微专题6带电粒子在叠加场中的运动A组基础过关1.(多选)带电油滴以水平速度v0垂直进入匀强磁场,恰做匀速直线运动,如图所示,若油滴质量为m,磁场的磁感应强度为B,则下列说法正确的是()A.油滴必带正电荷,电荷量为mgv0BB.油滴必带正电荷,比荷qm=gv0BC.油滴必带负电荷,电荷量为mgv0BD.油滴带什么电荷都可以,只要满足q=mgv0B即可答案AB带电油滴水平向右匀速运动,其所受洛伦兹力必竖直向上,与重力平衡,即mg=qv0B,故油滴带正电,其电荷量q=mgv0B,比荷qm=gv0B,选项A、B正确,C、D错误。2.(2019河南郑州质检)如图所示,一段长方体形导电材料,左右两端面的边长都为a和b,内有带电荷量为q的某种自由运动电荷。导电材料置于方向垂直于其前表面向里的匀强磁场中,内部磁感应强度大小为B。当通以从左到右的稳恒电流I时,测得导电材料上、下表面之间的电压为U,且上表面的电势比下表面的低。由此可得该导电材料单位体积内自由运动电荷数及自由运动电荷的正负分别为()A.IB|q|aU,负B.IB|q|aU,正C.IB|q|bU,负D.IB|q|bU,正答案C因导电材料上表面的电势比下表面的低,故上表面带负电荷,根据左手定则可判断自由运动电荷带负电,则B、D两项均错。设长方体形材料长度为L,总电荷量为Q,则其单位体积内自由运动电荷数为Q|q|ab·L,当电流I稳恒时,材料内的电荷所受电场力与磁场力相互平衡,则有UQa=BIL,故Q|q|ab·L=BI|q|bU,A项错误,C项正确。3.为监测某化工厂的污水排放量,技术人员在该厂的排污管末端安装了如图所示的流量计。该装置由绝缘材料制成,长、宽、高分别为a、b、c,左右两端开口。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,在前后两个内侧面分别固定有金属板作为电极。污水充满管口从左向右流经该装置时,电压表将显示两个电极间的电压U。若用Q表示污水流量(单位时间内排出的污水体积),下列说法中正确的是()A.若污水中正离子较多,则前表面比后表面电势高B.若污水中负离子较多,则前表面比后表面电势高C.污水中离子浓度越高,电压表的示数将越大D.污水流量Q与U成正比,与a、b无关答案D无论污水中正离子多还是负离子多,由左手定则知前表面电势均比后表面电势低,且当Bvq=Ubq时,离子不再偏转,电压表示数恒定,与污水中离子浓度无关,A、B、C错误;由Q=vbc,Bvq=Ubq,可得Q=UcB,则知Q与U成正比,与a、b无关,D正确。4.(多选)如图所示,空间中存在正交的匀强电场E和匀强磁场B(匀强电场水平向右),在竖直平面内从a点沿ab、ac方向抛出两带电小球(不考虑两带电小球的相互作用,两球电荷量始终不变),关于小球的运动,下列说法正确的是()A.沿ab、ac方向抛出的带电小球都可能做直线运动B.只有沿ab方向抛出的带电小球才可能做直线运动C.若有小球能做直线运动,则它一定是匀速运动D.两小球在运动过程中机械能均守恒答案AC沿ab方向抛出的带正电小球,或沿ac方向抛出的带负电小球,在重力、电场力、洛伦兹力作用下,都可能做匀速直线运动,A正确,B错误。在重力、电场力、洛伦兹力三力都存在时的直线运动一定是匀速直线运动,C正确。两小球在运动过程中,除重力做功外还有电场力做功,故机械能不守恒,D错误。5.(2018贵州贵阳花溪清华中学模拟)如图所示,区域Ⅰ内有与水平方向成45°角的匀强电场,区域宽度为d1;区域Ⅱ内有正交的有界匀强磁场和匀强电场,区域宽度为d2,磁场方向垂直纸面向里,电场方向竖直向下。一质量为m、带电荷量为q的微粒在区域Ⅰ左边界的P点,由静止释放后水平向右做直线运动,进入区域Ⅱ后做匀速圆周运动,从区域Ⅱ右边界上的Q点射出,其速度方向改变了60°,重力加速度为g,求:(1)区域Ⅰ和区域Ⅱ内匀强电场的电场强度E1、E2的大小;(2)区域Ⅱ内匀强磁场的磁感应强度B的大小;(3)微粒从P运动到Q的时间。答案(1)❑√2mgqmgq(2)mqd2❑√3gd12(3)❑√2d1g+πd23❑√23gd1解析(1)微粒在区域Ⅰ内水平向右做直线运动,则在竖直方向上有qE1sin45°=mg解得E1=❑√2mgq微粒在区域Ⅱ内做匀速圆周运动,则在竖直方向上有mg=qE2解得E2=mgq(2)设微粒在区域Ⅰ内水平向右做直线运动时的加速度为a,离开区域Ⅰ时的速度为v,在区域Ⅱ内做匀速圆周运动的轨迹半径为R,则a=qE1cos45°m=gv2=2ad1Rsin60°=d2qvB=mv2R联立解得B=mqd2❑√3gd12(3)微粒在区域Ⅰ内做匀加...
