专项突破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（人教版）

心专项突破5 带电粒子在叠加场 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v 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，重力加速度大小为g.下 列说法正确的是 ···。60°· B · 。多·。。。。 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 =√3 B C.磁感应强度B=2mg qv 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.(2024·江西南昌期末)××/ （多选)如图所示，实线 表示在竖直平面内的电 位× 场线，电场线与水平方向成角，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a>B,则下列说法中正确的是（) 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 3.（2024·四川雅安三模)（多选）如图所示， 空间某区域存在匀强电场和匀强磁场，电 中的运动 场方向竖直向下（与纸面平行），磁场方向 垂直纸面向外.电场强度为E,磁感应强度 为B.带电量为q的小球（视为质点）在纸面 内恰好做匀速圆周运动重力加速度为g, 下列说法正确的是 () 。。 A.小球带正电 B.小球的质量为9 g C.小球做匀速圆周运动的周期为 g D.若把电场的方向改成竖直向上，小球正 好做匀速直线运动，则其速度为25 4.(2024·四川成都模拟)（多 选)如图所示，在水平匀强电 场和垂直纸面向里的匀强磁 场中，有一竖直足够长固定绝 缘杆MN,小球P套在杆上，已知P的质量 为m、电量为+g,电场强度大小为E,磁感应 强度大小为B,P与杆间的动摩擦因数为山， 重力加速度大小为g,小球由静止开始下滑 直到稳定的过程中 ( A.小球的加速度一直减小 B.小球的机械能和电势能的总和保持不变 C.下滑加速度为最大加速度一半时的速度 可能是v= 2ugE-mg 2uqB D.下滑加速度为最大加速度一半时的速度 可能是=2gB+mg 2ugB 进阶突破·专项练05 心专项突破6 带电粒子在组合场 1.（2024·江西抚州一模)如图所示，坐标系 xOy内存在磁感应强度大小为B的匀强磁 场（方向未标明）.P0是电子枪管，电子枪 发出的电子初速度为零，经电场加速后，从 坐标原点O点沿y轴正方向射出，电子经 过位置M.已知M点坐标为(xo,yo),电子电 荷量e,质量m,则电子枪加速电压为() 0 Ep A.U= eB2 (xo+y)2 eB2(xo+yo) B.U= 8mxo 4mxg C.U eB2(xo+yo) D.U=- 2(xo+yo)2 4m 8myo 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)，电场强度大小为E, 圆的半径为R,以圆心O为坐标原点，建立 坐标xOy,M为圆上的一点，与x轴的距离 为公-质量为m,电荷量大小为？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o= EgR 3 C.粒子离开电场时的动能E=2EgR O6黑白题物理|选择性必修第二册·RJ 中的运动 D.磁感应强度的大小B=2qR 1 mE 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 强度大小为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 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 O、P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 。。 PO X××××× 7xd d A. 2w0 B.(2+5π) Uo c. 4.(2024·江苏扬州期中)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U,和U,的变化情况为 (不计重力，不考虑边缘效应) B专项突破4带电粒子在磁场中运动的 周期性问题 1.(1)98d m 33-4πm 62gB 解析：(1)粒子的运动半径d=m0,解得=9Bd gB m (2)如图所示，粒子碰撞后的运动轨 迹恰好与磁场左边界相切， 由几何关系得d。=d(1+sin60),解 得d=2+ -d. 2 (3)粒子的运动周期T=2mm gB 设粒子最后一次碰撞到射出磁场的时间为t',则t=n4+t (n=1,3,5,…) (a当L=n+(1-)d时，粒子斜向上射出磁场，2， 解得=（台3）器 （)当=d+(受)上时，栽子斜有下射瑞磁场 12 /L35-4)πm 解得=（a62q5 2.(1)2mw gR (2)(4+5m)2 8m2 (3)(4+3m)qR 解析：(1)根据题意，粒子在磁场中运动的半径为=2， R v 由洛伦兹力提供向心力得m8,=m解得B。R 由题图分析可知：粒子从A点沿直径AOB匀速运动到O点， 然后做一个完整的圆周运动所用的时间为一个周期T。,则 刀，=R+mR=(m+1)R (2)设一个周期内没有磁场的时间为1，存在磁场的时间为 6则尽6 因为∠MON=120,可求得MN与AB之间的距离为x=2 R 粒子从B点返回时，刚好进人磁场并做人圆周运动，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+，则粒子从B点运动到A点的 最短时间为1=2(+子4)=24+了=(45如)是 3 (3)粒子在电场中做匀变速运动，加速度为a=华， m 参考答案与解析 根据速度公式得2-瓷<(+2)小， m 8mv 8mv2 解得E= 94t1+3t2 (4+3π)gR 专项突破5带电粒子在叠加场中的运动 1.C 2.ACD 3.BD解析：A小球要做匀速圆周运动，电场力与重力必须等 大反向，电场力向上，小球必须带负电，A错误；B.由gE=mg 求得m-,B正确：C.小球做匀速圆周运动的周期为T= g 码g,C错误，D.若把电场的方向改成竖直向上，小 2um_2wE 球正好做匀速直线运动，由三力平衡可得Bqm=Eg+mg,求得 -2B,D正确故选BD B 4.CD解析：A.小球静止时只受电场力、重力、支持力及摩擦 力，电场力水平向左，摩擦力竖直向上：开始时，小球的加速 度为a-m唱gE,小球速度将增大，产生洛伦兹力，由左手定 m 则可知，洛伦兹力向右，故水平方向支持力将减小，摩擦力减 小，故加速度增大，故A错误；C.当洛伦兹力等于电场力时， 摩擦力为零，此时加速度为g,达到最大；此后速度继续增 大，则洛伦兹力增大，水平方向上的支持力增大，摩擦力将增 大，加速度将减小，故加速度为最大加速度的一半会有两种 情况，一是在洛伦滋力小于电场力的情况下，另一种是在洛 伦兹力大于电场力的情况下，则可能有長= 2 mg-u(qE-Bqv ,解得，-E-mg,故C正确：D.同理，可 m 2ugB 能有冬-mgu(Bg,gb 2 ,解得2-5+m,故D正确； m 2ugB B.在下降过程中有摩擦力做功，故有部分能量转化为内能， 故机械能和电势能的总和将减小，故B错误故选CD. 专项突破6带电粒子在组合场中的运动 1.A解析：电子在磁场中做匀速圆周运动，设电子运动半径 为R,如图所示，根据几何关系可得R=y+(x。-R)2,解得电 子的运动半径为R二，由洛伦兹力提供向心力司 得ewB=m R,电子经过加速电场过程，根据动能定理可 得eU=2m2,联立解得U-（t6 -,故选A 8mx R R 2.D 3.D解析：根据题意，画出粒子的运动轨迹，如图所示设Q点 纵坐标为h,粒子到达Q点的速度为v,水平分速度为v,运 黑白题51