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1、全国各地接二连三地发生了多起特大安全事故，造成严重的人员伤亡，特别是北京密云、吉林商厦等特大安全事故，引起了党中央和国务院的高度关注狂刷15 带电粒子在组合场和复合场中的运动1如图所示为一速度选择器，内有一磁感应强度为B、方向垂直纸面向外的匀强磁场，一束粒子流以速度v水平射入，为使粒子流经过磁场时不偏转（不计重力），则磁场区域内必须同时存在一个匀强电场，关于此电场强度大小和方向的说法中，正确的是A大小为，粒子带正电时，方向向上B大小为，粒子带负电时，方向向上C大小为Bv，方向向下，与粒子带何种电荷无关D大小为Bv，方向向上，与粒子带何种电荷无关【答案】D确答案为D。2如图所示，两根长直导线竖直
2、插入光滑绝缘水平桌面上的M、N两小孔中，O为M、N连线中点，连线上a、b两点关于O点对称。导线均通有大小相等、方向向上的电流。已知长直导线在周围产生的磁场的磁感应强度，式中k是常数、I是导线中电流、r为点到导线的距离。一带正电的小球以初速度v0从a点出发沿连线运动到b点。关于上述过程，下列说法正确的是A小球一直做匀速直线运动B小球先做加速运动后做减速运动C小球对桌面的压力先减小后增大D小球对桌面的压力一直在增大【答案】AD一直在增大，故BC错误，AD正确。3如图所示为研究某种带电粒子的装置示意图，粒子源射出的粒子束以一定的初速度沿直线射到荧光屏上的O点，出现一个光斑。在垂直于纸面向里的方向上加
3、一磁感应强度为B的匀强磁场后，粒子束发生偏转，沿半径为r的圆弧运动，打在荧光屏上的P点，然后在磁场区域再加一竖直向下，场强大小为E的匀强电场，光斑从P点又回到O点，关于该粒子（不计重力），下列说法正确的是A粒子带负电B初速度为C比荷为D比荷为【答案】D【解析】垂直于纸面向里的方向上加一磁感应强度为B的匀强磁场后，粒子束打在荧光屏上的P点，根据左手定则可知，粒子带正电，选项A错误；当电场和磁场同时存在时，解得，选项B错误；在磁场中时，由，可得：，故选项D正确，C错误。【名师点睛】本题主要是考查带电粒子在复合场的运动，解答本题要能够根据共点力的平衡条件分析洛伦兹力和电场力的大小关系；在复合场中做匀
4、速直线运动粒子，在解题时要注意过程分析和受力分析。4在如图所示的平行板电容器中，电场强度E和磁感应强度B相互垂直，一带正电的粒子q以速度v沿着图中所示的虚线穿过两板间的空间而不偏转（忽略重力影响）。以下说法正确的是A带电粒子在电磁场中受到的电场力、洛伦兹力相互垂直B若粒子带负电，其他条件不变，则带电粒子向上偏转C若粒子所带电荷量加倍，其他条件不变，则粒子仍沿直线穿过两板D若粒子从右侧沿虚线飞入，其他条件不变，则粒子仍沿直线穿过两板【答案】C项D错误。5如图所示，MPQO为有界的竖直向下的匀强电场，电场强度为E，ACB为光滑固定的半圆形轨道，圆轨道半径为R，AB为圆的水平直径的两个端点，AC为圆
5、弧，一个质量为m，电荷量为-q的带电小球，从A点正上方高为H处由静止释放，关于带电小球的运动情况，下列说法正确的是A小球一定能从B点离开轨道B小球在AC部分不可能做匀速圆周运动C若小球能从B点离开，上升的高度一定小于HD小球到达C点的速度不可能为零【答案】CD动，故D正确。【名师点睛】带电粒子在复合场中运动问题的分析思路（1）正确的受力分析：除重力、弹力和摩擦力外，要特别注意电场力和磁场力的分析。（2）正确分析物体的运动状态：找出物体的速度、位置及其变化特点，分析运动过程。如果出现临界状态，要分析临界条件。带电粒子在复合场中做什么运动，取决于带电粒子的受力情况。当粒子在复合场内所受合力为零时，
6、做匀速直线运动（如速度选择器）。当带电粒子所受的重力与电场力等值反向，洛伦兹力提供向心力时，带电粒子在垂直于磁场的平面内做匀速圆周运动。当带电粒子所受的合力是变力，且与初速度方向不在一条直线上时，粒子做非匀变速曲线运动，这时粒子的运动轨迹既不是圆弧，也不是抛物线，由于带电粒子可能连续通过几个情况不同的复合场区，因此粒子的运动情况也发生相应的变化，其运动过程也可能由几种不同的运动阶段所组成。6如图所示，一个带正电的物体，从固定的粗糙斜面顶端沿斜面滑到底端时的速度为v，若加上一个垂直纸面向外的匀强磁场，则物体沿斜面滑到底端时的速度A变小 B变大C不变 D不能确定【答案】B【解析】由左手定则可知物块
7、受到垂直于斜面向上的洛伦兹力，物块与斜面之间的压力减小，所以摩擦力减小，由动能定理得，由于Ff减小，故vt增大，故B正确。7利用霍尔效应制作的霍尔元件，广泛应用于测量和自动控制等领域。如图所示是霍尔元件的工作原理示意图，磁感应强度B垂直于霍尔元件的工作面向下，通入图示方向的流I，C、D两侧面会形成电势差，该电势差可以反映磁感应强度B的强弱，则下列说法中正确的是A若元件的载流子是正离子，则C侧面电势高于D侧面电势B若元件的载流子是自由电子，则D侧面电势高于C侧面电势C在测地球北极上方的地磁场强弱时，元件的工作面应保持水平D在测地球赤道上方的地磁场强弱时，元件的工作面应保持水平【答案】ABC在测地
8、球赤道上方的地磁场强弱时，元件的工作面应保持竖直，故D错误。8如图，一束带电粒子以一定的初速度沿直线通过由相互正交的匀强磁场B和匀强电场E组成的速度选择器，然后粒子通过平板S上的狭缝P，进入另一匀强磁场B，最终打在AlA2上。下列表述正确的是A粒子带负电B所有打在AlA2上的粒子，在磁场B中运动时间都相同C能通过狭缝P的带电粒子的速率等于D粒子打在AlA2上的位置越靠近P，粒子的比荷越大【答案】CD则半径越小，粒子的比荷越大，故D正确。9如图是磁流体发电机的装置，a、b组成一对平行电极，两板间距为d，板平面的面积为S，内有磁感应强度为B的匀强磁场。现在持续将一束等离子体（即高温下电离的气体，含
9、有大量带正电和负电的微粒，而整体呈中性），垂直喷入磁场，每个离子的速度为v，负载电阻阻值为R，当发电机稳定发电时，负载中电流为I，则Aa板电势比b板电势低B磁流体发电机的电动势E=BdvC负载电阻两端的电压大小为BdvD两板间等离子体的电阻率【答案】BD【解析】根据左手定则，正电荷向上偏转，所以a板带正电，电势高，故A错误；最终电荷在电场力和洛伦兹力作用下处于平衡，有，解得E=Bdv，故B正确；根据闭合电路欧姆定律，有，故路端电压，即ab两板间的电势差为，电阻R两端的电压也为，故C错误；又，r为板间电离气体的电阻，且，联立得到电阻率的表达式为，故D正确。10如图所示，甲带负电，乙是不带电的绝缘
10、物块，甲乙叠放在一起，置于粗糙的水平地板上，地板上方空间有垂直纸面向里的匀强磁场，现加一水平向左的匀强电场，发现甲、乙间无相对滑动，并一起向右加速运动。在加速运动阶段A甲、乙两物块间的摩擦力不变B甲、乙两物块做加速度减小的加速运动C乙物块与地面之间的摩擦力不断变大D甲、乙两物体可能做匀加速直线运动【答案】BC摩擦力不断减小，故AD错误，BC正确。11粒子回旋加速器的工作原理如图所示，置于真空中的D型金属盒的半径为R，两金属盒间的狭缝很小，磁感应强度为B的匀强磁场与金属盒盒面垂直，高频率交流电的频率为f，加速器的电压为U，若中心粒子源处产生的质子质量为m，电荷量为+e，在加速器中被加速。不考虑相
11、对论效应，则下列说法正确是A质子被加速后的最大速度不能超过2RfB加速的质子获得的最大动能随加速电场U增大而增大C质子第二次和第一次经过D型盒间狭缝后轨道半径之比为D不改变磁感应强度B和交流电的频率f，该加速器也可加速粒子【答案】AC带电粒子在磁场中运动的周期与加速电场的周期相等，根据T=2m/qB知，换用其它粒子，粒子的比荷变化，周期变化，回旋加速器需改变交流电的频率才能加速其它粒子，故D错误。【名师点睛】回旋加速器运用电场加速磁场偏转来加速粒子，根据洛伦兹力提供向心力可以求出粒子的最大速度，从而求出最大动能。在加速粒子的过程中，电场的变化周期与粒子在磁场中运动的周期相等。12速度相同的一束
12、粒子（不计重力）经过速度选择器后射入质谱仪后的运动轨迹如图所示，则下列相关说法中正确的是A这束带电粒子带正电B速度选择器的P1极板带负电C能通过狭缝S0的带电粒子的速率等于D若粒子在磁场中运动半径越大，则该粒子的比荷越小【答案】ACD【解析】由题图可知，带电粒子进入匀强磁场B2时向下偏转，所以粒子所受的洛伦兹力方向向下，根据左手定则判断得知该束粒子带正电，故A正确。在平行金属板中受到电场力和洛伦兹力两个作用而做匀速直线运动，由左手定则可知，洛伦兹力方向竖直向上，则电场力方向向下，粒子带正电，电场强度方向向下，所以速度选择器的P1极板带正电，故B错误。粒子能通过狭缝，电场力与洛伦兹力平衡，则有：
13、qvB1=qE，解得，故C正确。粒子进入匀强磁场B2中受到洛伦兹力而做匀速圆周运动，由牛顿第二定律得，解得，可见，由于v是一定的，B不变，半径r越大，则越小，故D正确。13如图所示为研究某种带电粒子的装置示意图，粒子源射出的粒子束以一定的初速度沿直线射到荧光屏上的O点，出现一个光斑。在垂直于纸面向里的方向上加一磁感应强度为B的匀强磁场后，粒子束发生偏转，沿半径为r的圆弧运动，打在荧光屏上的P点，然后在磁场区域再加一竖直向下，场强大小为E的匀强电场，光斑从P点又回到O点，关于该粒子（不计重力），下列说法正确的是A粒子带负电B初速度为C比荷为D比荷为【答案】D【名师点睛】本题主要是考查带电粒子在复
14、合场的运动，解答本题要能够根据共点力的平衡条件分析洛伦兹力和电场力的大小关系；在复合场中做匀速直线运动粒子，在解题时要注意过程分析和受力分析。14如图所示，有一混合正离子束先后通过正交电磁场区域和匀强磁场区域，如果这束正离子束在区域中不偏转，进入区域后偏转半径R相同，则它们具有相同的A电荷量 B质量C速度 D比荷【答案】CD些离子具有相同的比荷，选项CD正确，选项AB错误。【名师点拨】带电粒子在正交的匀强电场和匀强磁场中运动，要注意对其进行运动状态的分析和受力分析，此种情况往往会出现电场力和磁场力平衡，从而可得到带电粒子能匀速直线通过正交的匀强电场和匀强磁场的条件，即为。这种问题的本质还是力学
15、问题，往往要按力学的基本思路，运用力学的基本规律研究和解决此类问题。15如图所示，一束含有、的带电粒子束从小孔O1处射入速度选择器，其中沿直线O1O2运动的粒子在小孔O2处射出后垂直进入偏转磁场，最终打在P1、P2两点，不计粒子间的相互作用。则A打在P1点的粒子是BO2P2的长度是O2P1长度的2倍C粒子与粒子在偏转磁场中运动的时间之比为2:1D粒子与粒子在偏转磁场中运动的时间之比为1:1【答案】B【解析】带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，所以，所以，可知粒子的比荷越大，则运动的半径越小，所以打在P1点的粒子是，打在P2点的粒子是，故A错误；因粒子与粒子在偏转磁场中运动的半径比为1:2，则O2P1和O2P2长度之比
