正离子束在区域Ⅰ中不偏转，进入区域Ⅱ后偏转半径r相同，则它们一定具有相同的(　 ) A．速率　　　　　　　 B．质量 C．电荷量 D．动能 6．如图所示，某空间存在正交的匀强磁场和匀强电场，电场方向水平向右，磁场方向垂直于纸面向里，一个带电微粒由a点进入电磁场并刚好能沿ab直线向上匀速运动。下列说法正确的是(　 ) A．微粒可能带负电荷，也可能带正电荷 B．微粒的电势能一定减少 C．微粒的机械能一定减少 D．洛伦兹力对微粒做负功 7．如图所示，空间有竖直方向的匀强电场(场强大小未知)和垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B，竖直面内有一固定的光滑绝缘圆环，环上套有一带负电荷的小球，小球质量为m，电荷量为q，重力加速度大小为g，现给小球一个大小为v的初速度，小球恰好能沿光滑圆环做匀速圆周运动，则下列说法正确的是(　 ) A．电场方向向上，电场强度大小为E＝ B．小球对圆环的作用力大小一定为FN＝qvB－m C．小球对圆环的作用力大小一定为FN＝qvB＋m D．小球对圆环的作用力大小可能为FN＝m－qvB 8．(多选)如图所示，直线MN与水平方向成60°角，MN的右上方存在垂直纸面向外的匀强磁场，左下方存在垂直纸面向里的匀强磁场，两磁场的磁感应强度大小均为B。一粒子源位于MN上的a点，能水平向右发射不同速率、质量为m(重力不计)、电荷量为q(q>0)的同种粒子，所有粒子均能通过MN上的b点，已知ab＝L，则粒子的速度可能是(　 ) A. B． C. D． 9.如图所示，物体带正电，与斜面间的动摩擦因数为μ(μ<tan θ)，斜面足够长且所在空间均有图示方向的匀强磁场。现给物体一个沿斜面向上的初速度v0，使物体沿斜面向上运动。下列说法正确的是(　 ) A．物体可能匀速向上运动 B．物体向上运动时加速度越来越小，最后停在斜面上 C．物体在斜面上运动的过程中，加速度将一直增大 D．物体不可能停在斜面上 10．(2021年1月新高考8省联考·广东卷)如图所示，M、N两金属圆筒是直线加速器的一部分，M与N的电势差为U；边长为2L的立方体区域abcd­a′b′c′d′内有竖直向上的匀强磁场。一质量为m，电量为＋q的粒子，以初速度v0水平进入圆筒M左侧的