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1、2022年高考物理一輪復習 專題八 磁場 第3講 帶電粒子在復合場中的運動學案 一、單項選擇題 1．(2016年四川綿陽高三診斷)如圖K8-3-1所示，平行金屬板P、Q間有磁感應強度為B的勻強磁場，靜止的電子在O處經(jīng)加速電壓U作用后由P板上的小孔垂直進入磁場，打在Q板上的A點．現(xiàn)使磁感應強度大小B加倍，要使電子的運動軌跡不發(fā)生變化，仍打在Q板上的A點，應該使U變?yōu)樵瓉淼?　　) 圖K8-3-1 A．4倍 B．2倍 C. 倍 D. 倍 2．帶電粒子垂直進入勻強電場或勻強磁場中時粒子將發(fā)生偏轉(zhuǎn)，稱這種電場為偏轉(zhuǎn)電場，這種磁場為偏轉(zhuǎn)磁場．下列說法錯誤的是(粒子重力不計)(　　)

2、 A．欲把速度不同的同種帶電粒子分開，既可采用偏轉(zhuǎn)電場，也可采用偏轉(zhuǎn)磁場 B．欲把動能相同的質(zhì)子和α粒子分開，只能采用偏轉(zhuǎn)電場 C．欲把由靜止經(jīng)同一電場加速的質(zhì)子和α粒子分開，偏轉(zhuǎn)電場和偏轉(zhuǎn)磁場均可采用 D．欲把初速度相同而比荷不同的帶電粒子分開，偏轉(zhuǎn)電場和偏轉(zhuǎn)磁場均可采用 3．如圖K8-3-2所示，在第Ⅱ象限內(nèi)有水平向右的勻強電場，電場強度為E，在第Ⅰ、Ⅳ象限內(nèi)分別存在如圖所示的勻強磁場，磁感應強度大小相等．有一個帶電粒子以垂直于x軸的初速度v0從x軸上的P點進入勻強電場中，并且恰好與y軸的正方向成45°角進入磁場，又恰好垂直于x軸進入第Ⅳ象限的磁場．已知OP之間的距離為d，則帶電粒

3、子在磁場中第二次經(jīng)過x軸時，在電場和磁場中運動的總時間為(　　) 圖K8-3-2 A. B.(2＋5π) C. D. 4．如圖K8-3-3所示，某種帶電粒子由靜止開始經(jīng)電壓為U1的電場加速后，射入水平放置的電勢差為U2的兩導體板間的勻強電場中，帶電粒子沿平行于兩板的方向從兩板正中間射入，穿過兩板后又垂直于磁場方向射入邊界線豎直的勻強磁場中，則粒子射入磁場和射出磁場的M、N兩點間的距離d隨著U1和U2的變化情況為(不計重力，不考慮邊緣效應)(　　) 圖K8-3-3 A．d隨U1變化，d與U2無關 B．d與U1無關，d隨U2變化 C．d隨U1變化，

4、d隨U2變化 D．d與U1無關，d與U2無關 5．(2017年安徽淮北第一中學高三檢測)如圖K8-3-4所示，平行板電容器豎直放置，右側(cè)極板中間開有一小孔，兩極板之間的距離為12 cm，內(nèi)部電場強度大小為10 N/C，極板右側(cè)空間是磁感應強度大小為0.5 T的勻強磁場．一比荷為1.6×102 C/kg的帶負電粒子，從電容器中間位置以大小為8 m/s的初速度平行于極板方向進入電場中，經(jīng)過電場偏轉(zhuǎn)，從電容器極板正中間的小孔進入磁場，不計帶電粒子的重力及空氣阻力．下面說法不正確的是(　　) 圖K8-3-4 A．電容器極板長度為8 ×10－2 m B．粒子進入磁場時的速度大小為16 m/

5、s C．粒子進入磁場時速度與水平方向夾角為60° D．粒子在磁場中的運動時間為 s 二、多項選擇題 6．如圖K8-3-5所示，在勻強電場和勻強磁場共存的區(qū)域內(nèi)，電場強度為E，方向豎直向下，磁場的磁感應強度為B，方向垂直于紙面向里，一質(zhì)量為m的帶電粒子，在場區(qū)內(nèi)的豎直平面內(nèi)做勻速圓周運動，則可判斷該帶電粒子(　　) 圖K8-3-5 A．帶有電荷量為的負電荷 B．沿圓周逆時針運動 C．運動的角速度為 D．運動的速率為 7．(2017年遼寧實驗中學分校高三月考)如圖K8-3-6所示，長均為d的兩正對平行金屬板MN、PQ水平放置，板間距離為2d，板間有正交的勻強電場和勻強磁場

6、，一帶電粒子從MP的中點O垂直于電場和磁場方向以v0射入，恰沿直線從NQ的中點A射出；若撤去電場，則粒子從M點射出(粒子重力不計)．以下說法正確的是(　　) 圖K8-3-6 A．該粒子帶正電 B．該粒子帶正電、負電均可 C．若撤去磁場，則粒子射出時的速度大小為2v0 D．若撤去磁場，則粒子射出時的速度大小為v0 8．(2017年河北石家莊辛集中學高三第三次階段測試)如圖K8-3-7所示，在xOy 坐標系中， y>0 的范圍內(nèi)存在著沿 y 軸正方向的勻強電場，在 y<0 的范圍內(nèi)存在著垂直紙面的勻強磁場(方向未畫出)．現(xiàn)有一質(zhì)量為 m，電荷量大小為－q(重力不計)的帶電粒子，以初

7、速度 v0(v0沿 x 軸正方向)從 y 軸上的 a 點出發(fā)，運動一段時間后，恰好從 x 軸上的 d 點第一次進入磁場，然后從O點第一次離開磁場．已知Oa＝l，Od＝2l，則(　　) 圖K8-3-7 A．電場強度E＝ B．電場強度E＝ C．磁場方向垂直紙面向里，磁感應強度的大小B＝　 D．磁場方向垂直紙面向里，磁感應強度的大小B＝　 三、非選擇題 9．如圖K8-3-8所示，在xOy直角坐標系中，第Ⅰ象限內(nèi)分布著方向垂直紙面向里的勻強磁場，第Ⅱ象限內(nèi)分布著方向沿y軸負方向的勻強電場．初速度為零、帶電荷量為q、質(zhì)量為m的粒子經(jīng)過電壓為U的電場加速后，從x軸上的A點垂直x軸進入磁場

8、區(qū)域，經(jīng)磁場偏轉(zhuǎn)后過y軸上的P點且垂直y軸進入電場區(qū)域，在電場中偏轉(zhuǎn)并擊中x軸上的C點．已知OA＝OC＝d.求電場強度E和磁感應強度B的大小(粒子的重力不計)． 圖K8-3-8 10．(2017年寧夏銀川一中高三五次月考)如圖K8-3-9所示，虛線MN下方空間存在水平向左的勻強電場和垂直紙面向外的勻強磁場，且磁感應強度B＝1 T，豎直面內(nèi)固定一半徑r＝1 m的絕緣且粗糙的半圓形軌道CD，該軌道的最高點D恰位于虛線MN上，最低點C的切線方向與水平方向夾角為θ＝37°.某一質(zhì)量m0＝4 kg的帶電物塊以v＝1 m/

9、s的速度水平向右飛行，在A點突然爆炸，分成質(zhì)量相等的兩塊，其中一塊以1.2 m/s的速度向相反方向飛出，另一塊(可視為質(zhì)點)在空中運動一段時間后，恰好從D點沿切線方向進入半圓形軌道，沿軌道內(nèi)側(cè)運動至末端點C時速度大小為6 m/s，且剛好能沿切線方向做直線運動．已知 sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，重力加速度g＝10 m/s2，試求： (1)物塊在D點時的速度大小． (2)沿軌道運動的物塊帶何種電荷？電荷量是多少？ (3)物塊在半圓形軌道中克服摩擦力所做的功． 圖K8-3-9 11．(2017年江西南昌十所省重點中學

10、高三二模)如圖K8-3-10所示，半徑r＝0.06 m的半圓形無場區(qū)的圓心在坐標原點O處，半徑r′＝0.1 m，磁感應強度大小B＝0.075 T的圓形有界磁場區(qū)的圓心坐標為(0,0.08 m)，平行金屬板MN的極板長l＝0.3 m，間距d＝0.1 m，極板間所加電壓U＝6.4×102 V，其中N極板上收集粒子全部中和吸收．一位于O處的粒子源向第Ⅰ、Ⅱ象限均勻地發(fā)射速度大小v＝6.0×105 m/s的帶正電粒子，經(jīng)圓形磁場偏轉(zhuǎn)后，從第Ⅰ象限出射的粒子速度方向均沿x軸正方向，若粒子重力不計、比荷＝108 C/kg，不計粒子間的相互作用力及電場的邊緣效應，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8.求： (1)粒子在磁場中的運動半徑r0. (2)從坐標(0,0.18 m)處射出磁場的粒子，其在O點入射方向與y軸夾角θ. (3)N板收集到的粒子占所有發(fā)射粒子的比例η. 圖K8-3-10