课堂小练(6) 带电粒子在复合场中的运动-【赢在微点】轻松课堂2023-2024学年新教材高中物理选择性必修第二册人教版（2019）

课堂小练(六)　带电粒子在复合场中的运动 基本素养练 1.如图所示，在xOy平面内，匀强电场的方向沿x轴正向，匀强磁场的方向垂直于xOy平面向里。一电子在xOy平面内运动时，速度方向保持不变。则电子的运动方向沿 (　　) A.x轴正向 B.x 轴负向 C.y轴正向 D.y轴负向 解析　电子受电场力方向一定水平向左，所以需要受向右的洛伦兹力才能做匀速运动，根据左手定则进行判断可得电子应沿y轴正向运动，C项正确。 答案　C 2.如图所示，空间的某一区域内存在着相互垂直的匀强电场和匀强磁场，一个带电粒子以某一初速度由A点进入这个区域沿直线运动，从C点离开区域;如果这个区域只有电场，则粒子从B点离开场区;如果这个区域只有磁场，则粒子从D点离开场区;设粒子在上述3种情况下，从A到B点，从A到C点和A到D点所用的时间分别是t1、t2和t3，比较t1、t2和t3的大小，则有(粒子重力忽略不计) (　　) A.t1=t2=t3 B.t2<t1<t3 C.t1=t2<t3 D.t1=t3>t2 解析　只有电场时，粒子做类平抛运动，水平方向为匀速直线运动，故t1=t2;只有磁场时，粒子做匀速圆周运动，速度大小不变，但沿AC方向的分速度越来越小，故t3>t2，综上所述可知，C项正确。 答案　C 3.如图所示，真空中存在着下列四种有界的匀强电场E和匀强磁场B区域，一带正电的小球(电荷量为+q，质量为m)从该复合场边界上方的某一高度由静止开始下落。那么小球可能沿直线通过的复合场区域是 (　　) 解析　对带正电的小球进行受力分析可知，只有在B项所示的复合场区域其所受洛伦兹力、重力、电场力可以平衡，故B项正确。 答案　B 4.(多选)如图所示，已知一带电小球在光滑绝缘的水平面上从静止开始经电压U加速后，水平进入互相垂直的匀强电场(电场强度为E)和匀强磁场(磁感应强度为B)的复合场中，小球在此空间的竖直面内做匀速圆周运动，则 (　　) A.小球可能带正电 B.小球做匀速圆周运动的半径r= C.小球做匀速圆周运动的周期T= D.若电压U增大，则小球做匀速圆周运动的周期增大 解析　小球在复合场中做匀速圆周运动，则小球受的电场力和重力大小相等，方向相反，则小球带负电，A项错误;由牛顿第二定律和动能定理可得Bqv=，Uq=mv2，联立mg=qE可得小球做匀速圆周运动的半径r=，由T=可以得出T=，周期T与电压U无关，B、C两项正确，D项错误。 答案　BC 5.(多选)如图所示，在x轴的上方有沿y轴负方向的匀强电场，电场强度为E，在x轴下方的等腰直角三角形CDM区域内有垂直于xOy平面向外的匀强磁场，磁感应强度为B，其中C、D在x轴上，它们到原点O的距离均为a。现将质量为m、电荷量为q的正粒子从y轴上的P点由静止释放，设P点到O点的距离为h，不计重力作用与空气阻力的影响。下列说法正确的是 (　　) A.若h=，则粒子垂直于CM射出磁场 B.若h=，则粒子垂直于CM射出磁场 C.若h=，则粒子平行于x轴射出磁场 D.若h=，则粒子平行于x轴射出磁场 解析　若h=，则由动能定理，到达O点的速度满足Eqh=m，解得vO=，根据qvB=m，此时粒子在磁场中运动的半径为R=a，可知粒子垂直CM射出磁场，A项正确，C项错误;若h=，则由动能定理，到达O点的速度满足Eqh=mv'2O，解得v'O=，此时粒子在磁场中运动的半径为R'=a，则粒子平行于x轴沿负方向射出磁场，B项错误，D项正确。 答案　AD 6.(多选)如图，正方形abcd中△abd区域内存在方向垂直纸面向里的匀强磁场，△bcd区域内有方向平行bc的匀强电场(图中未画出)。一带电粒子从d点沿da方向射入磁场，随后经过bd的中点e进入电场，接着从b点射出电场。不计粒子的重力。则 (　　) A.粒子带正电 B.电场的方向是由b指向c C.粒子在磁场、电场中运动的时间之比为π ∶2 D.粒子在b点和d点的动能大小相等 解析　根据粒子在磁场中受洛伦兹力而从d点进e点出，由左手定则知粒子带负电，A项错误;根据磁场中运动的对称性知粒子在e点的速度大小等于v0，方向与bd成45°，即水平向右，而电场线沿bc方向，则粒子做类平抛运动，可知负粒子受的电场力向上，则电场方向由b指向c，B项正确;设正方形边长为L，由几何关系可知t磁===，粒子在电场中的水平分运动是匀速直线运动，t电==，故=，C项正确;粒子从d到e做匀速圆周运动，粒子动能大小不变，而从e到b粒子做类平抛运动，电场对粒子做正功，粒子动能增大，D项错误。 答案　BC 能力提升练 7.如图所示，竖直平面内，两竖直线MN、PQ间(含边界)存在竖直向上的匀强电场和垂直于竖直平面向外的匀强磁场，MN、PQ间距为d，电磁场上下区域足够大。一个质量为m、电荷量为q的带正电小球从左侧进入