专题突破练(十) 带电粒子在复合场中的运动（Word练习）-【优化指导】2023高考物理二轮复习高中总复习·第2轮（新教材 多选版）

专题突破练(十)　带电粒子在复合场中的运动 1．(2022·天津河东一模)如图甲所示，它是利用磁场对电荷的作用测出流过容器液体的流量，其原理可以简化为如图乙所示的模型，液体内含有大量正、负离子，从容器左侧流入，右侧流出。在竖直向下的匀强磁场作用下，下列说法正确的是(　　) A．带电粒子受到竖直方向的洛伦兹力 B．带负电粒子与带正电粒子受力方向相同 C．上下两侧面有电势差 D．前后两侧面有电势差 D　解析：带电粒子在磁场中运动会受到洛伦兹力，根据左手定则判断，带正电粒子受到向后的洛伦兹力的作用，带负电粒子受到向前的洛伦兹力作用，从而积聚在前后两个侧面，形成电势差，故D正确。 2．(2022·甘肃兰州一模)如图所示为研究某种带电粒子的装置示意图，粒子源射出的粒子束以一定的初速度沿直线射到荧光屏上的O点，出现一个光斑。在垂直于纸面向里的方向上加一磁感应强度为B的匀强磁场后，粒子束发生偏转，沿半径为r的圆弧运动，打在荧光屏上的P点，然后在磁场区域再加一竖直向下、电场强度大小为E的匀强电场，光斑从P点又回到O点，关于该粒子(不计重力)，下列说法正确的是(　　) A．粒子带负电　　 B．初速度为v＝ C．比荷为＝ D．比荷为＝ D　解析：只存在磁场时，粒子打在P点，由左手定则知粒子带正电，A错误；因为qvB＝，所以＝。加电场后满足：Eq＝qvB，即v＝，代入上式得：＝，D正确，B、C错误。 3．(2019·天津卷)笔记本电脑机身和显示屏对应部位分别有磁体和霍尔元件。当显示屏开启时磁体远离霍尔元件，电脑正常工作；当显示屏闭合时磁体靠近霍尔元件，屏幕熄灭，电脑进入休眠状态。如图所示，一块宽为a、长为c的矩形半导体霍尔元件，元件内的导电粒子是电荷量为e的自由电子，通入方向向右的电流时，电子的定向移动速度为v。当显示屏闭合时元件处于垂直于上表面、方向向下的匀强磁场中，于是元件的前、后表面间出现电压U，以此控制屏幕的熄灭。则元件的(　　) A．前表面的电势比后表面的低 B．前、后表面间的电压U与v无关 C．前、后表面间的电压U与c成正比 D．自由电子受到的洛伦兹力大小为 D　解析：由左手定则判断，后表面带负电，电势低，A错误。电子受力平衡后，U稳定不变，由e＝evB得U＝Bav，可知电压U与v成正比，与c无关，B、C错误。洛伦兹力F＝evB＝，D正确。 4．(2022·湖北武汉一模)质谱仪是一种测定带电粒子比荷和分析同位素的重要工具。图中的铅盒A中的放射源放出大量的带正电粒子(可认为初速度为零)，从狭缝S1进入电压为U的加速电场区加速后，再通过狭缝S2从小孔G垂直于MN射入偏转磁场，该偏转磁场是以直线MN为切线、磁感应强度为B、方向垂直于纸面向外、半径为R的圆形匀强磁场。现在MN上的F点(图中未画出)接收到该粒子，且GF＝R。则该粒子的比荷为(粒子的重力忽略不计)(　　) A.　　　　　 B． C． D． C　解析：设粒子被加速后获得的速度为v，由动能定理有qU＝mv2，粒子在磁场中做匀速圆周运动的轨迹如图所示， 在直角△FGO中，∠GOF＝60°，轨道半径r＝R tan 30°＝，又qvB＝m，可求＝，C正确。 5．如图所示是电视机显像管及其偏转线圈的示意图。如果发现电视画面的幅度比正常的偏小，可能引起的原因是(　　) A．电子枪发射能力减弱，电子数减少 B．加速电场的电压过低，电子速率偏小 C．偏转线圈局部短路，线圈匝数减少 D．偏转线圈电流过大，偏转磁场增强 C　解析：如果发现电视画面幅度比正常时偏小，是由于电子束的偏转角减小，即电子的轨道半径增大所致。电子枪发射能力减弱，电子数减少，但运动的电子速率及磁场不变，由公式r＝ 可知电子在磁场中轨道半径不变，通过磁场后偏转角不变，因此不会影响电视画面偏大或小，故A错误；当加速电场电压过低，电子获得的速率偏小，由公式r＝ 可知电子运动半径减小，从而使偏转角度增大，导致画面比正常偏大，故B错误；当偏转线圈局部短路，线圈匝数减小时，导致偏转磁场减小，由公式r＝ 可知电子的运动半径增大，所以导致画面比正常偏小，故C正确；当偏转线圈电流过大，偏转磁场增强时，从而导致电子运动半径变小，所以导致画面比正常偏大，故D错误。 6．(2022·上海嘉定二模)如图所示，质量为m、带电荷量为＋q的带电圆环套在足够长的绝缘杆上，杆与环之间的动摩擦因数为μ，杆处于正交的匀强电场和匀强磁场中，电场方向水平向左，磁场方向垂直于纸面向里，杆与场强方向的夹角为θ，若环能从静止开始下滑，则以下说法正确的是(　　) A.环在下滑过程中，加速度不断减小，最后为零 B．环在下滑过程中，加速度先增大后减小，最后为零 C．环在下滑过程中，速度不断增大 D．环在下滑过程中，速度先增大后减小，最后为零 B　解析：环受重力、电场力、