带电粒子在复合场中的运动 一、选择题(本题共8小题，1～5题为单选，6～8题为多选) 1．(2019·石景山区)如图所示，界面MN与水平地面之间有足够大正交的匀强磁场B和匀强电场E，磁感线和电场线都处在水平方向且互相垂直。在MN上方有一个带正电的小球由静止开始下落，经电场和磁场到达水平地面。若不计空气阻力，小球在通过电场和磁场的过程中，下列说法中正确的是( B ) A．小球做匀变速曲线运动 B．小球的电势能一定减少 C．洛伦兹力对小球做负功 D．小球的动能增量等于其重力势能的减少量 [解析] 小球进入混合场后，受重力、电场力、洛伦兹力共同作用，初速度竖直向下，电场力水平向右，洛伦兹力水平向右，因此，合力必不沿竖直方向，故粒子做曲线运动，运动过程中洛伦兹力时刻变化，故合力将会改变，小球做变速曲线运动，A错误；下落过程中，电场力将做正功，由功能关系得，电势能减小，B正确；小球从静止开始下落到水平地面过程中，洛伦兹力不做功，由动能定理得，小球落到水平地面时的动能等于其电势能和重力势能的减少量总和，C、D错误。 2．(2018·黑龙江双鸭山一中期末)如图所示，在互相垂直的匀强电场和匀强磁场中，电荷量为q的液滴在竖直面内做半径为R的匀速圆周运动。已知电场强度为E，磁感应强度为B，重力加速度为g，则液滴的带电性质和环绕速度分别为( B ) A．带正电， B．带正电， C．带负电， D．带负电， [解析] 液滴在复合场中做匀速圆周运动，重力和电场力平衡，则qE＝mg，液滴带正电。再根据qvB＝m得，v＝＝，B正确。 3．(2018·辽宁五校联考)如图所示，板间存在互相垂直的匀强电场和匀强磁场，不计重力的氘核、氚核和氦核初速度为零，经相同的电压加速后，从两极板中间垂直射入电磁场区域，且氘核沿直线射出。不考虑粒子间的相互作用，则射出时( D ) A．偏向正极板的是氚核 B．偏向正极板的是氦核 C．射入电磁场区域时，氚核的动能最大 D．射入电磁场区域时，氦核的动量最大 [解析] 在加速电场中，根据动能定理有Uq＝mv2，得v＝，则v氘＝v氦>v氚，氘核沿直线射出，则Eq＝qvB，E＝vB。氦核速度与氘核速度大小相等，也沿直线穿出，故B错误；对于氚核，Eq>qvB，则氚核偏向负极板，故A错误；射入电磁场区域时，由Uq＝mv2知，氦核的动能最大，故C错误；动量P＝＝，射入电磁场区域时，氦核的动量最大，D正确。 4．(2018·天津滨海新区模拟)如图所示，套在足够长的绝缘粗糙直棒上的带正电小球，其质量为m，带电荷量为q，小球可在棒上滑动。现将此棒竖直放入如图所示相互垂直的匀强磁场和匀强电场中，设小球电荷量不变，在小球由静止下滑的过程中( B ) A．小球加速度一直增大 B．小球速度一直增大，直到最后匀速 C．小球速度先增大，再减小，直到停止运动 D．杆对小球的弹力一直减小 [解析] 小球下滑过程中，受到重力、摩擦力(可能有)、弹力(可能有)、向左的洛伦兹力、向右的电场力。开始阶段，洛伦兹力小于电场力时，小球向下做加速运动，速度增大，小球所受的棒的弹力方向向左，大小FN＝qE－qvB，FN随着v的增大而减小，滑动摩擦力Ff＝μFN也减小，小球所受的合力F合＝mg－Ff，Ff减小，F合增大，加速度a增大。当洛伦兹力等于电场力时，合力等于重力，加速度最大。小球继续向下做加速运动，洛伦兹力大于电场力，小球所受的棒的弹力向右，大小FN＝qvB－qE，v增大，FN增大，Ff增大，F合减小，a减小。当mg＝Ff时，a＝0，故加速度先增大后减小，直到为零；小球的速度先增大，后不变；棒对球的弹力先减小后反向增大，最后不变，B正确，A、C、D错误。 5．(2018·河南省南阳市高三上学期第五次月考)如图所示，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ是竖直平面内三个相同的半圆形光滑轨道，K为轨道最低点，Ⅰ处于匀强磁场中，Ⅱ和Ⅲ处 ... ...
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