专题5 带电粒子在叠加场中的运动-【学霸黑白题】2025-2026学年高中物理选择性必修第二册（教科版）

专题 带电粒子在叠加场中的运动 1.（2023·辽宁丹东二模)如图所示，某空间 存在电场强度为E的水平方向匀强电场和 磁感应强度为B的垂直纸面向外的匀强磁 场.质量为m,带电量为+g的小球以速度) 沿光滑管道轴线由P端恰好无触碰地运动 到Q端.轴线与水平方向成60°角，管道内 径大于小球直径，重力加速度为g.下列说 法正确的是 ····60° ·。··序·· .B.· ·0···· 。。。·· 。··。。。 A.电场强度方向一定水平向左 B.电场强度和磁感应强度的大小关系为 E =√3v B C.磁感应强度B=2mg D.若小球以大于v的速度从P端进入管道 后将不能做匀速运动 2.(2022·重庆巴蜀中学期末)（多选）如图所 示，实线表示在竖直平面内的电场线，电场 线与水平方向成α角，水平方向的匀强磁 场与电场正交，有一带电液滴沿虚线L斜向 上做直线运动，L与水平方向成B角，且α> B,则下列说法中正确的是 () 人× A.液滴一定做匀速直线运动 B.液滴有可能做匀变速直线运动 C.电场线方向一定斜向上 D.液滴一定带正电 O限时 20分钟 3.如图所示，空间存在着水平向左的匀强电场 E和垂直纸面向里的匀强磁场B,一个质量 为m、带电量为+g的小环套在不光滑的足 够长的竖直绝缘杆上，自静止开始下滑，则 ( xP×B× E x ①小环的加速度不断减少，直至为零 ②小环的加速度先增大后减小，最终为零 ③小环的速度先增大后减小，最终为零 ④小环的动能不断增加，直至某一最大值 A.① B.③ C.②③ D.②④ 4.（2022·河北名校联盟调研)（多选）如图所 示，在真空中竖直平面（纸面）内边长为a 的正方形ABCD区域，存在方向沿CB(水 平)的匀强电场和方向垂直纸面的匀强磁 场（图中未画出）.一带电小球以速率√ag(g 为重力加速度大小)从A点沿AC方向射入 正方形区域，恰好能沿直线运动.下列说法 正确的是 A.该小球带正电 B.磁场的磁感应强度方向 垂直纸面向外 C.若该小球从C点沿CA 方向以速率√ag射入正方形区域，则小 球将做直线运动 D.若电场的电场强度大小不变、方向变为 竖直向上，该小球仍从A点沿AC方向以 速率ag射入正方形区域，则小球将从D 点射出 进阶突破·专项练05 专题 带电粒子在组合场中的运动 1.(2023·山西大同期末) 如图为半导体离子注入工 +U 艺原理示意图.离子P3+经 电压为U的电场加速后， 垂直进人宽度为d的匀强 磁场区域，转过一定角度后从磁场射出，注 人半导体内部达到掺杂的目的.已知磁感应 mU 强度大小为 、方向垂直纸面向里，离 V6ed2 子P3+的质量为m,元电荷为e.则离子P3+在 磁场中转过的角度为 ( A.30° B.60° C.37° D.53° 2.(2023·江西赣州联考)如 图所示，圆形区域内存在沿 y轴正方向的匀强电场（未 画出)，电场强度为E,圆的 半径为R,以圆心0为坐标原点，建立坐标 0,M为网上的一点，与x轴的距离为公， 一质量为m,电荷量大小为g的粒子从M 点沿x轴负方向射入圆形电场区域.从圆上 的N点(0，-R)离开该区域，若将电场换为 垂直xOy平面的匀强磁场，将同一粒子以 相同的速度从M点沿x轴负方向射入圆 形区域，也从N点离开该区域，不计粒子 重力，则 ( A.磁场的方向垂直于xOy平面向里 B.粒子的初速度vo= EgR m 3 C.粒子离开电场时的动能E=。EgR 1 mE D.磁感应强度的大小B= 2 gR O6黑白题物理1选择性必修第二册·K O限时 45分钟 3.(2023·湖北沙市中学质检)如图所示，在 第Ⅱ象限内有水平向右的匀强电场，电场 强度为E,在第I、V象限内分别存在如图 所示的匀强磁场，磁感应强度大小相等有 一个带电粒子以垂直于x轴的初速度o从 x轴上的P点进入匀强电场中，并且恰好与 y轴的正方向成45°角进入磁场，又恰好垂 直于x轴进入第V象限的磁场.已知OP之 间的距离为d,则带电粒子在磁场中第二 次经过x轴时，在电场和磁场中运动的总 时间为 ( E Do+ ××× ×××V×××× 7πd d A. 2w0 B.(2+5π) Vo c.2+2 ) D.4(2+2 4.(2023·山西忻州期末)如图所示，某种带 电粒子由静止开始经电压为U,的电场加速 后，射入水平放置，电势差为U,的两导体板 间的匀强电场中，带电粒子沿平行于两板 方向从两板正中间射入，穿过两板后又垂 直于磁场方向射入边界线竖直的匀强磁场 中，则粒子射入磁场和射出磁场的M、N两 点间的距离d随着U1和U,的变化情况为 (不计重力，不考虑边缘效应) W 、为 B M A.d随U变化，d与U,无关 B.d与U无关，d随U,变化(2)设一个周期内没有磁场的时间为t1,存在磁场的时间为 6则=4 πR 1秒 因为LM0N=120,可求得MN与AB之间的距离为x= 2 粒子从B点返回时，刚好进入磁场并做】圆周运动，然后进 入电场做匀减速运动，当返回后刚离开电场时粒子做圆周运 动，此时一定存在磁场，为了满足题图甲的运动轨迹，粒子在 电场中的最短时间为4+子，则粒子从B点运动到A点的 最短时间为：=2+子）+5=24+5=(445m) 5 R (3)粒子在电场中做匀变速运动，加速度为a=些， m 根据速度公式得2”-监x么+子）， m 8mv 8mv2 解得E= (4+3π)gR g4t1+32 专题五带电粒子在叠加场中的运动 1.C解析：A.如图所示，小球在叠加场中受重力、电场力和洛 伦兹力沿光滑管道轴线由P端恰好无触碰地运动到Q端， 根据洛伦兹力的特点可知，小球做的是匀速直线运动.小球 带正电时受到重力竖直向下，从P端运动到Q端时，洛伦兹 力垂直于虚线向右上，根据匀速直线运动的条件是合力为 零，所以电场力方向水平向右，故电场方向向右，A错误； B.由以上分析可知，根据共点力平衡，有quBsin60°=gE, qBeos60°=mg,整理得E-3 “B2v,B=g,B错误，C正确：D 若小球以大于v的速度从P端进入管道后，受到的重力和电 场力不变，但是洛伦兹力会变大，这时管道对小球会产生垂 直于管道向右下方的支持力，管道光滑，所以不会有摩擦力， 即小球合力仍为零，做匀速直线运动，D错误.故选C. .9B·360°· 。之。·。·。 2.ACD解析：AB.带电液滴受竖直向下的重力G、沿电场线方 向的电场力F、垂直于速度方向的洛伦兹力，由于α>B,这 三个力的合力不可能沿带电液滴的速度方向，因此这三个力 的合力一定为零，带电液滴做匀速直线运动，不可能做曲线 运动或匀变速直线运动，B错误，A正确；CD.若带电液滴 带正电，且电场线方向斜向上时，带电液滴受竖直向下的重 力G、沿电场线向上的电场力F、垂直于速度方向斜向左上 方的洛伦兹力作用，这三个力的合力可能为零，带电液滴沿 虚线L做匀速直线运动，如果带电液滴带负电或电场线方向 斜向下时，带电液滴所受合力不为零，不可能沿直线运动，故 选择性必修第二册·JK 液滴一定带正电，电场线方向一定斜向上，CD正确.故 选ACD. 3.D解析：小环带正电，小环受竖直向下的重力和向左的电 场力（大小不变）作用，随着下落速度的增加，还受到不断增 大的向右的洛伦兹力作用，另外小环还受到杆的弹力和向上 的滑动摩擦力，如图所示.由于环套在杆上，水平方向无加速 度，所以小环受到的弹力F先向右并逐渐减小到零，后向左 并逐渐增加，由f=FN,可知小环所受的摩擦力先减小后增 加故小环的加速度（由重力和摩擦力产生）先增大后减小， 速度则不断增大，相应的动能也不断增大.当摩擦力增大到 等于重力时，小环的加速度减小为零，速度不再增加，所以动 能增大到某一最大值后不再变化.故①③错误，②④正确.故 选D. 96 quB mg 4.AD解析：AB.由题意可知，小球做的是匀速直线运动，小球 受力平衡，小球受向下的重力，若小球带正电，受水平向左的 电场力，小球受洛伦兹力应斜向右上，则磁场垂直纸面向里： 若小球带负电，受水平向右的电场力，若磁场垂直纸面向里， 小球受洛伦兹力斜向左下；若磁场垂直纸面向外，小球受洛 伦兹力斜向右上，小球受力都不会平衡，所以小球一定带正 电，选项A正确，B错误：C.若该小球从C点沿CA方向以速 率√ag射入正方形区域，小球受向下的重力、小球带正电， 受水平向左的电场力，由左手定则可知，小球受洛伦兹力斜 向左下，可知小球受的合力不是零，速度会变化，洛伦兹力也 会变化，小球将做曲线运动，选项C错误； D.由物体的平衡条件有guB=√2mg,其中v=√ag,gE=mg, 若电场的电场强度大小不变，方向变为竖直向上后，电场力 与重力平衡，小球沿逆时针方向做匀速圆周运动，设轨道半 径为，有m8=m号解得-只，小球将从D点封出选项 D正确.故选AD. 专题六带电粒子在组合场中的运动 1.A解析：设离子P3+经电压为U的电场加速后的速度为v, 由动能定理3eU= 2m,离子进入磁场做匀速圆周运动，由 洛伦滋力提供向心力B=m。由儿何关系，离子P旷在酸 场中转过角度的正弦为血0=，联立解得s血0=，则离 子P3+在磁场中转过的角度0=30°.故选A. 2.D解析：A由题意得，在电场中时，带电粒子从M点水平射 入，从N点射出，电场方向沿y轴正方向，所以带电粒子在电 场中向下做类平抛运动，其电场力竖直向下，由上述分析可 知，带电粒子所受电场力方向与电场方向相反，所以粒子带 负电.当把电场换成磁场时，带电粒子在磁场中做匀速圆周 黑白题50