专题4 带电粒子在叠加场中的运动问题的分析-2022年高考暑假补习班物理专题复习（教师版+学生版）

2021年高考物理专题必刷题训练 专题4 带电粒子在叠加场中的运动问题的分析 一、单项选择题 1.如图所示，匀强磁场方向水平向里，匀强电场方向竖直向下，有一正离子恰能沿直线从左向右水平飞越此区域，则（　　） A．若电子以同样大小的速度从右向左飞入，电子也沿直线运动 B．若电子以同样大小的速度从右向左飞入，电子将向上偏转 C．若电子以同样大小的速度从右向左飞入，电子将向下偏转 D．若电子以同样大小的速度从左向右飞入，电子将向上偏转 【答案】B 【解析】ABC．若电子以同样大小的速度从右向左飞入，电场力向上，洛伦兹力也向上，所以向上偏，故AC错误，B正确； D．若电子以同样大小的速度从左向右飞入，电场力向上，洛伦兹力向下．由题意知电子受力平衡将做匀速直线运动，故D错误。 故选B。 2.在磁感应强度为B0、方向竖直向上的匀强磁场中，水平放置一根长通电直导线，电流的方向垂直于纸面向里。如图所示，a、b、c、d是以直导线为圆心的同一圆周上的四点，在这四点中（　　） A．b、d两点的磁感应强度相同 B．a、b两点的磁感应强度相等 C．c点的磁感应强度的值最小 D．b点的磁感应强度的值最大 【答案】C 【解析】D．用右手螺旋定则判断通电直导线在a点由向上的磁场，还有电流产生的向上的磁场，根据磁场叠加原理，磁感应强度的值最大，方向向上，故D错误； AB．b点由向上的磁场，还有电流产生的水平向左的磁场，叠加后，方向向左上，d点磁场叠加后磁场方向为右上，故AB错误； C．c点两个磁场方向相反，叠加后，磁感应强度变小，故c点磁感应强度的值最小，故C正确。 故选C。 3．（2021·湖南邵阳市·高三一模）如图所示，有一混合正离子束从静止通过同一加速电场后，进入相互正交的匀强电场和匀强磁场区域I，如果这束正离子束在区域I中不偏转，不计离子的重力。则说明这些正离子在区域I中运动时一定相同的物理量是（　　） A．动能 B．质量 C．电荷 D．比荷 【答案】D 【解析】设加速电场的电压为U，则 设正交电场的场强为E，匀强磁场的磁感应强度为B，由于粒子在区域里不发生偏转，则 得 可知 其中E、B、U为相同值，正离子的比荷相等。 故选D。 4．（2021·山东枣庄市·高三二模）如图所示，虚线右侧有竖直向下的电场强度的匀强电场及垂直于电场向外的磁感应强度的匀强磁场。在光滑绝缘的水平面上有两个等大的金属小球A、B，小球A不带电，其质量，紧贴虚线静置的小球B带电量，其质量。小球A以速度水平向右与小球B发生正碰，碰后小球B垂直于电、磁场直接进入正交电、磁场中。刚进入正交电、磁场的瞬间，小球B竖直方向的加速度恰好为零。设小球A、B碰撞瞬间电荷均分，取。则下列说法正确的是（　　） A．碰后瞬间，小球A的速度大小为 B．小球A在刚进入正交电、磁场后的短时间内，其电势能减少 C．过程中，小球A对小球B做的功为 D．小球A、B之间的碰撞为弹性碰撞 【答案】C 【解析】A．小球A、B碰撞瞬间电荷均分，则两小球电荷量的绝对值均为 且小球B刚进入正交电、磁场的瞬间，竖直方向的加速度恰好为零，则有 解得碰后B球的速度为 小球A、B碰撞过程中，由动量守恒定律可得 解得，碰后瞬间小球A速度为 故A错误； B．小球A刚进入正交电、磁场后，由于 所以小球A向下偏，则电场力做负功，故其电势能增大，故B错误； C．根据动能定理，可知小球A对小球B做的功为 故C正确； D．由于碰撞前A、B系统机械能为 碰后系统机械能为 则，机械能不守恒，故小球A、B之间的碰撞为非弹性碰撞，故D错误。 故选C。 5.如图所示，带电小球P绕O点在竖直平面内做圆周运动，a、b连线为该圆竖直直径。已知该空间匀强电场的方向竖直向下，匀强磁场方向垂直纸面向里，则小球在做圆周运动过程中，下列判断正确的是（　　） A．小球可能带正电 B ... ...