鲁科版高中物理选修31重难强化卷4　带电粒子在组合场和叠加场中的运动

1、.重难强化卷四带电粒子在组合场和叠加场中的运动40分钟90分一、选择题此题共4小题，每题6分1如图5所示，一电子束垂直于电场线与磁感线方向入射后偏向A极板，为了使电子束沿射入方向做直线运动，可采用的方法是 【导学号：46242246】图5A将变阻器滑动头P向右滑动B将变阻器滑动头P向左滑动C将极板间间隔 适当减小D将极板间间隔 适当增大D电子入射极板后，偏向A板，说明EqBvq，由E可知，减小场强E的方法有增大板间间隔 和减小板间电压，故C错误，D正确；而挪动滑动头P并不能改变板间电压，故A、B均错误2多项选择设空间存在竖直向下的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场，如图6所示，一离子在静电力和洛

2、伦兹力的作用下，从静止开场自A点沿曲线ACB运动，到达B点时速度为零，C点是运动的最低点，忽略重力，以下说法中正确的选项是A该离子必带正电荷BA点和B点位于同一高度C离子在C点时速度最大D离子到达B点时，将沿原曲线返回A点图6ABC在静电力作用下向下运动或在洛伦兹力作用下向右偏转，说明离子带正电，A正确；由能量关系可知，B、C正确3如图7所示的虚线区域内，充满垂直于纸面向里的匀强磁场和竖直向下的匀强电场一带电粒子a不计重力以一定的初速度由左边界的O点射入磁场、电场区域，恰好沿直线由区域右边界的O点图中未标出穿出假设撤去该区域内的磁场而保存电场不变，另一个同样的粒子b不计重力仍以一样初速度由O点

3、射入，从区域右边界穿出，那么粒子b【导学号：46242247】A穿出位置一定在O点下方B穿出位置一定在O点上方C在电场中运动时，电势能一定减小D在电场中运动时，动能一定减小图7Ca粒子要在电场、磁场的复合场区内做直线运动，那么该粒子一定沿程度方向做匀速直线运动，故对粒子a有qvBqE，即只要满足EBv，无论粒子带正电还是负电，粒子都可以沿程度直线穿出复合场区当撤去磁场只保存电场时，由于粒子b电性不确定，故无法判断粒子b从O点的上方或下方穿出，选项A、B错误；粒子b在穿过电场区的过程中必然受到电场力的作用而做类平抛运动，电场力做正功，其电势能减小，动能增大，选项C正确，D错误4多项选择如图8所示

4、为垂直纸面向里的匀强磁场，假设在空间中加一与磁场垂直的方向程度的匀强电场，某带电小球刚好沿图中的虚线PQ做直线运动那么以下判断正确的选项是图8A带电小球的速度一定不变B带电小球的速度可能增大C假如小球带正电荷，那么电场的方向应沿程度方向向右D假如小球带负电荷，小球的运动方向一定是从Q点向P点运动AD小球在重力、电场力和洛伦兹力作用下做直线运动，因为洛伦兹力随速度的变化而变化，故小球一定做匀速运动，速度不变，A正确，B错误；假如小球带正电荷，电场线方向一定程度向左，如下图，C错误；经分析知，洛伦兹力只能垂直于虚线向上，假如小球带负电荷，根据左手定那么知小球一定是从Q点运动到P点的，D正确二、非选

5、择题此题共4小题，共66分514分如图9所示，在平面直角坐标系xOy内，第象限存在沿y轴负方向的匀强电场，第象限以ON为直径的半圆形区域内存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场，磁感应强度为B.一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子，从y轴正半轴上yh处的M点，以速度v0垂直于y轴射入电场，经x轴上x2h处的P点进入磁场，最后以垂直于y轴的方向射出磁场不计粒子重力求：1电场强度的大小E；2粒子在磁场中运动的轨道半径r；3粒子从进入电场到分开磁场经历的总时间t. 【导学号：46242248】图9解析粒子的运动轨迹如下图1设粒子在电场中运动的时间为t1那么有2hv0t1，hat根据牛顿第二定律得Eqma解

6、得E.2设粒子进入磁场时速度为v，在电场中，由动能定理得Eqhmv2mv又Bqvm，解得r.3粒子在电场中运动的时间t1粒子在磁场中运动的周期T设粒子在磁场中运动的时间为t2，t2T，求得tt1t2.答案123614分如图10所示，匀强电场区域和匀强磁场区域是紧邻的且宽度均为d，电场方向在纸平面内，而磁场方向垂直纸面向里一带正电粒子从O点以速度v0沿垂直电场方向进入电场，在电场力的作用下发生偏转，从A点分开电场进入磁场，分开电场时带电粒子在电场方向的偏移量为d，当粒子从C点穿出磁场时速度方向与进入电场O点时的速度方向一致，不计带电粒子的重力，求：1带电粒子从C点穿出磁场时的速度v；2电场强度和

7、磁感应强度的比值.图10解析1带电粒子在电场中偏转，设粒子运动到A点时速度方向相对初始方向转过的角度为，垂直于电场方向的末速度为v，平行于电场方向的末速度为v，因为dv·tv0t，d·t，所以vvv0，所以vv0，tan 1，因此45°，即带电粒子进入磁场时的速度方向与程度方向成45°角斜向右下方带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，穿出磁场时速度大小为vv0，方向程度向右2设粒子带电荷量为q，带电粒子在电场中运动时，vat·，得E带电粒子在磁场中运动轨迹如下图，设粒子运动的轨迹半径为R，那么Rd又qvB，得B所以v0答案1v0，方向程度向右2v

8、0718分如图11甲所示，竖直面MN的左侧空间中存在竖直方向的匀强电场上、下及左侧无边界一个质量为m、电荷量为q、可视为质点的带正电小球，以程度初速度v0沿PQ向右做直线运动，Q位于MN上假设小球刚经过D点时t0，在电场所在空间叠加如图11乙所示随时间做周期性变化、垂直纸面向里的匀强磁场，使得小球再次通过D点时速度与PQ连线成90°角，D、Q间的间隔 为2L，t0小于小球在磁场中做圆周运动的周期，忽略磁场变化造成的影响，重力加速度为g.图111求电场强度的大小E和方向；2求t0与t1的比值；3小球过D点后做周期性运动，那么当小球运动的周期最大时，求出此时磁感应强度的大小B0及运动的最

9、大周期Tm.解析1不加磁场时，小球沿直线PQ做直线运动，那么有qEmg解得E，方向竖直向上2小球能再次通过D点，其运动轨迹如下图，设半径为r，做圆周运动的周期为T，那么有rv0t1，T，t0T解得.3当小球运动周期最大时，其运动轨迹应与MN相切由几何关系得2R2L由牛顿第二定律得qv0Bm解得B0Tm.答案见解析820分如图12所示，绝缘光滑轨道的斜面部分倾角为45°，O点处有一段小弧平滑连接在O点的右侧空间存在着竖直向上的匀强电场，在O、F之间的竖直空间内存在垂直纸面向里的匀强磁场在F点右侧的竖直空间内存在垂直纸面向外的匀强磁场，一质量为m、带电荷量为q的绝缘小球从轨道的A点无初速

10、度释放，经过O点后恰好能从G点G、D两点在同一程度线上射出电场强度E，磁感应强度均为B，OFFCCDDEL.图121小球开场释放的高度是多少？2要使小球打在DE挡板上，那么小球应在斜面上离O点的多大范围内静止释放？ 【导学号：46242249】解析1由题意可知，小球在复合场中受到的电场力为FqEmg，可知小球在磁场中做匀速圆周运动，小球恰好能从G点分开磁场时，由图可知半径R由洛伦兹力提供向心力可得qvB小球从A点运动到O点时，由动能定理可得mghmv2联立可得h.2由于OFFCCDDEL，小球刚好击中E点时，根据磁场的对称性和几何关系可知，小球的速度方向与DE垂直，作出小球的运动轨迹如下图，那么小球做圆周运动的半径RL设此时小球的速