第十一章 课时跟踪练54 带电粒子在叠加场中的运动（Word练习）-【优化指导】2024高考物理一轮复习高中总复习·第1轮（单选版 新教材 新高考）

课时跟踪练54　带电粒子在叠加场中的运动 基础应用练 1.(2022·江苏南通期末)如图所示，一带电小球用绝缘丝线悬挂在水平天花板上，整个装置处于垂直于纸面向里的匀强磁场中，不计空气阻力，当小球由静止分别从等高的A点和B点向最低点O运动，经过O点时(丝线均保持伸直状态)(　　) A．小球受到的洛伦兹力相同 B．丝线受到的拉力相同 C．小球的动能相同 D．小球的速度相同 C　解析：小球分别从A、B两点释放，由于洛伦兹力不做功，因此小球经过O点时速度的大小相同，小球的动能相同，C正确；小球分别从A、B两点释放，经过O点时，速度的方向相反，则洛伦兹力的方向相反，因此丝线的拉力大小不同，A、B、D错误。 2.(2022·广东卷改编)如图所示，磁控管内局部区域分布有水平向右的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场。电子从M点由静止释放，沿图中所示轨迹依次经过N、P两点。已知M、P在同一等势面上，下列说法正确的有(　　) A．电子从N到P，电场力做正功 B．N点的电势低于P点的电势 C．电子从M到N，洛伦兹力不做功 D．电子在M点所受的合力大于在P点所受的合力 C　解析：电子所受电场力水平向左，电子从N到P的过程中电场力做负功，A错误；根据沿着电场线方向电势逐渐降低可知N点的电势高于P点，B错误；由于洛伦兹力一直都和速度方向垂直，故电子从M到N，洛伦兹力不做功，C正确；由于M点和P点在同一等势面上，故从M到P，电场力做功为0，而洛伦兹力不做功，电子在M点的速度为0，根据动能定理可知电子在P点的速度也为0，则电子在M点和P点都只受电场力作用，在匀强电场中电子在这两点电场力相等，即合力相等，D错误。 3.(2022·江苏淮安模拟)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 B　解析：设三个微粒的电荷量均为q，a在纸面内做匀速圆周运动，说明洛伦兹力提供向心力，重力与电场力平衡，即mag＝qE；b在纸面内向右做匀速直线运动，三力平衡，则mbg＝qE＋qvB；c在纸面内向左做匀速直线运动，三力平衡，则mcg＋qvB＝qE。比较以上三式得mb>ma>mc，B正确。 4.如图为某一径向电场的示意图，电场强度的大小可表示为E＝，a为常量。比荷相同的两粒子在半径r不同的圆轨道运动。不考虑粒子间的相互作用及重力，则(　　) A．轨道半径r小的粒子角速度一定小 B．电荷量越大的粒子的动能一定越小 C．粒子的速度大小与轨道半径r一定无关 D．当外加垂直纸面的磁场时，粒子一定做离心运动 C　解析：根据电场力提供向心力可得·q＝mω2r，解得ω＝·，可知轨道半径r小的粒子角速度大，A错误；根据电场力提供向心力可得·q＝m，解得v＝，又Ek＝mv2，可得Ek＝，可知电荷量大的粒子的动能一定大，粒子的速度大小与轨道半径r一定无关， B错误，C正确；磁场的方向可能垂直于纸面向内也可能垂直于纸面向外，所以粒子所受洛伦兹力的方向不能确定，粒子可能做离心运动，也可能做近心运动，D错误。 素养提升练 5.(2022·江苏南京模拟)为监测某化工厂的污水排放量，技术人员在该厂的排污管末端安装了如图所示的长方体流量计。该装置由绝缘材料制成，其长、宽、高分别为a、b、c，左右两端开口。在垂直于上下底面方向加一匀强磁场，前后两个侧面分别固定有金属板作为电极，污水充满管口从左向右流经该装置时，接在M、N两端间的电压表将显示两个电极间的电压U，若用Q表示污水流量(单位时间内排出污水的体积)，下列说法中正确的是(　　) A．M端的电势比N端的高 B．电压表的示数U与a和b均成正比，与c无关 C．电压表的示数U与污水的流量Q成正比 D．若污水中的正、负离子数相同，则电压表的示数为0 C　解析：根据左手定则知，正离子所受洛伦兹力的方向垂直于纸面向里，则正离子向里偏转，N端带正电，M端带负电，则M端的电势比N端的低，A错误； 最终离子在电场力和洛伦兹力的作用下平衡，有qvB＝q，解得U＝vBb，因此电压表的示数U与b成正比，与a、c无关，与污水中的正、负离子数无关，B、D错误；因v＝，则流量Q＝vbc＝，因此U＝，所以电压表的示数U与污水的流量Q成正比，C正确。 6．(2022·湖南卷)如图，两个定值电阻的阻值分别为R1和R2，直流电源的内阻不计，平行板电容器两极板水平放置，板间距离为d，板长为d，极板间存在方向水平向里的匀强磁场。质量为m、带电荷量为＋q