第1阶段 专题限时集训8 带电粒子在复合场中的运动-【提分教练】2024年新高考物理二轮总复习练习（新教材）

专题限时集训(八)　带电粒子在复合场中的运动 1．(2022·全国甲卷)空间存在着匀强磁场和匀强电场，磁场的方向垂直于纸面(xOy平面)向里，电场的方向沿y轴正方向。一带正电的粒子在电场和磁场的作用下，从坐标原点O由静止开始运动。如图所示的四幅图中，可能正确描述该粒子运动轨迹的是(　　) A　　　　　　　　B C　　　　　　　　D 2．如图所示，一个静止的质量为m、带电荷量为q的粒子(不计重力)，经电压U加速后垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场中，粒子打到P点。设OP＝x，能够正确反映x与U之间的函数关系的图像是(　　) A　　　　　　　B C　　　　　　　D 3．如图所示，宽度为h、厚度为d的金属霍尔元件，单位体积内自由电子数为n，电子电荷量为e。将它放在与之垂直的磁感应强度大小为B＝B0sin ωt的匀强磁场中，当恒定电流I通过霍尔元件时，在它的前后两个侧面之间会产生交流电压，这样就实现了将直流输入转化为交流输出。在元件的前后两个侧面接入交流电压表(图中未画出)，则电压表示数为(　　) A．sin ωt B． C．sin ωt D． 4．(2021·河北卷)如图所示，距离为d的两平行金属板P、Q之间有一匀强磁场，磁感应强度大小为B1，一束速度大小为v的等离子体垂直于磁场喷入板间。相距为L的两光滑平行金属导轨固定在与导轨平面垂直的匀强磁场中，磁感应强度大小为B2，导轨平面与水平面夹角为θ，两导轨分别与P、Q相连。质量为m、电阻为R的金属棒ab垂直导轨放置，恰好静止。重力加速度为g，不计导轨电阻、板间电阻和等离子体中粒子所受的重力。下列说法正确的是(　　) A．导轨处磁场的方向垂直导轨平面向上，v＝ B．导轨处磁场的方向垂直导轨平面向下，v＝ C．导轨处磁场的方向垂直导轨平面向上，v＝ D．导轨处磁场的方向垂直导轨平面向下，v＝ 5．(2022·湖南卷)如图所示，两个定值电阻的阻值分别为R1和R2，直流电源的内阻不计，平行板电容器两极板水平放置，板间距离为d，板长为d，极板间存在方向水平向里的匀强磁场。质量为m、带电荷量为 ＋q 的小球以初速度v沿水平方向从电容器下板左侧边缘A点进入电容器，做匀速圆周运动，恰从电容器上板右侧边缘离开电容器。此过程中，小球未与极板发生碰撞，重力加速度大小为g，忽略空气阻力。 (1)求直流电源的电动势E0； (2)求两极板间磁场的磁感应强度B； (3)在图中虚线的右侧设计一匀强电场，使小球离开电容器后沿直线运动，求电场强度的最小值E′。 6．(2023·辽宁省鞍山市高三一模)如图所示，平面直角坐标系中存在一个半径R＝0.2 m的圆形匀强磁场区域，圆心与原点重合，磁感应强度B＝ T，方向垂直于纸面向外。y≤－0.2 m区域有电场强度大小为E的匀强电场，方向沿y轴正方向。现从坐标为(0.2 m，－0.3 m)的P点发射出质量m＝2.0×10-9 kg、带电荷量q＝5.0×10-5 C的带正电粒子，以速度大小v0＝5.0×103 m/s沿x轴负方向射入匀强电场，恰从圆形磁场区域的最低点进入磁场。(粒子所受的重力不计) (1)求该匀强电场E的大小； (2)求粒子在磁场B中做圆周运动的半径r。 7．为了测量化工厂的污水排放量，技术人员在排污管末端安装了流量计(流量Q为单位时间内流过某截面流体的体积)。如图所示，长方体绝缘管道的长、宽、高分别为a、b、c，左、右两端开口，所在空间有垂直于前后面、磁感应强度大小为B的匀强磁场，在上、下两个面的内侧固定有金属板M、N，污水充满管道从左向右匀速流动，测得M、N间电压为U，污水流过管道时受到的阻力大小是Ff＝kLv2，其中k为比例系数，L为污水沿流速方向的长度，v为污水的流速，则下列说法正确的是(　　) A．污水的流量Q＝ B．金属板M的电势不一定高于金属板N的电势 C．电压U与污水中的离子浓度有关 D．左、右两侧管口的压强差为 8．(2023·湖南卷)如图所示，真空中有区域Ⅰ和Ⅱ，区域Ⅰ中存在匀强电场和匀强磁场，电场方向竖直向下(与纸面平行)，磁场方向垂直于纸面向里，等腰直角三角形CGF区域(区域Ⅱ)内存在匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向外。图中A、C、O三点在同一直线上，AO与GF垂直，且与电场和磁场方向均垂直。A点处的粒子源持续将比荷一定但速率不同的粒子射入区域Ⅰ中，只有沿直线AC运动的粒子才能进入区域Ⅱ。若区域Ⅰ中电场强度大小为E、磁感应强度大小为B1，区域Ⅱ中磁感应强度大小为B2，则粒子从CF的中点射出，它们在区域Ⅱ中运动的时间为t0。若改变电场或磁场强弱，能进入区域Ⅱ中的粒子在区域Ⅱ中运动的时间为t，不计粒子所受的重力及粒子之间的相互作用，下列说法正确的是(　　) A．若仅将区域Ⅰ中磁感应强度大小变为2B1，则t>t0 B．若仅将区域Ⅰ中电场强度大小变