1、带电粒子在复合场中的运动一、选择题（其中1 5题 ， 只有一个选项正确 ， 6- 8题有多个选项正确）1 .如图所示 ， 实线表示在竖直平面内的电场线 ， 电场线与水平方向成a角 ， 水平 方向 的匀强磁场与电场正交 ， 有一带电液滴沿斜向上的虚线L做直线运动 ， L与水平方向成 B角 ， 且aB,则下列说法中错误的是（）A.液滴一定做匀速直线运动B.液滴一定带正电C-电场线方向一定斜向上D.液滴有可能做匀变速直线运动解析 带电液滴做直线运动 ， 且受到洛伦兹力的作用 ， 这种直线运动必为匀速直线 运 动 ， 如果液滴的运动是变加速直线运动 ， 则合力必与该直线共线 ， 不管速度大小如何变 化 ， 所受洛伦兹力大小必变化 ， 所受合力将与直线L不再共线 。

2、. 由于受到洛伦兹力的作用 ， 液滴的直线运动必为匀速直线运动 ， 液滴受力平衡 ， 洛 伦兹 力必然垂直于直线向上 ， 据洛伦兹力的方向及磁场方向可以判断液滴带正电 ， 要想受力 平衡 ， 电场力方向必沿实线向上 ， D项错误. 答案D 设置目的复合场的叠加2. （2020 吉林实验中学）美国物理学家劳伦斯于1932年发明的回旋加速器 ， 利用 带电粒子在匀强磁场中做圆周运动的特点 ， 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.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 电场的场强大小恒定 ， 且被限制在A、C板间 ， 带电粒子从P 。
处由静止释放 ， 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 。

【2020|2020高三物理一轮复习题组层级快练33第八章磁场第4讲带电粒子在复合场中的运动】3、磁场中做匀速圆周运动.对于这种改进后的回旋加速器 ， 下列说法正确的是（）A.带电粒子每运动一周被加速一次B. PlP2= P2P3C粒子能获得的最大速度与D形盒的尺寸无关D.A、C板间的加速电场的方向需要做周期性的变化解析 带电粒子只有经过A、C板间时被加速 ， 即带电粒子每运动一周被加速一次,电场的方向没有改变 ， 则在 A、C间加速.故A项正确 ， D项错误.根据二 qB可知,PiP2= 2 （r 2 n） = 2m ， 因为每转一圈被加速一次,根据v?- w2=2ad,知每转一圈, qB速度的变化量不等 ， 且v3- V2VV2 V1,则PP2 RR,故B错误.当粒子从D形盒中出来时 ， 速度最大 ， 根据r二mV得 。

4、v=qBr.知加速粒子的最大速度与D形盒的半径 qB m有关.故C项错误.故选A项. 答案A设置目的本题考查了回旋加速器的工作原理 ， 关键是考查学生的理解和分析能力3. （2020 四川南充）为监测某化工厂的含有离子的污水排放情况 ， 技术人员在排污 管中安装了监测装置 ， 该装置的核心部分是一个用绝缘材料制成的空腔 ， 其宽和高分别 为b和c,左、右两端开口与排污管相连 ， 如图所示.在垂直于上、下底面方向加磁感应 强度大小为B的匀强磁场 ， 在空腔前、后两个侧面上各有长为a的相互平行且正对的电极M和N, M和N与内阻为R的电流表相连.污水从左向右流经该装 置 时 ， 电流表将显示出污水排放情况.下列说法中正确的是（ 。

5、）A. M板比N板电势高B.污水中离子浓度越高 ， 则电流表的示数越小C.污水流量越大 ， 则电流表的示数越大D.若只增大所加磁场的磁感应强度 ， 则电流表的示数将减小解析 根据左手定则 ， 正离子往N板偏 ， 负离子往M板偏 ， 最终M板带负电 ， N板带正电 ， M板电势比N板电势低 ， A项错误.最终正负离子在电场力和洛伦兹力的作UQB用下处于平衡 ， 有qb = qBv,污水的流量Q= vbc,所以M N两端间的电势差污水流量越大 ， 电势差越大 ， 电流表示数越大,增加磁感应强度 ， 电势差增大 ， 电流表示数也增大.电势差与污水中的离子浓度无关.B项错误 ， C项正确；若只增大所加磁场的磁感应强度 ， 则电流表的示数将增大 ， D项错误.答案C设置 。

6、目的以污水检测器为背景考查带电粒子在复合场中的运动、附加电场的形成、稳定电压的形成4. （2020 .永州三模） 电磁流量计广泛应用于测量可导电流 体（如污水）在管中流量（单位时间内通过管内横截面的流体 二 二 的体积）.为了简化 ， 假设流量计是如图所示的横截面长方匚=7=八形的一段管道 ， 其中空部分的长、宽、高分别为图中的a、b、c.流量计的两端与输送流体的管道相连（图中虚线） ， 图中流量计的上下两面是金属材料 ， 前后两面是绝缘 材料.现于流量计所在处加磁感应强度为B的匀强磁场 ， 磁场方向垂直于前后两面 ， 当导电流体稳定地流经流量计时 ， 在管外将流量计上、下两表面分别与一串接了电 阻R的电流表的两端连接. 。

7、I表示测得的电流值.已知液体的电阻率为p,不计电流表的内阻 ， 则可求得流量为（）pcp b1（ bR+7） （aR+ c）A.B.pa1( cFLp b c.I (R+p beD.解析本题的难点如下： 新情境下的“流量”概念 ， 如何用题目量进行表达 Q= vt - bc= v - be 怎样形成的稳定的电流？达到动态平衡 ， 上下极板聚集电荷.U Bqv=q - e,电阻的表达式中的I、S在此题中应如何表达？注意I为沿电流方向上的长度 ，c p ab 导电液中的导电粒子是什么？这一点要与霍尔效应区分开来 ， 此处给的是粒子运 动的 方向 ， 因此粒子可正可负 ， 自己可以假设 ， 不妨碍解题结果.自己如何构建题目中的 。

8、磁场？U UU综合以上分析可知：根据BqgqU,有二Be,所以8, bci b花bccpci (R+Pab) i (bR+亍)=bc =.故选A项BcB答案A 名师点拨 电磁流量计是一根管道内部没有任何阻碍流体流动的仪器 ， 所以可以用来测量粘度强腐蚀性流体的流量 ， 它还具有测量范围宽、反应快、易与其他自动控制配套等优 点当导电液流动时 ， 流体中定向移动离子受洛伦兹力作用 ， 在上下金属板上就聚集电 荷 ， 产生电场当导电液体匀速运动时 ， 有洛伦兹力等于电场力 ， 以形成稳定的流速.5. (2020 浙江省十二校新高考研究联盟第一次联考XXXXX力XXXXxlhy xE *XXXX图所示 ， 套在足够长的绝缘粗糙直棒上 。

9、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 ， 现将此棒竖直放入沿水平方向的且互相垂直的匀强磁场和匀强 电场 中.设小球电荷量不变 ， 小球由棒的下端以某一速度上滑的过程中一定有（）A.小球加速度一直减小B.小球的速度先减小 ， 直到最后匀速C.杆对小球的弹力一直减小D.小球受到的洛伦兹力一直减小解析小球上滑的过程中 ， 在竖直方向上受到竖直向下的重力和摩擦力作用 ， 所以小球的速度一直减小 ， 根据公式F洛二qvB,小球所受洛伦兹力一直减小 ， 选项B错 误 ，选项D正确；在水平方向上 ， 小球共受到水平向右的电场力、水平向左的洛伦兹力和杆 的弹力三个力的作用 ， 三力的合力为零 ， 如果刚开始 ， 小球的初速度较大 ， 其洛 。

10、伦兹力 大于电场力 ， 杆对小球的弹力水平向右 ， 大小Fn=F洛一 F会随着速度的减小而减小 ， 小球的加速度也一直减小；如果刚开始小球的初速度较小 ， 其洛伦兹力小 于电场力 ， 杆对小球的弹力水平向左 ， 大小Fn= F- F洛会随着速度的减小而增大 ， 小球的加速度也一直增大 ， 可见 ， 选项A、C错误 答案D设置目的复合场中运动的研究6. （2020 黑龙江省大庆）环形对撞机是研究高能粒子的重要装置.带电粒子被电压 加 速后 ， 注入对撞机的高真空环状的空腔内 ， 由于匀强磁场的作用 ， 带电粒子局限在圆环 状空腔内做半径恒定的圆周运动 ， 粒子碰撞时发生核反应.关于带电粒子的比荷q/m、加 速电压U和磁感应强度B以及粒子运动的周期 。

11、的关系 ， 下列说法中正 确的是（） A.对于给定的加速电压 ， 带电粒子的比荷q/m越大 ， 磁感应强度B越大B.对于给定的加速电压 ， 带电粒子的比荷q/m越大 ， 磁感应强度B越小 C.对于给定的带电粒子 ， 加速电压U越大 ， 粒子运动的周期越小v qvB=rrD.对于给定的带电粒子 ， 加速电压U越大 ， 粒子运动的周期越大解析带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动 ， 洛伦兹力提供向心力有:解得：m,粒子在电场中被加速 ， 由动能定理有:qU= 2mV,联立解得:R= ， 带电粒子运行的周期T=Bq ， 根据这两个表达式可知：对于给定的加 qB速电压 ， 带电粒子的比荷q越大 ， 磁感应强度B越小 ， B项正确 ， A项错误；对于给 m定的带电粒子 ， 加 。

12、速电压U越大 ， 电子获得的速度v越大 ， 要保持半径r不变 ， B应增 大 ， 则T会减小 ， C项正确 ， D项错误.答案BC 设置目的带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动7. （2020 湖北黄石）如图是医用回旋加速器示意图 ， 其核心部分 是两个D形金属盒 ， 两金属盒置于匀强磁 场中 ， 并分别与高频电源相连.现分别加速笊核（pH）和氢核（FHe） 下列说法中正确的是（）A.它们的最大速度相同8. 它们的最大动能相同C.它们在D形盒中运动的周期相同D.仅增大高频电源的频率可增大粒子的最大动能解析 粒子被加速后的最大速度由D形盒半径R决定 ， 因v二 ， 选项A正确；粒1 i B4 2 可 Bzq2R2子离开回旋加速器的最大动能E 。

13、0)的粒子从坐标原点0沿xOy平面以不同的初速度大小和方向入射到该磁场中.不计重力和粒子间的影响.若粒子以初速度V1沿y轴正向入射 ， 恰好能经过x轴上的A(a, 0)点 ， 求w的大小； (2)已知一粒子的初速度大小为v(vVi),为使该粒子能经过A(a, 0)点 ， 其入射角9 (粒子初速度与x轴正向的夹角)有几个？并求出对应的sin B值；如图乙 ， 若在此空间再加入沿y轴正向、大小为E的匀强电场 ， 一粒子从0点以初速 度V 。
沿y轴正向发射.研究表明：粒子在xOy平面内做周期性运动 ， 且在任一时刻 ， 粒 子速度的x分量vx与其所在位置的y坐标成正比 ， 比例系数与场强大小E无关.求该粒子 运动过程中的最大速度值V 。

14、m解析 带电粒子以速率v在匀强磁场B中做匀速圆周运动 ， 半径为R,有qvB=2V当粒子沿y轴正向入射 ， 转过半个圆周至A点 ， 该圆周的半径为R,有Rf2Bqa由代入式 ， 得匕=药(2)如图.O A两点处于同一圆周上 ， 且圆心在x= a/2的直线上 ， 半径为R.当确定一个初速率v时 ， 有2个入射角 ， 分别在第1、2象限 ， 有sin 0 =sin 0= 2RaqB示其y坐标 ， 由动能定理 ， 有qEym=如4抽粒子由式 ， 解得sinO 2mv由题息 ， 有Vm= kym若E=0时 ， 粒子以初速度V 。
沿y轴正向入射 ， 有2VoqvoB= mRVo= kR?由式 ， 解得%=E+/E、22(B) +vo答案磬2个 ， 瓷(3)B+(E) 2。

15、+ Vo2设置目的 本题考查带电粒子在磁场及复合场中的运动12. “太空粒子探测器”是由加速、偏转和收集三部分组成 ， 其原理可简化如下：如图1所示 ， 辐射状的加速电场区域边界为两个同心平行半圆弧面 ， 圆心为 O,外圆1弧面AB的半径为L,电势为 I,内圆弧面CD的半径为2L,电势为2.足够长的收集板MN平行边界ACDB O到MN板的距离O吐L.假设太空中漂浮着质量为m电量为 q的带正电粒子 ， 它们能均匀地吸附到AB圆弧面上 ， 并被加速电场从静止开始加 速 ， 不 计粒子间的相互作用和其他星球对粒子引力的影响.图1图2(1)求粒子到达 。
点时速度的大小;
如图2所示 ， 在边界ACD序口收集板MN之间加一个半圆形匀强 。

16、磁场 ， 圆心为0,半 径为L,方向垂直纸面向内 ， 则发现从AB圆弧面收集到的粒子经0点进入磁场后2有3能打到MN板上（不考虑过边界ACDB勺粒子再次返回） ， 求所加磁感应强度的大 小；（3）同上问 ， 从AB圆弧面收集到的粒子经0点进入磁场后均不能到达收集板MN求 磁感应强度所满足的条件试写出定量反映收集板MN士的收集效率n与磁感应强度B的 关系的相关式子.解析（1）带电粒子在电场中加速时 ， 由动能定理 ， 有1 2qll=： mv0从AB圆弧面收集到的粒子有2/3能打到MN板上 ， 冈tR子不能打到MN上的粒子从 磁场中出来后速度方向与MN平行 ， 贝U入射的方向与AB之间的夹角是60 。
， 在磁场 中运动的轨迹如图1 ， 轨迹圆心角9= 60根据几何关系 ， 粒子圆周运动的半径为r=L2由牛顿第二定律 ， 得qvB= nv-联立解得B= &丽相3当沿OD方向的粒子刚好打到MNk,则由几何关系可知 ， r尸？L由牛顿第二定律 ， 得qvB二nv7t aMN上的收集效率n二7 。

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标题：2020|2020高三物理一轮复习题组层级快练33第八章磁场第4讲带电粒子在复合场中的运动