《带电粒子在复合场中的运动》进阶练习（二）.doc

带电粒子在复合场中的运动进阶练习一、单选题1.如图所示，从离子源发射出的正离子，经加速电压U加速后进入相互垂直的电场（E方向竖直向上）和磁场（B方向垂直纸面向外）中，发现离子向上偏转要使此离子沿直线通过电磁场，需要（）A.增加E，减小BB.增加E，减小UC.适当增加UD.适当减小B2.如图所示，空间分布着场强大小为E、方向竖直向上的匀强电场，电场中的O点固定一电荷量为-Q的点电荷，a、b、c、d四点在以点电荷为圆心、半径为r的圆周上，其中a、c连线与匀强电场的电场线垂直，b、d连线与匀强电场的电场线平行则以下说法中正确的是（）A.a、c两点电势相等、场强相同B.a、c两点的电势差Uac与b、d两点的电势差Ubd相等C.沿圆周上的路径adc和路径abc移动电荷时，电势能的变化情况完全相同D.若从a点竖直向上抛出一个带正电的小球，则小球可能围绕O点做匀速圆周运动3.如图所示，在两个水平放置的平行金属板之间，存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场，一束带电粒子（不计重力）沿着直线通过两板间而不发生偏转，则这些粒子一定具有相同的（）A.质量mB.初速度vC.电荷量qD.比荷二、填空题4.如图所示，虚线框内空间中同时存在着匀强电场和匀强磁场，匀强电场的电场线竖直向上，电场强度E=6104伏/米，匀强磁场的磁感线未在图中画出一带正电的粒子按图示方向垂直进入虚线框空间中，速度v=2105米/秒如要求带电粒子在虚线框空间做匀速直线运动，磁场中磁感线的方向是 _ ，磁感应强度大小为 _ 特（粒子所受重力忽略不计）5.空间存在水平方向的匀强电场和匀强磁场，强度分别为E=10 N/C，B=1T，如图所示有一质量为m=2.010-6 kg，带正电q=2.010-6 C的微粒，在此空间做匀速直线运动，其速度的大小为 _ 方向为 _ 参考答案【答案】1.C2.D3.B4.垂直纸面向外；0.35.20m/s；与水平方向成60角斜向右上方【解析】1. 解：要使粒子在复合场中做匀速直线运动，必须满足条件：Eq=qvB 根据左手定则可知正离子所受的洛伦兹力的方向竖直向下，因正离子向上极板偏转的原因是电场力大于洛伦兹力，所以为了使粒子在复合场中做匀速直线运动，则要么增大洛伦兹力，要么减小电场力 A、增大电场强度E，即可以增大电场力，减小磁感强度B，即减小洛伦兹力，不满足要求故A错误 B、减小加速电压U，则洛伦兹力减小，而增大电场强度E，则电场力增大，不满足要求，故B错误 C、加速电场中，根据eU=mv2可得v=；适当地增大加速电压U，从而增大洛伦兹力，故C正确 D、根据适当减小磁感应强度B，从而减小洛伦兹力，不满足要求，故D错误 故选：C 加速电场中，根据eU=mv2可得v=；粒子在复合场中做匀速直线运动的条件是：Eq=qvB 根据左手定则可知正离子所受的洛伦兹力的方向竖直向下，故正离子向上极板偏转的原因是电场力大于洛伦兹力，为了粒子在复合场中做匀速直线运动，要么增大洛伦兹力，要么减小电场力 本题中物体的运动分成两个阶段：在电场中的加速和在复合场中的匀速直线运动在解题时要注意过程分析和受力分析 2. 解：A、点a、c的电场强度大小相等，点电荷在ac两点的电势相等，电场E在ac两点的电势相等，所以ac两点的电势相等，而Q在a点与c点场强方向相反，因此a、c两点场强方向不相同；故A错误； B、若只考虑点电荷，则a、c两点的电势差Uac与b、d两点的电势差Ubd相等，但由于还处于匀强电场，则它们的电势差不相等；故B错误； C、沿圆周上的路径adc和路径abc移动同一电荷时，电势能的变化情况才完全相同；故C错误； D、若能做匀速圆周运动，要使小球所受的合力大小不变，方向变化，则应为匀强电场力与重力相平衡，合力为Q所给的库仑力，因此小球可能围绕O点做匀速圆周运动，故D正确； 故选：D 由电场场强的矢量叠加原理进行分析求解A项；依据电势差等于电势之差求解B选项；根据电场力做功与电势能变化的关系分析电荷电势能变化，分析C选项；由做匀速圆周运动条件分析D项 考查场强的叠加原理，关键明确矢量合成法则，知道电场力做功等于电势能的减小量，会分析匀速圆周运动的力学特点 3. 解：一束带电粒子（不计重力）沿着直线穿过两板间的空间而不发生偏转，知粒子受电场力和洛伦兹力平衡，有：qvB=qE，因为B与E是确定的，所以v=，知粒子的速度相同故B正确，A、C、D错误 故选：B 一束带电粒子（不计重力）沿着直线穿过两板间的空间而不发生偏转，知粒子受电场力和洛伦兹力平衡，根据平衡确定粒子的特性 解决本题的关键知道速度选择器选择粒子，通过平衡知，选择的粒子与粒子的电量、电性无关 4. 解：由题意可知，粒子受到电场力与洛伦兹力，两者相平衡，则有：qE=Bqv； 解得：B=T=0.3T； 根据受力平衡可知，带正电的粒子的洛伦兹力的方向竖直向下， 由左手定则可知，磁场的方向：垂直纸面向外； 故答案为：垂直纸面向外，0.3 根据匀速直线运动，处于平衡状态，则有电场力与洛伦兹力大小相等，方向相反，由左手定则，即可确定磁场的方向，由平衡方程，即可求解磁场的大小 考查受力分析与平衡方程的应用，掌握左手定则的应用，注意粒子带正电，及重力不计 5. 解：由于带正电的微粒在此空间恰好做直线运动，则有微粒所受洛伦兹力与其重力和所受电场力的合力平衡； 而电场力为： F=qE=210-6C10N/C=210-5N； G=mg=210-610=210-5N， 电场力与重力的合力等于：F合=410-5N； Bvq=F合 解得：v=20m/s； 方向与水平方向成60角斜向右上方； 故答案为：20m/s；与水平方向成60角斜向