微专题12　带电粒子在复合场中的运动 练习-2024年高考物理一轮复习

微专题12　带电粒子在复合场中的运动 一、 单项选择题 1．如图所示，两水平极板间存在匀强电场和匀强磁场，电场方向竖直向下，磁场方向垂直于纸面向里．一个带电粒子以某一速度沿水平直线通过两极板．若不计重力，下列四个量中哪一个改变时，粒子运动轨迹不会改变？(　　) A．粒子速度的大小　　 B．粒子所带电荷量 C．电场强度　　 D．磁感应强度 2．在某一空间同时存在相互正交的匀强电场和匀强磁场，匀强电场的方向竖直向上，磁场方向如图所示，两个带电液滴在此复合场中恰好能在竖直平面内做匀速圆周运动，则(　　) A．它们的运动周期相等 B．它们做圆周运动的方向可能相反 C．若它们的质量和速度大小的乘积相等，轨道半径一定相等 D．若它们的动能相等，轨道半径一定相等 3．一个质量为m的粒子，电荷量为＋q，从坐标原点O处沿着x轴正方向运动，速度大小为v0.在0<y<d的区域内分布有指向y轴正方向的匀强电场，场强大小为E＝；在d<y<2d的区域内分布有垂直于xOy平面向里的匀强磁场．ab为一块很大的平面感光板，放置于y＝2d处，如图所示．粒子恰好能打到ab板上，不考虑粒子的重力，则匀强磁场的磁感应强度B大小为(　　) A．　　 B． C．　　 D． 二、 多项选择题 4．如图所示，直角坐标系xOy位于竖直平面内，y轴竖直向上，第Ⅲ、Ⅳ象限内有垂直于坐标平面向外的匀强磁场，第Ⅳ象限同时存在方向平行于y轴的匀强电场(图中未画出).一个带电小球从x轴上的A点由静止释放，恰好从P点垂直于y轴进入第Ⅳ象限，然后做圆周运动，从Q点垂直于x轴进入第Ⅰ象限，Q点到O点的距离为d，重力加速度为g.根据以上信息，能求出的量有(　　) A．圆周运动的速度大小 B．电场强度的大小和方向 C．小球在第Ⅳ象限运动的时间 D．磁感应强度大小 5．如图所示，竖直放置的两块很大的平行金属板a、b，相距为d，a、b间的电场强度为E，有一带正电的微粒从a板下边缘以初速度v0竖直向上射入电场，当飞到b板时，速度大小不变，方向变成水平方向，且刚好从高度也为d的狭缝穿过b板进入bc区域，bc宽度也为d，所加电场大小为E，方向竖直向上，磁感应强度方向垂直于纸面向里，磁感应强度大小等于，重力加速度为g，则下列说法中正确的是(　　) A．微粒在ab区域中做匀变速运动，运动时间为 B．微粒在bc区域中做匀速圆周运动圆周半径 r＝d C．微粒在bc区域中做匀速圆周运动，运动时间为 D．微粒在ab、bc区域中运动的总时间为 三、 计算题 6．在光滑水平桌面上建立直角坐标系，第一象限与第二、三象限分布有如图所示的匀强电场和匀强磁场，匀强磁场磁感应强度为B，垂直纸面向外，在第三象限中从P点(－4L，－2L)以初速度v0沿x轴发射质量为m，电荷量为＋q的小球(小球可以视为质点)，小球经过电场从O点射入磁场． (1) 求电场强度E的大小． (2) 若使小球在磁场中运动的时间最长，求最长的时间t0及磁场最小宽度d0. 7．(2023·东莞中学)如图所示，在xOy平面内y轴右侧有一范围足够大的匀强磁场，磁感应强度大小为B，磁场方向垂直纸面向外；分成Ⅰ和Ⅱ两个区域，Ⅰ区域的宽度为d，右侧磁场Ⅱ区域存在平行于xOy平面的匀强电场，场强大小为E＝，电场方向沿y轴正方向．坐标原点O有一粒子源，在xOy平面向各个方向发射质量为m、电荷量为q的正电荷，粒子的速率均为v＝.进入Ⅱ区域时，只有速度方向平行于x轴的粒子进入，其余被界面吸收．不计粒子重力和粒子间的相互作用，求： (1) 某粒子从O运动到O′的时间． (2) 在Ⅰ区域粒子可能出现的区域面积． (3) 粒子在Ⅱ区域运动，当第一次速度为零时所处位置的y轴坐标． 8．(2022·深圳第一次调研)如图所示，在xOy坐标平面上，第三像限存在着方向沿y轴正方向的匀强电场，电场强度大小为E.在其余像限存在垂直纸面的匀强磁场，其中第一、 二像限向外，第四像限向里，磁感应强度大小均为B(未知).在坐标点处有一质量为m、电荷量为q的带正电粒子，以初速度v0＝沿着x轴负方向射入匀强电场，粒子在运动过程中恰好不再返回电场，忽略粒子重力． (1) 求粒子第一次进入磁场时的速度v. (2) 求磁感应强度B的大小． (3) 将一块长为 L的上表面涂荧光粉的薄板放置在x轴上，板中心点横坐标x0＝4L，仅将第四像限的磁感应强度变为原来的k倍(k>1)，当k在什么范围内，板的上表面会出现荧光点？ 答案与解析 微专题12　带电粒子在复合场中的运动 1. B 2. A　解析：带电液滴做匀速圆周运动，应有Eq＝mg，且两液滴均带正电，由洛伦兹力提供向心力，结合左手定则可判断两液滴均沿逆时针方向做圆周运动，B错误；由T＝＝，可知它们的运动周期与液滴的电性、电荷量、质量无关，周期相同，A正确；由r＝可知若两