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1、第 课时 带电粒子在复合场中的运动及应用实例课后巩固训练对点训练知能达标【测控导航】知识点题号1.带电粒子在组合场中的运动3、5、62.带电粒子在复合场中的运动1、2、4、103.运动实例分析7、& 917题为单选题;89题为多选题1. （2012杭州月考）有一个带电荷量为+q、重力为G的小球，从两竖直 的带电平行板上方h处自由落下，两极板间另有匀强磁场，磁感应强 度为B,方向如图所示，则带电小球通过有电场和磁场的空间时，下列 说法正确的是（A ）卜箕X ； Xx+-XX XX+-XX XX+-XX XX+-XX XX+A. 定做曲线运动B. 不可能做曲线运动C. 有可能做匀加速运动D. 有可
2、能做匀速运动解析：由于小球的速度变化时，洛伦兹力会变化，小球所受合力变化，小球不可能做匀速或匀加速运动，选项B、C D错,选项A正确.故选A.2. （2012三明一中模拟）如图所示,一个质量为m带电量为+q的小球， 以初速度vo自h高度处水平抛出.不计空气阻力.重力加速度为g.若 在空间再加一个垂直纸面向外的匀强磁场，小球水平抛出后恰沿圆弧 轨迹运动，落地点P到抛出点的距离为h,则该磁场磁感应强度B的大小为（A ）A.B.C.2qh解析：再加匀强磁场后，小球做圆周运动，洛伦兹力充当向心力，设轨 道半径为R根据几何关系得P点到抛出点的水平距离 x二Qh, R=（R-h）2+x2,解得:R=”,由
3、qvoB=m ,得B二.故选A.3. （ 2013广元模拟）为了诊断病人的心脏功能和动脉血液黏稠情况 ， 需测量血管中血液的流量，如图所示为电磁流量计示意图，将血管置 于磁感应强度为B的磁场中，测得血管两侧a、b两点间电压为u,已 知血管的直径为d,则血管中血液的流量 Q（单位时间内流过的体积） 为（C ）A.B.曲D.沁為联立解得Q=,选项C正确.4. 如图所示,Qi、Q带等量正电荷，固定在光滑的绝缘杆的两端，杆上套 一带正电的小球，杆所在的区域同时存在一个匀强磁场 ，方向如图所 示，小球的重力不计.现将小球从图示位置由静止释放，在小球运动过 程中,下列说法中正确的是（B ）A. 小球的速度
4、将一直增大B. 小球的加速度将不断变化C. 小球所受洛伦兹力将一直增大D. 小球所受洛伦兹力大小变化，方向不变解析：Q、Q连线上中点处电场强度为零，从中点向两侧电场强度增大 且方向都指向中点，故小球所受电场力总是指向中点，又因杆光滑，所 以小球将做关于Q、Q连线中点对称的往复运动，中点位置速度最大， 两端速度为零，所以洛伦兹力的大小和方向都不断变化.由以上分析可知选项B正确.5. 如图是质谱仪的工作原理示意图.带电粒子被加速电场加速后，进 入速度选择器.速度选择器内相互正交的匀强磁场和匀强电场的强度 分别为B和E.平板S上有可让粒子通过的狭缝P和记录粒子位置的胶片AA平板S下方有磁感应强度为B
5、o的匀强磁场.下列表述正确的 是（A ）A. 质谱仪是分析同位素的重要工具B. 速度选择器中的磁场方向垂直纸面向里C. 能通过狭缝P的带电粒子的速率等于2E/BD. 粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P,粒子的比荷越小解析：由加速电场可见粒子所受电场力向下，即粒子带正电，在速度选 择器中，电场力水平向右，则洛伦兹力水平向左，故速度选择器中磁场 方向垂直纸面向外，选项B错误;粒子经过速度选择器时满足qE二qvB 可知能通过狭缝P的带电粒子的速率等于E/B,选项C错误.带电粒子 进入下方磁场做匀速圆周运动则有 r=,可见当v相同时,r *,所涸一以可以用来区分同位素，且r越小，比荷就越大，选项D错误.
6、6. （2013乐山模拟）如图，质量为m电荷量为e的电子的初速度为零， 经电压为U的加速电场加速后进入磁感应强度为 B的偏转磁场（磁场 方面垂直纸面）,其运动轨迹如图所示.以下说法中正确的是（D ）A. 加速电场的场强方向向上B. 偏转磁场的磁感应强度方向垂直纸面向里C. 电子在电场中运动和在磁场中运动时，加速度都不变，都是匀变速运动D. 电子在磁场中所受的洛伦兹力的大小为F洛=- !2eUmm解析：电子带负电荷，其在电场中受到的电场力竖直向上，所以场强方 向肯定竖直向下，选项A错误；根据左手定则可知，偏转磁场的磁感应 强度方向垂直纸面向外，选项B错误；电子在电场中运动的加速度不 变，做的是匀
7、变速运动，而在磁场中运动时，加速度大小不变，方向时 刻改变，所以做的是非匀变速运动，选项C错误；设电子进入磁场时的 速度大小为v,则eU= mv, F洛=Bve联立解得F洛=5 选项D正确.本题答案为D.7. （2012哈六中一模）美国物理学家劳伦斯设计的回旋加速器，应用带 电粒子在磁场中做圆周运动的特点，能使粒子在较小的空间范围内经 过电场的多次加速获得较大的能量，使人类在获得较高能量带电粒子 方面前进了一步.如图所示为一种改进后的回旋加速器示意图，其中盒缝间的加速电场场强大小恒定，且被限制在A、C板间.带电粒子从 P0处静止释放，并沿电场线方向射入加速电场，经加速后再进入D形盒 中的匀强磁
8、场做匀速圆周运动.对于这种改进后的回旋加速器，下列说法正确的是（D ）A. 带电粒子每运动一周被加速二次B. =C. 加速粒子的最大速度与D形盒的半径无关D. 加速电场方向不需要做周期性的变化 解析：由题图可以看出，带电粒子每运动一周被加速一次，选项A错误； 由r=和Uq= m - m :可知,带电粒子每运动一周，电场力做功 都相同，动能增量都相同，但速度的增量不相同，故粒子做圆周运动的半径增加量不相同，选项B错误；由v=_可知,加速粒子的最大速度与mD形盒的半径r有关,选项C错误;由图可知,粒子每次都是从A板进敦师入电场加速，所以加速电场方向不需改变，选项D正确.強 带电粒子在回旋加速器中加
9、速，所能达到的最大速度受 D形盒半径r的制约,与加速电压U的大小无关.8. （2013巴中模拟）磁流体发电是一项新兴技术，它可以把物体的内能直接转化为电能，如图是它的示意图.平行金属板A、B之间有一个很强的磁场，将一束等离子体（即高温下电离的气体，含有大量正、负带电粒子）喷入磁场,A、B两板间便产生电压.如果把A、B和一电阻连 接,A、B就是一个直流电源的两个电极.设A B两板间距为d,磁感应 强度为B,等离子体以速度v沿垂直于磁场的方向射入 A、B两板之间, 则下列说法正确的是（BC ）A. A是直流电源的正极B. B是直流电源的正极C. 电源的电动势为BdvD. 电源的电动势为qvB解析：
10、根据左手定则，正电荷受到的洛伦兹力方向向下，负电荷受力向 上，所以正电荷向下偏转打到电极 B上，负电荷打到电极A上,即A负、 B正，选项A错误,B正确；在达到平衡时，Eq二BvqU二Ed所以U=Bdv选 项C正确,D错误.9. （2013攀枝花模拟）如图所示，I、H、皿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，和皿处于匀 强电场中，三个完全相同的带正电小球 a、b、c从轨道最高点自由下 滑至第一次到达最低点k的过程中，下列说法中正确的有（BC ）IuA. 在k处球b速度最大B. 在k处球c对轨道压力最大C. 球b需时最长D. 球c机械能损失最多解析：三个球的重力
11、做功相同,a球所受的洛伦兹力不做功,b球所受 的电场力做负功，c球所受的电场力做正功，根据动能定理可知，在k 处球c速度最大,选项A错误;设小球在k处的速度大小为v则小球 对轨道的压力大小为F=mg+ ,因为在k处球c速度最大,所以在k处r球c对轨道压力最大，选项B正确；三个小球运动的路程相等，根据动 能定理，运动到相同位置处时球b的速率最小，所以球b需时最长，选 项C正确;除重力外,其他力所做的功等于机械能的改变量，显然,a球 的机械能守恒,b球的机械能减小,c球的机械能增加，所以球b机械能 损失最多,选项D错误.10黨(2013济宁市一模)如图所示,K与虚线MN之间是加速电场.P、Q 是两
12、平行极板，提供偏转电场，极板间的距离及板长均为 d,右侧紧挨 匀强磁场,磁场宽度为 p,最右侧是荧光屏.图中A点与O点的连线垂 直于荧光屏.一带正电的粒子由静止被加速，从A点离开加速电场，垂 直射入偏转电场，离开偏转电场后进入匀强磁场，最后恰好垂直地打 在图中的荧光屏上.已知加速电压为 U,偏转电压U2=2U,磁场区域在 竖直方向足够长，磁感应强度为B,不计粒子的重力.求：0”X一XXX-xj X X X一-x-xX M-X-XX XX X(1) 粒子穿出偏转电场时的速度偏转角(2) 粒子的比荷；解析:(1)轨迹如图:粒子在加速电场中：qUi=m02粒子在偏转电场中:d=votVy=at a=_mtan 0 =又已知：U2=2U,联立以上各式解得：tan 0 =1,即：0 =45(2)进入磁场中速度:v= vo在磁场中：qvB=m由几何关系：7d=Rsin 45 求得粒子的比荷：=. 二 4TB2答案:见解析.
