分层限时跟踪练25带电粒子在复习场中的运动(限时40分钟)一、单项选择题1．(2015·桂林调研)一回旋加速器，当外加磁场一定时，可把α粒子加速到v，它能把质子加速到的速度为()A．vB．2vC．0.5vD．4v【解析】回旋加速器对带电粒子加速时，粒子回旋的最大半径为R.依R＝得v＝，＝∶＝∶＝2∶1，故vp＝2vα＝2v.故B项正确．【答案】B2．(2015·日照模拟)质谱仪的两大重要组成部分是加速电场和偏转磁场．如图8312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，带电粒子打至底片上的P点，设OP＝x，则能正确反映x与U之间的函数关系的是()图8312【解析】根据动能定理qU＝mv2，粒子在磁场中偏转洛伦兹力提供向心力，则R＝＝，OP间距离x＝2R＝，则x∝，B、C、D三项错误，A项正确．【答案】A3．(2016·威海模拟)一重力不计的带电粒子以初速度v0(v0＜)先后穿过宽度相同且紧邻在一起的有明显边界的匀强电场E和匀强磁场B，如图8313甲所示，电场和磁场对粒子总共做功W1；若把电场和磁场正交叠加，如图乙所示．粒子仍以v0的初速度穿过叠加场区，电场和磁场对粒子总共做功W2，比较W1、W2的大小()甲乙图8313A．一定是W1＝W2B．一定是W1＞W2C．一定是W1＜W2D．可能是W1＞W2，也可能是W1＜W2【解析】洛伦兹力对带电粒子不做功，但洛伦兹力会影响带电粒子的运动轨迹．题图乙中，由于洛伦兹力作用，使得带电粒子沿电场线方向的位移变小，导致电场力所做功变小，故B项正确．【答案】B4．(2015·西宁检测)在互相垂直的匀强电场和匀强磁场中，电荷量为q的液滴在竖直面内做半径为R的匀速圆周运动．已知电场强度的大小为E，方向竖直向上，磁感应强度的大小为B，方向垂直纸面向里，则液滴的质量和环绕速度分别为()A.，B.，C．B，D.，【解析】已知液滴在重力场、匀强电场和匀强磁场中做匀速圆周运动，故液滴受到的重力和电场力是一对平衡力，重力竖直向下，所以电场力竖直向上，与电场方向相同，可知液滴带正电．由mg＝qE可得m＝.设液滴在洛伦兹力的作用下做匀速圆周运动的半径为R，则R＝，联立解得v＝，故D项正确．【答案】D5．如图8314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的某种自由运动的电荷．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()图8314A.，负B.，正C.，负D.，正【解析】建立霍尔效应模型，根据左手定则，不管正电荷还是负电荷均应该向上偏，由于上表面的电势比下表面的电势低，所以电荷电性为负．当导电材料上、下表面之间的电压为U时，电荷所受电场力和洛伦兹力相等，q＝qvB，根据电流的微观表达式I＝nqvab，解得导电材料单位体积内自由运动的电荷数n＝，所以C项正确，A、B、D三项错误．【答案】C二、多项选择题6．如图8315所示，平行金属板a、b之间的距离为d，a板带正电，b板带负电，a、b之间还有一垂直于纸面的匀强磁场(图中未画出)，磁感应强度大小为B1.一不计重力的带电粒子以方向平行于两金属板的速度v0恰能在两金属板之间向下做匀速运动，并进入PQ下方磁感应强度大小为B2、方向垂直纸面向里的匀强磁场中．已知PQ与平行金属板下端平齐，带电粒子的比荷为c，则下列说法正确的是()图8315A．带电粒子在平行金属板a、b间运动时，受到的电场力水平向右B．平行金属板a、b之间的电压为dv0B1C．带电粒子进入PQ下方的磁场之后，向左偏转D．带电粒子在PQ下方的磁场中做圆周运动的半径为【解析】不知道带电粒子所带电荷的正负，无法确定带电粒子在平行金属板a、b间运动时受到的电场力的方向，也无法确定带电粒子进入PQ下方的磁场之后的偏转方向，选项A、C错误；粒子在平行金属板a、b之间做匀速直线运动，q＝qv0B1，解得平行金属板a、b之间的电压为U＝dv0B1，选项B正确；带电粒子在PQ下方的匀强磁场中做匀速圆周运动，轨道半径为r＝＝，选项D正确．【答案】BD7．...
