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2019年高考第一轮复习:带电粒子在复合场中的运动
提高练习
难度(★★★★★)
一、单选题
1.如图,空间某区域存在匀强电场和匀强磁场,电场方向水平向右,磁场方向垂直于纸面向外。已知在该区域内,一个带电小球在竖直面内做直线运动。下列说法正确的是
A. 若小球带正电荷,则小球的电势能减小
B. 若小球带负电荷,则小球的电势能减小
C. 无论小球带何种电荷,小球的重力势能都减小
D. 小球的动能可能会增大
【答案】C
【解析】带电小球在重力场、电场、磁场的复合场中,只要做直线运动(速度与磁场不平行),一定是匀速直线运动。若速度变化,洛仑兹力(方向垂直速度)会变化,合力就会变化;合力与速度就不在一直线上,带电体就会做曲线运动。
A:小球受的重力竖直向下,若小球带正电荷,小球受的电场力水平向右,则洛仑兹力斜向左上方,三力才能平衡;由左手定则可知,小球的速度向左下方,则电场力的方向与运动方向成钝角,电场力做负功,小球的电势能增大。故A项错误。
B:小球受的重力竖直向下,若小球带负电荷,小球受的电场力水平向左,则洛仑兹力斜向右上方,三力才能平衡;由左手定则可知,小球的速度向右下方,则电场力的方向与运动方向成钝角,电场力做负功,小球的电势能增大。故B项错误。
C:由AB项分析知,无论小球带何种电荷,小球竖直方向的分速度均向下,小球的重力势能减小。故C项正确。
D:小球做匀速直线运动,动能不变。故D项错误。
点睛:带电小球在重力场、电场、磁场的复合场中,只要做直线运动(速度与磁场不平行),一定是匀速直线运动。若速度变化,洛仑兹力(方向垂直速度)会变化,合力就会变化;合力与速度就不在一直线上,带电体就会做曲线运动。
2.如图所示,在水平连线MN和PQ间有竖直向上的匀强电场,在MN上方有水平向里的匀强磁场。两个质量和带电量均相等的带正电的粒子A、B,分别以水平初速度v0、2v0从PQ连线上O点先后进入电场,带电粒子A、B第一次在磁场中的运动时间分别为tA和tB,前两次穿越连线MN时两点间的距离分别为dA,和dB,粒子重力不计,则
A. tA一定小于tB,dA一定等于dB
B. tA一定小于tB,dA可能小于dB
C. tA可能等于tB,dA一定等于dB
D. tA可能等于tB,dA可能小于dB
【答案】A
【解析】两带正电粒子先在电场中做类平抛运动后在磁场中做匀速圆周运动,设类平抛的