(配套教参)高效作业33 带电粒子在叠加场中的运动-【精彩三年·高考尖峰】2024高考总复习物理一轮复习基础拓展训练教师用书word+课件PPT（浙江专用）

高效作业33　带电粒子在叠加场中的运动 (见学生用书P353) 微考点一　带电粒子在叠加场中的科技应用 1．(多选)电磁场与现代高科技密切关联。对以下四个科技实例，说法正确的是(　ACD　) A．图甲的速度选择器能使速度大小v＝的粒子沿直线匀速通过，与粒子的带电性质及带电荷量无关 B．图乙的磁流体发电机正常工作时电流方向为a→R→b，电阻R两端的电势差等于发电机的电动势 C．图丙是质谱仪工作原理示意图，粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝S3，粒子的比荷越大 D．图丁为霍尔元件，若载流子带负电，稳定时元件左侧的电势低于右侧的电势，电势差与元件中的电流成正比 【解析】 A．电场的方向与磁场的方向垂直，带电粒子进入复合场，受静电力和洛伦兹力，且二力是平衡力，即Eq＝qvB，所以v＝，不管粒子带正电还是带负电都可以匀速直线通过，所以与粒子的带电性质及带电荷量无关，A正确；B.由左手定则知正离子向上偏转，负离子会向下偏转，所以P板是电源正极，Q板是电源负极，正常工作时电流方向为a→R→b，但电路工作时等离子体也有电阻，故电阻R两端的电势差等于发电机的路端电压，小于电动势，B错误；C.粒子先经过加速电场，然后进入速度选择器，从S3射入磁场时的速度相同，进入磁场后根据公式qvB＝m，得r＝，故粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝S3，则r越小，比荷越大，选项C正确；D.若载流子带负电，由左手定则可知，负粒子向左端偏转，所以稳定时元件左侧的电势低于右侧的电势，稳定时对负粒子受力分析得qvB＝q，得UH＝Bdv，结合电流的微观表达I＝nqSv，解得U＝，故电势差与元件中的电流成正比，D正确。 2．2023·温州中学模拟(多选)速度选择器装置如图所示，OO′为中轴线。一个α粒子(He)以速度v0自O点沿中轴线OO′射入，恰好沿中轴线OO′做匀速直线运动。所有粒子均不考虑重力的影响，下列说法正确的是(　BC　) A．α粒子(He)以速度v0自O′点沿中轴线从右边射入也能做匀速直线运动 B．电子(e)以速度v0自O点沿中轴线OO′射入，恰沿中轴线OO′做匀速直线运动 C．氘核(H)以速度v0自O点沿中轴线OO′射入，动能将增大 D．氚核(H)以速度2v0自O点沿中轴线OO′射入，动能将增大 【解析】 α粒子(He)以速度v0自O点射入，恰好沿中轴线做匀速直线运动，将受到方向向上的洛伦兹力和方向向下的静电力，满足qv0B＝qE，解得v0＝，即α粒子的速度满足速度选择器的条件。α粒子(He)以速度v0自O′点沿中轴线从右边射入时，受到的静电力方向向下，洛伦兹力方向也向下，会向下偏转，不会做匀速直线运动，A错误；电子(e)以速度v0自O点沿中轴线OO′射入，受到的静电力方向向上，受到的洛伦兹力方向向下，依然满足静电力与洛伦兹力大小相等，电子做匀速直线运动，即速度选择器不选择电性只选择速度，B正确；氘核(H)以速度v0自O点沿中轴线OO′射入，受到的洛伦兹力小于静电力，粒子向下偏转，静电力做正功，动能将增大，C正确；氚核(H)以速度2v0自O点沿中轴线OO′射入，受到的洛伦兹力大于静电力，粒子向上偏转，静电力做负功，动能将减小，D错误。 3．(多选)为了让学生直观感受到磁流体发电机，周老师设计了图甲所示实验装置，NaCl溶液在抽水机的作用下，从左向右流动，通过钕铁硼强磁铁产生竖直向下的磁场，前后两块铜片与灵敏电流计连接，简化示意图如图乙所示，则下列说法正确的是(　BC　) A．电流由前铜片流出，经过电流计流向后铜片 B．电流由后铜片流出，经过电流计流向前铜片 C．提高两块铜片间液体的流速，电流计示数变大 D．增大NaCl溶液的浓度，发电机产生的电动势变大 【解析】 由左手定则可知NaCl溶液中Na＋受洛伦兹力向后铜片移动，Cl－受洛伦兹力向前铜片移动，则后铜片的电势较高，电流由后铜片流出，经过电流计流向前铜片，选项A错误，B正确。设前后铜片的距离为d，当电势差稳定时有qvB＝q，解得U＝Bdv，可见电动势与液体的速度有关，与浓度无关；当提高两块铜片间液体的流速时，前后铜片的电势差变大，电流计示数变大，选项C正确，D错误。 微考点二　带电粒子在叠加场中的运动 4．(多选)如图所示，质量为m、电荷量为q的微粒，在竖直向下的匀强电场、水平指向纸内的匀强磁场以及重力场的共同作用下做匀速圆周运动，下列说法正确的是(　ABC　) A. 该微粒带负电荷，电荷量q＝ B．若该微粒在运动中突然分成比荷相同的两个粒子，分裂后只要速度不为零且速度方向仍与磁场方向垂直，它们均做匀速圆周运动 C．如果分裂后，它们的比荷相同，而速率不同，那么它们运动的轨道半径一定不同 D．只要一分裂，不论它们的比荷如何，它们都不可能再做匀速圆周运动 【解析】 带电微粒在静电力、洛伦兹力和重力的作用下做匀速