专题04 带电粒子在叠加场中的运动-【鼎力同步】2022-2023年高二物理下学期期中期末模型方法大单元综合专练（人教版2019）

高二物理下学期期中期末模型方法大单元综合专练 专题04 带电粒子在叠加场中的运动 特训专题 特训内容 专题1 带电粒子在叠加场中的直线运动（1T—3T） 专题2 带电粒子在叠加场中的圆周运动（4T—6T） 专题3 配速法处理带电粒子在叠加场中的运动（7T—9T） 【典例专练】 1、 带电粒子在叠加场中的直线运动 1．如图所示，绝缘粗糙细直杆abc在b处弯折为a角，水平bc段足够长，在虚线AB的右侧区域存在垂直纸面向里的匀强磁场，一带电圆环（可视为点电荷）从倾斜ab段某处由静止释放，忽略圆环经过弯折处的能量损失且圆环在运动过程中所带电荷量保持不变。下列关于圆环速度v随时间t的变化图像可能正确的是（　　） A． B． C． D． 2．如图所示，表面光滑的绝缘斜面倾角，处于垂直于纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场中。质量为m，带电量为q的小滑块沿斜面由静止开始下滑。当小滑块运动到A点时，对斜面的压力为0.5mg。已知重力加速度为g，且，。则下列说法中正确的是（　　） A．小滑块带正电 B．离开斜面前，小滑块一直做匀加速直线运动 C．小滑块运动到A点时，速度大小为 D．当速度达到时，小滑块将离开斜面 3．如图所示，某足够宽的空间有垂直纸面向外的磁感应强度为0.5T的匀强磁场，质量为0.4kg且足够长的绝缘木板静止在光滑水平面上，在木板左端放置一质量为m = 0.2kg、带电荷量q =＋0.2C的滑块，滑块与绝缘木板之间动摩擦因数为0.5，滑块受到的最大静摩擦力可认为等于滑动摩擦力。现对木板施加方向水平向左、大小为F = 1.2N的恒力，g取10m/s2。关于滑块，下列说法中正确的是（   ） A．滑块所受摩擦力逐渐减小 B．滑块所受摩擦力先不变后逐渐减小 C．滑块运动过程中的最大速度为12m/s D．滑块匀加速的时间为6s 【模型方法总结】 1．三种场的比较 力的特点 功和能的特点 重力场 大小：G＝mg 方向：竖直向下 重力做功与路径无关 重力做功改变物体的重力势能 电场 大小：F＝qE 方向：正电荷受力方向与场强方向相同，负电荷受力方向与场强方向相反 电场力做功与路径无关W＝qU 电场力做功改变电势能 磁场 大小：F＝qvB(v⊥B) 方向：可用左手定则判断 洛伦兹力不做功，不改变带电粒子的动能 2．关于是否考虑粒子重力的三种情况 (1)对于微观粒子，如电子、质子、离子等，因为其重力一般情况下与静电力或磁场力相比太小，可以忽略；而对于一些实际物体，如带电小球、液滴、尘埃等一般应当考虑其重力。 (2)在题目中有明确说明是否要考虑重力的，按题目要求处理。 (3)不能直接判断是否要考虑重力的，在进行受力分析与运动分析时，要结合运动状态确定是否要考虑重力。 3.带电粒子在电场和磁场的叠加场中做直线运动，电场力和洛伦兹力一定相互平衡，因此可利用二力平衡解题。 4.带电粒子在电场、磁场、重力场的叠加场中做直线运动，则粒子一定处于平衡状态，因此可利用平衡条件解题。　 2、 带电粒子在叠加场中的圆周运动 4．如图所示，已知一带电小球在光滑绝缘的水平面上从静止开始经电压U加速后，水平进入互相垂直的匀强电场E（匀强电场在竖直方向）和匀强磁场（匀强磁场垂直纸面向外）的复合场中（E、B、U和g为已知），小球在复合场中的竖直平面内做匀速圆周运动，则（　　） A．小球可能带正电 B．小球做匀速圆周运动的半径为 C．若电压U增大，则小球做匀速圆周运动的周期变大 D．若电压U增大，则小球做圆周运动的半径增大 5．如图所示，三个完全相同的半圆形光滑轨道竖直放置，分别处在真空、匀强磁场和匀强电场中，轨道两端在同一高度上。三个相同的带正电绝缘小球A、B、C同时从轨道左端最高点由静止开始沿轨道运动，、、分别为轨道的最低点。不计一切阻力，则下列有关判断正确的是（    ） A．三个小球第一次到达轨道最低点的速度关系 B．三个小球第一次到达轨道最低点时，C小球对轨道的压力最小 C．A、B两个小球能够同时到达轨道的最低点 D．C小球在运动过程中机械能不守恒，所以不能回到原来的出发点位置 6．如图所示，直角坐标系xOy在水平面内，z轴竖直向上。坐标原点O处固定一带正电的点电荷，空间中存在竖直向下的匀强磁场B。质量为m带电量为q的小球A，绕z轴做匀速圆周运动，小球A的速度大小为v0，小球与坐标原点的距离为r，O点和小球A的连线与z轴的夹角θ=37°。重力加速度为g，m、q、r已知。（cos37°=0. 8，sin37°= 0. 6）则下列说法正确的是（　　） A．小球A与点电荷之间的库仑力大小为mg B．从上往下看带电小球只能沿顺时针方向做匀速圆周运动 C．v0越小所需的磁感应强度B越小 D．时，所需的磁感应强度B最小 【模型方法总