第 4 课时 带电粒子在复合场中的运动一、选择题1如图 1 所示，一带正电小球穿在一根绝缘的粗糙直杆上，杆与水平方向成 角，整个空间存在竖直向上的匀强电场和垂直于杆方向斜向上的匀强磁场，小球沿杆向下运动，在 A 点时的动能为 100 J，在 C 点时动能减为零， D 为 AC 的中点，在运动过程中 ()A小球在 D 点时的动能为 50 JB小球电势能的增加量等于重力势能的减少量C小球在 AD 段克服摩擦力做的功与在 DC 段克服摩擦力做的功相等D到达 C 点后小球可能沿杆向上运动2(2009广东)如图 2 是质谱仪的工作原理示意图，带电粒子被加速电场加速后，进入速度选择器速度选择器内相互正交的匀强磁场 和匀强电场的强度分别为 B 和 E.平板 S 上有可让粒子通过的狭缝 P和记录粒子位置的胶片 A1A2.平板 S 下方有强度为 B0的匀强磁场下列表述正确的是 ()A质谱仪是分析同位素的重要工具B速度选择器中的磁场方向垂直纸面向外C能通过狭缝 P 的带电粒子的速率等于EBD粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝 P，粒子的比荷越小3(2009北京理综)如图 3 所示的虚线区域内，充满垂直于纸面向里的匀强磁场和竖直向下的匀强电场一带电粒子 a(不计重力 )以一定的初速度由左边界的 O 点射入磁场、电场区域，恰好沿直线由区域右边界的 O点(图中未标出)穿出若撤去该区域内的磁场而保留电场不变，另一个同样的粒子 b(不计重力)仍以相同初速度由 O点射入，从区域右边界穿出，则粒子 b ()A穿出位置一定在 O点下方B穿出位置一定在 O点上方C运动时，在电场中的电势能一定减小D在电场中运动时，动能一定减小4关于回旋加速器的说法中正确的是 ()回旋加速器是利用磁场对运动电荷的作用使带电粒子的速度增大的回旋加速器是用电场加速的回旋加速器是通过多次电场加速使带电粒子获得高能量的带电粒子在回旋加速器中不断被加速，故在其中做圆周运动一周所用时间越来越小图 1图 2图 3A B C D5(2011广州模拟)如图 4 所示，空间某一区域中存在着方向互相垂直的匀强电场和匀强磁场，电场的方向水平向右，磁场方向垂直纸面向里一个带 电粒子在这一区域中运动时动能保持不变，不计粒子的重力，则带电粒子运动的方向可能是 ()A水平向右 B水平向左C竖直向上 D竖直向下6如图 5 所示，匀强电场和匀强磁场相互垂直，现有一束带电粒子(不计重力)以速度 v0沿图示方向恰能直线穿过以下叙述正确的是 ()A如果让平行板电容器左极板为正极，则带电粒子必须从下向上以 v0进入该区域才能沿直线穿过B如果带正电粒子速度小于 v0，以沿 v0方向射入该区域时，其电势能越来越小C如果带负电粒子速度小于 v0，仍沿 v0方向射入该区域时，其电势能越来越大D无论带正、负电的粒子，若从下向上以速度 v0进入该区域时，其动能都一定增加7如图 6 所示，空间存在竖直向下的匀强电场和垂直纸面向外的匀强磁场，一带电液滴从静止开始自 A 点沿曲线 ACB 运动，到达 B 点时，速度为零，C 点是运动的最低点，则液滴一定带负电；液滴在 C 点时动能最大；液滴在 C 点电势能最小；液滴在 C 点机械能最小以上叙述正确的是 ()A B C D二、非选择题8如图 7 甲所示，在两平行金属板的中线 OO某处放置一个粒子源，粒子源沿 OO方向连续不断地放出速度 v01.010 5 m/s 的带正电的粒子在直线 MN 的右侧分布范围足够大的匀强磁场,磁感应强度 B0.01 T,方向垂直纸面向里， MN 与中线 OO垂直两平行金属板的电压 U 随时间变化的 U t 图线如图乙所示已知带电粒子的比荷 qm1.0108 C/kg，粒子的重力和粒子之间的作用力均可忽略不计，若 t0.1 s 时刻粒子源放出的粒子恰能从平行金属板边缘离开电场(设在每个粒子通过电场区域的时间内，图 4图 5图 6可以把两金属板间的电场看作是恒定的)求：甲乙图 7(1)在 t0.1 s 时刻粒子源放出的粒子离开电场时的速度；(2)从粒子源放出的粒子在磁场中运动的最短时间和最长时间9.(2009浙江理综)如图 8 所示， x 轴正方向水平向右， y 轴正方向竖直向上在 xOy 平面内有与 y 轴平行的匀强电场，在半径为 R 的圆内还有与 xOy 平面垂直的匀强磁场在圆的左边放置一带电微粒发射装置，它沿 x 轴正方向发射出一束具有相同质量m、电荷量 q(q0)和初速度 v 的带电微粒发射时，这束带电微粒分布在 00.理由说明如下：带电微粒初速度大小变为 2v，则从任一点 P 水平进入磁场的带电微粒在磁场中做圆周运动的半径 r为r 2 Rm(2v)qB带电微粒在磁场中经过一段半径为 r的圆弧运动后，将在 y 轴的右方( x0 区域)离开磁场并做匀速直线运动如图(c)所示，靠近 M 点发射出来的带电微粒在穿出磁场后会射向 x 轴正方向的无穷远处；靠近 N 点发射出来的带电微粒会在靠近原点之处穿出磁场所以，这束带电微粒与 x 轴相交的区域范围是 x0.