第 1 页 共 15 页 专题限时训练：带电粒子在电磁场中的运动 时间：45分钟 一、单项选择题 1．如图甲所示，两平行金属板MN、PQ的长度和板间距离相等，板间存在如图乙所示的电场强度随时间周期性变化的电场，电场方向与两板垂直．在t＝0时刻，一不计重力的带电粒子沿两板中线垂直于电场方向射入电场，粒子射入电场时速度大小为v0，t＝T时刻粒子刚好沿MN板右边缘射出电场，则( A ) A．该粒子射出电场时的速度方向一定垂直于电场方向 B．在t＝时刻，该粒子的速度大小为2v0 C．若该粒子在t＝时刻以速度v0进入电场，则粒子会打在板上 D．若该粒子的入射速度大小变为2v0，则该粒子仍在t＝T时刻射出电场 解析： 由题意，粒子在0～内做类平抛运动，在～T内做类斜抛运动，因粒子在电场中所受的电场力大小相等，由运动的对称性可知，粒子射出电场时的速度方向一定垂直于电场方向，选项A正确；水平方向上有l＝v0T，竖直方向上有l＝T，在t＝时刻粒子的速度大小v＝＝v0，选项B错误；若该粒子在t＝时刻以速度v0进入电场，粒子先向下做类平抛运动，再向下做类斜抛运动，恰好沿PQ板右边缘射出电场，选项C错误；若该粒子的入射速度变为2v0，则粒子在电场中的运动时间t＝＝，选项D错误． 2．如图所示，电子经电场加速后垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场中，在磁场中转半个圆周后打在P点，通过调节两极板间电压U可以控制P点的位置，设OP＝x，能够正确反映U与x关系的图象是下图中的( C ) 解析：电子在电场中加速，有qU＝mv2，进入磁场，有x＝2r＝，整理可得x2＝，选项C正确． 3．质谱仪是一种测定带电粒子比荷和分析同位素的重要工具．右图中的铅盒A中的放射源放出大量的带正电粒子(可认为初速度为零)，从狭缝S1进入电压为U的加速电场区加速后，再通过狭缝S2从小孔G垂直于MN射入偏转磁场，该偏转磁场是以直线MN为切线、磁感应强度为B，方向垂直于纸面向外半径为R的圆形匀强磁场．现在MN上的F点(图中未画出)接收到该粒子，且GF＝R.则该粒子的比荷为(粒子的重力忽略不计)( C ) A. B. C. D. 解析： 设粒子被加速后获得的速度为v，由动能定理有：qU＝mv2，粒子在磁场中做匀速圆周运动的轨道半径r＝，又qvB＝m，可求＝，选项C正确． 4．(2019·全国卷Ⅲ)如图，在坐标系的第一和第二象限内存在磁感应强度大小分别为B和B、方向均垂直于纸面向外的匀强磁场．一质量为m、电荷量为q(q>0)的粒子垂直于x轴射入第二象限，随后垂直于y轴进入第一象限，最后经过x轴离开第一象限．粒子在磁场中运动的时间为( B ) A. B. C. D. 解析： 设带电粒子进入第二象限的速度为v，在第二象限和第一象限中运动的轨迹如图所示，对应的轨迹半径分别为R1和R2，由洛伦兹力提供向心力有qvB＝m、T＝，可得R1＝、R2＝、T1＝、T2＝，带电粒子在第二象限中运动的时间为t1＝，在第一象限中运动的时间为t2＝T2，又由几何关系有cosθ＝，则粒子在磁场中运动的时间为t＝t1＋t2，联立以上各式解得t＝，选项B正确，A、C、D均错误． 5．电动自行车是一种应用广泛的交通工具，其速度控制是通过转动右把手实现的，这种转动把手称“霍尔转把”，属于传感器非接触控制．转把内部有永久磁铁和霍尔器件等，截面如图甲．开启电源时，在霍尔器件的上下面之间加一定的电压，形成电流，如图乙．随着转把的转动，其内部的永久磁铁也跟着转动，霍尔器件能输出控制车速的电压，已知电压与车速关系如图丙．以下关于“霍尔转把”叙述正确的是( B ) A．为提高控制的灵敏度，永久磁铁的上、下端分别为N、S极 B．按图甲顺时针转动电动车的右把手，车速将变快 C．图乙中从霍尔器件的左右侧面输出控制车速的霍尔电压 D．若霍尔器件的上下面之间所加电压正负极性对调，将影响车速控制 解析：因为霍 ... ...
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