“4翼”检测评价（5） 带电粒子在磁场、复合场中的运动（Word练习）-【新课程学案】新教材2023-2024学年高中物理选择性必修第二册（教科版2019）

“四翼”检测评价（五） 带电粒子在磁场、复合场中的运动 组—重基础·体现综合 1.如图所示，在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，下列四个物理量中哪一个改变时，粒子运动轨迹不会改变(　 ) A．粒子速度的大小 B．粒子所带的电荷量 C．电场强度 D．磁感应强度 解析：选B　带电粒子在电场和磁场中做匀速直线运动，由平衡条件知qE＝qvB，可以看出带电粒子在电场和磁场中运动时，电场强度、磁感应强度以及带电粒子速度的大小均能影响粒子的运动轨迹，而粒子所带的电荷量不影响运动轨迹，故选B。 2.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 解析：选A　离子束在区域Ⅰ中不偏转，一定是qE＝qvB，v＝，它们具有相同的速率，A正确；进入区域Ⅱ后，做匀速圆周运动的半径相同，由r＝知，因v、B相同，只能是比荷相同，B、C、D错误。 3．(多选)金属板放在垂直于纸面的磁场中， 当有电流通过时会产生霍尔效应。如图所示，宽为d的金属板放入匀强磁场中，磁场方向与金属板垂直，磁感应强度为B。当金属板通入如图所示的电流时，电子定向移动速度为v。下列说法正确的是(　 ) A．a、b两点的电势相等 B．达到稳定状态时，a、b两点之间的电势差为Bdv C．导体上表面聚集电子，a点电势高于b点电势 D．导体下表面聚集电子，a点电势低于b点电势 解析：选BC　电流的方向水平向右，电子定向移动的方向水平向左，由左手定则可以判断电子向上偏转，a点电势比b点高，C正确，A、D错误；由e＝Bve，可得：Uab＝Bdv，B正确。 4. (2022·天津高二检测)如图所示，一束质量、速度和电荷量不同的正粒子垂直地射入匀强磁场和匀强电场正交的区域，结果发现有些粒子保持原来的运动方向，未发生任何偏转，如果让这些不偏转的粒子进入另一匀强磁场中，发现这些粒子又分裂成几束，对这些进入后一磁场的粒子，可以得出结论(　 ) A．它们的动能一定各不相同 B．它们的电荷量一定各不相同 C．它们的质量一定各不相同 D．它们的电荷量和质量之比一定各不相同 解析：选D　因为粒子进入电场和磁场正交区域时，不发生偏转，说明粒子所受静电力和洛伦兹力平衡，可得qvB＝qE，解得相应的粒子速度为：v＝，所以进入第二个匀强磁场时，粒子具有相同的速度，粒子进入磁场后受洛伦兹力作用，粒子做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力：qvB′＝m，解得：r＝，由于粒子又分裂成几束，也就是粒子做匀速圆周运动的半径r不同，根据r＝可知，分裂成几束的粒子的不同，而质量m、电荷量q可能相同也可能不同，动能也可能相同，D正确，A、B、C错误。 5.比荷为的电子以速度v0沿AB边射入边长为a的等边三角形的匀强磁场区域中，如图所示。为使电子从BC边穿出磁场，磁感应强度B的取值范围为(　 ) A．B＞ B．B＜ C．B＞ D．B＜ 解析：选B　根据洛伦兹力提供向心力，有Bev0＝m，解得：B＝，磁感应强度越小，半径越大；电子恰好从BC边飞出时，运动轨迹与BC边相切，其轨迹如图所示，根据几何关系，得到半径为R＝a，故B＝，电子从BC边穿出时，半径更大，故B<时，电子从BC边穿出，故选项B正确。 6.如图所示，半径为R的圆是一圆柱形匀强磁场区域的横截面(纸面)，磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向外。一电荷量为q(q＞0)、质量为m的粒子沿平行于直径ab的方向射入磁场区域，射入点与ab的距离为。已知该粒子射出磁场与射入磁场时运动方向间的夹角为60°，则粒子的速率为(不计重力)(　 ) A. B. C. D. 解析：选B　作出粒子运动轨迹如图中实线所示。因P到ab距离为，可知α＝30°。因粒子速度方向改变60°，可知转过的圆心角为2θ＝60°。由图中几何关系有tan θ＝Rcos α，解得r＝R。再由Bqv＝m可得v＝，故B正确。 7.(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. 解析：选AB