第3讲带电粒子在复合场中的运动1.(2016·浙江嘉兴期末)英国物理学家阿斯顿因首次制成质谱议,并用此对同位素进行了研究,因此荣获了1922年的诺贝尔化学奖.若速度相同的同一束粒子由左端射入质谱仪后的运动轨迹如图所示,则下列说法中正确的是(AD)A.该束带电粒子带正电B.速度选择器的P1极板带负电C.在B2磁场中运动半径越大的粒子,质量越大D.在B2磁场中运动半径越大的粒子,比荷越小解析:根据粒子在磁场中的运动轨道,由左手定则可知,粒子带正电,选项A正确;粒子在正交场中,受向上的洛伦兹力,故电场力向下,即速度选择器的P1极板带正电,选项B错误,根据R=可知,在B2磁场中运动半径越大的粒子,质量与电荷量的比值越大,或者比荷越小,选项C错误,D正确.2.(2016·长沙一中月考五)如图是利用金属做成的霍尔元件的工作原理图,磁感应强度B垂直于霍尔元件的工作面向下,通如图所示方向的电流I,则C、D两侧面会形成电势差UCD,下列说法正确的是(AC)A.电势差UCD与导体本身的材料有关B.电势差UCD大于0C.仅增大磁感应强度时,电势差UCD变大D.在测定地球赤道上方的地磁场弱时,元件的工作面应水平放置解析:电势差UCD与磁感应强度B、材料有关,A正确,霍尔元件的载流子是自由电子,由左手定则可知,电子向C侧面偏转,则电势差UCD<0,B错误;仅增大磁感应强度时,电势差UCD变大,C正确;在测定地球赤道上方的地磁场强弱时,元件的工作面应保持竖直,D错误.3.(2016·湖南雅礼中学月考四)如图所示,在一竖直平面内,y轴左侧有一水平向右的匀强电场E1和垂直纸面向里的匀强磁场B,y轴右侧有一竖直方向的匀强电场E2,一电荷量为q(电性未知)、质量为m的微粒从x轴上A点以一定初速度与水平方向成θ=37°角沿直线经P点运动到图中C点,其中m、q、B均已知,重力加速度为g,则(BD)A.微粒一定带负电B.电场强度E2一定竖直向上C.两电场强度之比=D.微粒的初速度为v=解析:微粒从A到P受重力、电场力和洛伦兹力作用做直线运动,则微粒做匀速直线运动,由左手定则及电场力的性质可确定微粒一定带正电,A错误;此时有qE1=mgtan37°,微粒从P到C在电场力、重力作用下做直线运动,必有mg=qE2,所以E2的方向竖直向上,B正确;由以上分析可知=,C错误;AP段有mg=Bqvcos37°,即v=,D正确.4.(2016·浙江嘉兴期末检测)洛伦兹力演示仪是由励磁线圈(也叫亥姆霍兹线圈)、洛伦兹力管和电源控制部分组成的.励磁线圈是一对彼此平行的共轴串联的圆形线圈,它能够在两线圈之间产生(垂直于线圈平面的)匀强磁场.洛伦兹力管的圆球形玻璃泡内有电子枪,能够连续发射出电子,玻璃泡内充满稀薄气体,电子在玻璃泡内运动时,可以显示出电子运动的径迹,其结构如图所示.现给励磁线圈通电,电子枪垂直磁场方向向左发射电子,恰好形成如“结构示意图”所示的圆形径迹,则(BD)A.励磁线圈通道有逆时针方向的电流B.若只增大加速电压,可以使电子流的圆形径迹半径增大C.若只增大励磁圈中的电流,可以使电子流的圆形径迹半径增大D.若已知电子的比荷,灯丝发出的电子的初速为零,加速电压为U,则可通过测量圆形径迹的直径来估算两线圆间的磁感应强度解析:电子在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动,根据左手定则可知,电子所在磁场的方向垂直纸面向里,根据安培定则可知:励磁线圈通有顺时针方向的电流,选项A错误;根据牛顿第二定律可得R=,欲增大圆形半径R,可减小B,即只减小励磁线圈的电流,选项C错误;欲增大圆形径迹半径R,可增大v,根据动能定理eU=mv2可知只增大加速电压,可增大v,选项B正确;根据上述两式可得B===,选项D正确.5.如图所示,一半径为R的圆表示一柱形区域的横截面(纸面).在柱形区域内加一方向垂直于纸面的匀强磁场,一质量为m、电荷量为q的粒子沿图中直线在圆上的a点射入柱形区域,在圆上的b点离开该区域,离开时速度方向与直线垂直.圆心O到直线的距离为R.现将磁场换为平行于纸面且垂直于直线的匀强电场,同一粒子以同样速度沿直线在a点射入柱形区域,也在b点离开该区域.若磁感应强度大小为B,不计重力,求电场强度的大小.解析:粒子在磁场中做圆周运动,设圆周的半径为...