第3节 带电粒子在复合场中的运动（只加试要求） (建议用时：40分钟) 1．(加试要求)如图8 3 20所示，一束负离子从S点沿水平方向射出，在没有电、磁场时恰好击中荧光屏上的坐标原点O；若同时加上电场和磁场后，负离子束最后打在荧光屏上坐标系的第Ⅲ象限中，则所加电场E和磁场B的方向可能是(不计离子重力及其间相互作用力)( ) 图8 3 20 A．E向上，B向上 B．E向下，B向下 C．E向上，B向下 D．E向下，B向上 C [负离子打在第Ⅲ象限，相对于原点O向下运动和向左运动，所以E向上，B向下，选项C正确．] 2．(多选)(2017·桐乡选考模拟) 质谱仪是一种测定带电粒子质量和分析同位素的重要工具，它的构造原理如图8 3 21所示，离子源S产生的各种不同正离子束(速度可看做为零)，经加速电场加速后垂直进入有界匀强磁场，到达记录它的照相底片P上，设离子在P上的位置到入口处S1的距离为x，可以判断( ) 图8 3 21 A．若离子束是同位素，则x越大，离子的质量越大 B．若离子束是同位素，则x越大，离子的质量越小 C．只要x相同，则离子的质量一定相同 D．只要x相同，则离子的比荷一定相同 AD [带电粒子通过加速电场加速，由动能定理qU＝mv2，得加速后粒子的速度v＝.进入质谱仪的磁场中，做匀速圆周运动，得圆周半径R＝＝，x＝2R，若离子束是同位素，则x越大，离子的质量越大，选项A正确，B错误；只要x相同，则离子的比荷一定相同，而质量不一定相同，选项C错误，D正确．] 3．(多选)如图8 3 22所示，已知一带电小球在光滑绝缘的水平面上从静止开始经电压U加速后，水平进入互相垂直的匀强电场E和匀强磁场B的复合场中(E和B已知)，小球在此空间的竖直面内做匀速圆周运动，则( ) 图8 3 22 A．小球可能带正电 B．小球做匀速圆周运动的半径为r＝ C．小球做匀速圆周运动的周期为T＝ D．若电压U增大，则小球做匀速圆周运动的周期增加 BC [小球在复合场中做匀速圆周运动，则小球受到的电场力和重力满足mg＝Eq，方向相反，则小球带负电，A错误；因为小球做圆周运动的向心力由洛伦兹力提供，由牛顿第二定律和动能定理可得：Bqv＝，Uq＝mv2，联立两式可得：小球做匀速圆周运动的半径r＝，由T＝可以得出T＝，与电压U无关，所以B、C正确，D错误．] 4．(多选)(2016·宁波模拟)如图8 3 23所示，一个不计重力的带电粒子以v0沿各图的虚线射入场中．A中是两条垂直纸平面的长直导线，通有等大反向的电流I，虚线是两条导线垂线的中垂线；B中是两个位置固定的等量同种点电荷，电荷量为＋Q，虚线是两位置连线的中垂线；C中是圆环线圈，环中的电流为I，虚线过圆心且垂直圆环平面；D中是正交的匀强电场和匀强磁场，虚线垂直于电场和磁场方向．其中，带电粒子可能做匀速直线运动的是( ) A B C D 图8 3 23 AC [A项，通电直导线产生恒定的磁场，根据右手定则可知虚线上的磁场方向为沿虚线向右，带电粒子运动方向与磁场方向平行，所以带电粒子不受到洛伦兹力的作用，粒子所受合外力为零，即带电粒子做匀速直线运动，故选择A项．B项，带电粒子受到库仑力的作用，根据受力分析可得，所受合外力沿虚线方向，且不等于零，处于一直变化中，所以粒子做加速度变化的变速直线运动，即一定不可能做匀速直线运动，故不选择B项．C项，圆线圈上的电流产生恒定的磁场，根据右手定则可知虚线上的磁场方向与虚线共线，与带电粒子运动方向平行，所以带电粒子不受到洛伦兹力的作用，粒子所受合外力为零，即粒子做匀速直线运动，故选择C项．D项，若粒子带正电，在电场中受到竖直向上的电场力，根据左手定则可知粒子在磁场中受到竖直向上的洛伦兹力；若粒子带负电，则在电场中受到竖直向下的电场力，根据左手定则可知在磁场中受到竖直向下的洛伦兹力， ... ...
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