高频考点10 带电粒子在电场与磁场中的运动-（Word教参）-【精讲精练】2024年高考物理二轮专题辅导与训练

高频考点10　带电粒子在电场与磁场中的运动 1．如图所示的平行板电容器竖直放置，两极板间的距离为d，极板高度AB＝CD＝h，对该电容器充上一定的电量后，将一带电小球P从非常靠近左极板的上端A处由静止释放，小球沿图中虚线运动打到了右极板的中点，为使小球能够从下方穿过电容器，右极板向右至少移动的距离为(　　) A．d　　　　　　　　 B.d C. D. 解析　由题意可知，小球所受的合力沿着虚线方向，根据C＝，U＝，E＝，得E＝，可知右极板向右移动，极板间的电场强度不变，即合力方向不变，如题图所示根据几何关系可知要使得小球能够从下方穿过电容器，根据＝，解得x＝d，故选A。 答案　A 2．如图所示，光滑绝缘水平面内固定放置光滑绝缘圆轨道，两个点电荷固定在水平面内，其连线过圆轨道的圆心，与圆轨道相交于A、B两点，q1带负电荷，q2带正电荷。若一带电小球在水平面内沿圆轨道外侧做匀速圆周运动， 则下列说法正确的是(　　) A．小球带正电 B．A点的电势比B点的低 C．q2可能位于圆轨道的圆心处 D．小球在A点对轨道的压力最大 解析　小球做匀速圆周运动，合力指向圆心提供向心力，因弹力背离圆心，电场力的合力一定指向圆心，以小球在A点分析，可知小球带负电，A错误；小球做匀速圆周运动，动能不变，电势能也不变，圆轨道一定处于电场的一个等势面上，则A、B两点的电势相等，B错误；以q2为圆心的圆周并非处于q1、q2电场的等势面，所以q2不可能位于圆心处，C错误；因为小球做匀速圆周运动，合力大小不变，即轨道的弹力和电场力的合力大小不变FE－FN＝F向，小球在A点受到的电场力最大，所以小球在A点对轨道的压力最大，D正确。 答案　D 3. (2023·绵阳三模)如图所示，在矩形ABCD内有一垂直纸面向里的圆形匀强磁场区域(磁场区域未画出)，已知AB边长4L，BC边长6L，E是BC边的中点。一质量为m，电荷量为＋q的粒子从A点沿AE方向以速度v0进入矩形区域，恰能从D点沿ED方向射出矩形区域。不计粒子的重力，则此磁场的磁感应强度最小值为(　　) A. B. C. D. 解析　 根据牛顿第二定律qvB＝，解得B＝，故粒子在磁场中的轨迹半径越大，磁场强度越小，如图根据几何关系可得半径的最大值为rm＝L，解得B＝，故选B。 答案　B 4. (多选)设空间存在竖直向下的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场，如图所示。已知一离子在电场力和洛伦兹力的作用下，从静止开始自A点沿曲线ACB运动，到达B点时速度为零。C点是运动的最低点，忽略重力，以下说法正确的是(　　) A．离子必带正电荷 B．A点和B点位于同一高度 C．离子在C点时速度最大 D．离子到达B点后，将沿原曲线返回A点 解析　因平行板间的电场方向向下，依题意离子由A点无初速度释放后向下运动，此时离子不受洛伦兹力，仅受电场力，因电场力方向向下，所以离子必须带正电，故A项正确；离子到达B点时速度为零，由动能定理知，离子从A到B的运动过程中，外力对离子做功的代数和为零，但由于洛伦兹力不做功，故离子从A到B的运动过程中电场力做功为零，因此离子在A、B两点的电势能相等，A、B两点的电势相等，即A、B两点应在同一高度，故B项正确；C点是运动的最低点，离子由A运动到C点，电场力做功最多，由动能定理知，离子在C点的速度应最大，故C项正确；离子运动到B点时，所处的运动状态与在A点时相同，离子到达 B点后将要开始的运动也将向右偏，不可能回到A点，故D项错误。故选ABC。 答案　ABC 5．(多选)如图所示，在边长为L的正方形ABCD区域内有水平向右的匀强电场E，一不计重力的带电粒子从C点沿CA方向以速度v0射入，粒子经过B点打在BD边右侧距离为L的光屏上的P点，现撤去电场，加上垂直纸面方向的匀强磁场B，仍让该带电粒子以速度v0从C点沿CA方向射入，粒子也经过B点打在光屏上的Q点(P、Q点均未标出)则(　　) A.的比值为2v0 B.的比值为v0 C．光屏上PQ两点的距离为L D．光屏上PQ两点的距离为 解析　由题意可知该粒子带正电，设其电荷量为q，质量为m。粒子从C点沿CA方向以速度v0射入匀强电场后该粒子做类平抛运动，设粒子到达B点时所用的时间为t，做类平抛运动的加速度为a，则根据平抛运动的相关知识有L＝v0t，L＝at2，Eq＝ma 联立解得E＝。当撤去电场，加上垂直纸面方向的匀强磁场B时，粒子仍然经过B点，则由几何关系可知，粒子在磁场中做圆周运动的半径为R＝L，则由洛伦兹力充当向心力可得Bqv0＝m，解得B＝，则可得＝×＝2v0，故A正确，B错误；当粒子经电场偏转从B点出射时，根据粒子在电场中做类平抛运动可知vy＝v0，vx＝at＝＝2v0。设粒子从B点到P点所用的时间为t′，竖直向上的位移为y′，则有L＝vxt′，y′＝v