考物理一轮复习第九章磁场微专题70带电粒子在叠加场中的运动备考精炼0402321

70 带电粒子在叠加场中的运动

[方法点拨] (1)先确定各场的方向、强弱等，后正确分析带电体受力情况、运动情况，寻找临界点、衔接点；(2)若带电粒子在叠加场中做匀速直线运动，则重力、电场力与磁场力的合力为零；(3)若带电粒子在叠加场中做匀速圆周运动，则重力与电场力等大、反向．

1．(多选)(2017·北京海淀区模拟)将一块长方体形状的半导体材料样品的表面垂直磁场方向置于磁场中，当此半导体材料中通有与磁场方向垂直的电流时，在半导体材料与电流和磁场方向垂直的两个侧面会出现一定的电压，这种现象称为霍尔效应，产生的电压称为霍尔电压，相应的将具有这样性质的半导体材料样品就称为霍尔元件．如图1所示，利用电磁铁产生磁场，毫安表检测输入霍尔元件的电流，毫伏表检测霍尔元件输出的霍尔电压．已知图中的霍尔元件是P型半导体，与金属导体不同，它内部形成电流的“载流子”是空穴(空穴可视为能自由移动带正电的粒子)．图中的1、2、3、4是霍尔元件上的四个接线端．当开关S1、S2闭合后，电流表A和电表B、C都有明显示数，下列说法中正确的是( )

图1

A．电表B为毫伏表，电表C为毫安表

B．接线端2的电势高于接线端4的电势

C．若调整电路，使通过电磁铁和霍尔元件的电流与原电流方向相反，但大小不变，则毫伏表的示数将保持不变

D．若适当减小R1、增大R2，则毫伏表示数一定增大

2．(多选)如图2所示，空间存在水平向左的匀强电场E和垂直纸面向外的匀强磁场B，在竖直平面内从a点沿ab、ac方向抛出两带电小球，不考虑两带电小球间的相互作用，两小球电荷量始终不变．关于小球的运动，下列说法正确的是( )

图2

A．沿ab、ac方向抛出的带电小球都可能做直线运动

B．若沿ab方向做直线运动，则小球带正电，且一定是匀速运动

C．若沿ac方向做直线运动，则小球带负电，可能做匀加速运动

D．两小球在运动过程中机械能均保持不变

3．(多选)(2018·四川成都第七中学月考)太阳风含有大量高速运动的质子和电子，可用于发电．如图3所示，太阳风进入两平行极板之间的区域，速度为v，方向与极板平行，该区域中有磁感应强度大小为B的匀强磁场，方向垂直纸面，两极板间的距离为L，则( )

图3

A．在开关K未闭合的情况下，两极板间稳定的电势差为BLv

B．闭合开关K后，若回路中有稳定的电流I，则极板间电场恒定

C．闭合开关K后，若回路中有稳定的电流I，则电阻消耗的热功率为2BILv

D．闭合开关K后，若回路中有稳定的电流I，则电路消耗的能量等于洛伦兹力所做的功4．(多选)(2017·河北衡水金卷)如图4所示，一对间距可变的平行金属板C、D水平放置，两板间有垂直于纸面向里的匀强磁场B.两板通过滑动变阻器与铅蓄电池相连，这种铅蓄电池能快速转换到“逆变”状态，即外界电压过低时能向外界提供一定的供电电压，当外界电压超过某一限定值时可转换为充电状态，闭合开关S后，有一束不计重力的带正电粒子从左侧以一定的速度v0射入两板间恰能做直线运动，现对入射粒子或对装置进行调整，则下列有关描述正确的是( )

图4

A．若仅将带正电的粒子换成带负电的粒子，也能直线通过

B．若只增大两板间距到一定程度时可使铅蓄电池处于充电状态

C．若将滑动变阻器触头P向a端滑动，可提高C板的电势

D．若只减小入射粒子的速度，可使铅蓄电池处于充电状态

5．(2018·湖北黄冈模拟)如图5所示，在平面直角坐标系xOy的第二象限内存在电场强度大小为E0、方向水平向右的匀强电场，x轴下方是竖直向上的匀强电场和垂直纸面向外的匀强磁场的复合场区域．一带电小球从x轴上的A点以一定初速度v0垂直x轴向上射出，小球恰好以速度v0从y轴上的C点垂直y轴进入第一象限，然后从x轴上的D点进入x轴下方的复合场区域，小球在复合场区域内做圆周运动，最后恰好击中原点O，已知重力加速度为g.求：

图5

(1)带电小球的比荷q m ；

(2)x 轴下方匀强电场的电场强度大小E 和匀强磁场的磁感应强度大小B ；

(3)小球从A 点运动到O 点经历的时间t .

6．(2017·广东佛山高三教学质检一)在水平面上，平放一半径为R 的光滑半圆管道，管道处在方向竖直、磁感应强度为B 的匀强磁场中，另有一个质量为m 、带电荷量为＋q 的小球．

(1)当小球从管口沿切线方向以某速度射入，运动过程中恰不受管道侧壁的作用力，求此速度v 0；

(2)现把管道固定在竖直面内，且两管口等高，磁场仍保持和管道平面垂直，如图6所示，空间再加一个水平向右、场强E ＝mg q

的匀强电场(未画出)，若小球仍以v 0的初速度沿切线方向从左边管口射入，求小球：

图6

①运动到最低点的过程中动能的增量；

②在管道运动全程中获得的最大速度．