第3讲带电粒子在复合场中的运动一、选择题(每小题6分,共60分)1.(2015·上海浦东区模拟)如图所示,一束正离子从S点沿水平方向射出,在没有偏转电场、磁场时恰好击中荧光屏上的坐标原点O;若同时加上电场和磁场后,正离子束最后打在荧光屏上坐标系的第Ⅲ象限中,则所加电场E和磁场B的方向是(不计离子重力及其之间相互作用力)(A)A.E向下,B向上B.E向下,B向下C.E向上,B向下D.E向上,B向上【解析】正离子束打到第Ⅲ象限,相对原入射方向向下,所以电场E方向向下;根据左手定则可知磁场B方向向上,故A项正确。2.(2015·长沙模拟)如图所示,在匀强电场和匀强磁场共存的区域内,电场的场强为E,方向竖直向下,磁场的磁感应强度为B,方向垂直于纸面向里,一质量为m的带电粒子,在场区的一竖直平面内做匀速圆周运动,则可判断该带电粒子(C)A.带有电量为的正电荷B.沿圆周逆时针运动C.运动的角速度为D.运动的速率为【解析】由于粒子做匀速圆周运动,则重力和电场力平衡,故粒子带负电,带电量q=,C项正确;由于不知道圆周运动的半径,所以无法确定v的大小,D项错误。3.(2016·山东东营一中月考)竖直空间内存在如图所示的匀强电场E和匀强磁场B。下面关于带电粒子在其中运动情况的判断正确的是(D)A.若不计重力,粒子做匀速运动的方向可沿y轴正方向,也可沿y轴负方向B.若不计重力,粒子可沿x轴正方向做匀加速直线运动C.若重力不能忽略,粒子不可能做匀速直线运动D.若重力不能忽略,粒子仍可能做匀速直线运动【解析】若不计重力,当正电荷沿y轴正方向运动时,受电场力沿x轴正方向,受洛伦兹力沿x轴负方向,若满足qE=qvB,粒子做匀速直线运动,粒子带负电时,电场力与洛伦兹力均反向,仍可做匀速直线运动,但当粒子沿y轴负方向运动时,电场力与洛伦兹力总是同向的,粒子受力不能平衡,故不能做匀速直线运动,A项错误;粒子沿x轴正向运动时,因洛伦兹力沿y轴方向,粒子一定要偏转,故B项错误;重力不能忽略时,只要粒子运动方向和受力满足如图所示,粒子可做匀速直线运动,C项错误,D项正确。4.(2015·铜陵质检)如图所示,粗糙的足够长的竖直木杆上套有一个带电的小球,整个装置处在由水平匀强电场和垂直纸面向外的匀强磁场组成的足够大的复合场中,小球由静止开始下滑,在整个运动过程中小球的v-t图象正确的是(C)【解析】小球下滑过程中,qE与qvB反向,开始下落时qE>qvB,所以a=,随下落速度v的增大a逐渐减小;当mg=μ(qvB-qE),即a=0时,小球匀速下落,故C项正确。5.(2015·福建安溪一中、德化一中联考)质谱仪的两大重要组成部分是加速电场和偏转磁场,如图为质谱仪的原理图。设想有一个静止的质量为m、带电荷量为q的带电粒子(不计重力),经电压为U的加速电场加速后垂直进入磁感应强度为B的偏转磁场中,带电粒子打到底片上的P点,设OP=x,则下列图中能正确反映x与U之间的函数关系的是(B)【解析】带电粒子先经加速电场加速,故qU=2,B项正确。6.如图所示为磁流体发电机的原理图:将一束等离子体射入磁场,在场中有两块金属板A、B,这时金属板上就会聚集电荷,产生电压。如果射入的等离子体速度均为v,两金属板的板长为l,板间距离为d,板平面的面积为S,匀强磁场的磁感应强度为B,方向垂直于速度方向,负载电阻为R,等离子体充满两板间的空间。当发电机稳定发电时,电流表示数为I。那么板间电离气体的电阻率为(A)A.B.C.D.【解析】根据磁流体发电机的原理可推知,A、B板间产生的电动势E=Bdv,A、B板间的等效电阻r=ρ-R,A项正确。7.(2015·浙江名校联考)(多选)质量为m、电荷量为q的微粒以速度v与水平方向成θ角从O点进入方向如图所示的正交匀强电场和匀强磁场组成的混合场区,该微粒在电场力、洛伦兹力和重力的共同作用下,恰好沿直线运动到A,下列说法中正确的是(AC)A.该微粒一定带负电荷B.微粒从O到A的运动可能是匀变速运动C.该磁场的磁感应强度大小为D.该电场的场强为Bvcosθ【解析】若微粒带正电荷,其受到竖直向下的重力mg、水平向左的电场力qE和斜向右下方的洛伦兹力qvB,可知微粒不能做直线运动,所以微粒应带负电荷,其受到竖直向下的重力mg、水平向右的电场力qE和斜向左上方的洛伦兹力qvB,又知微粒恰好沿着直线运动到A,可知微粒做匀速直线运动,A项正确,B项错误;由平衡条件有qvBcosθ=mg,qvBsi...
