2018高考物理第一輪復習 專題 帶電粒子在磁場、復合場中的運動同步練習 魯科版

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帶電粒子在磁場、復合場中的運動

【模擬試題】（答題時間：70分鐘）

1.如圖所示，在真空中勻強電場的方向豎直向下，勻強磁場的方向垂直紙面向里，三個

油滴a、b、c帶有等量同種電荷，其中a靜止，b向右做勻速運動，c向左做勻速運動，比

較它們的重力G、G、G的關系，正確的是

abc

×a×b×c×

××××

××××

××××

A.G最大

a

B.G最大

b

C.G最大

c

D.G最小

b

2.如圖所示，質量為m，電荷量為q的帶負電的物體，在磁感應強度為B，方向垂直向里

的勻強磁場中，沿著動摩擦因數為的水平面向左運動，則

××××

B

××××

v

××××

m

××××

A.當速度v＝mg/Bq時，物體做勻速運動

B.物體的速度由v減小到零所用的時間小于mv/（mg－Bqv）

C.物體的速度由v減小到零所用的時間大于mv/（mg－Bqv）

D.當磁場反方向時，物體一定做勻減速運動

3.如圖所示，水平正交的勻強磁場和勻強電場，E＝4V/m，B＝2T，一質量m＝1g的帶

正電的小物塊A，從絕緣粗糙的豎直壁的M點無初速下滑，當它滑行h＝0.8m到達N點時，

離開壁做曲線運動。當A運動到P點時恰好處于平衡狀態(tài)，此時速度方向與水平方向成45°

角，若P與M的高度差H＝1.6m，求：（1）A沿壁下滑時摩擦力做的功。（2）P與M間的水

平距離為多少？

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E

M×××B×

××××

××××

N

××××

P

4.如圖所示，a、b是位于真空中的平行金屬板，a板帶正電，b板帶負電，兩板間的電場為勻

強電場，場強為E。同時在兩板之間的空間中加勻強磁場，磁場方向垂直于紙面向里，磁感應強

度為B。一束電子以大小為v的速度從左邊S處沿圖中虛線方向入射，虛線平行于兩板，要想使

0

電子在兩板間能沿虛線運動，則v、E、B之間的關系應該是

0

EB

A.vB.v

0B0E

EB

C.vD.v

0B0E

（全國文理綜合卷）

5.如圖所示，在y＜0的區(qū)域內存在勻強磁場，磁場方向垂直于xy平面并指向紙面外，

磁感強度為B。一帶正電的粒子以速度v從O點射入磁場，入射方向在xy平面內，與x軸

0

正向的夾角為θ。若粒子射出磁場的位置與O點的距離為l，求該粒子的電量和質量之比q/m。

（全國高考卷）

6.如圖所示，真空室內存在勻強磁場，磁場方向垂直于圖中紙面向里，磁感應強度的大

小B＝0.60T，磁場內有一塊平面感光干板ab，板面與磁場方向平行。在距ab的距離為l

＝16cm處，有一個點狀的放射源S，它向各個方向發(fā)射粒子，粒子的速度都是v

＝3.0×106m/s。已知粒子的電荷與質量之比q/m＝5.0×107C/kg?，F只考慮到圖紙平

面中運動的粒子，求ab上被粒子打中的區(qū)域的長度。

（廣東物理卷）

××××

ab

××××

××l××

××S××

7.一勻強磁場，磁場方向垂直于xy平面，在xy平面上，磁場分布在以O為中心的一個

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圓形區(qū)域內。一個質量為m、電荷量為q的帶電粒子，由原點O開始運動，初速為v，方向

沿x正方向。后來，粒子經過y軸上的P點，此時速度方向與y軸的夾角為30°，P到O

的距離為L，如圖所示。不計重力的影響。求磁場的磁感應強度B的大小和xy平面上磁場

區(qū)域的半徑R。

（甘肅等四省理綜卷）

8.湯姆生用來測定電子的比荷（電子的電荷量和質量之比）的實驗裝置如圖所示。真空

管內的陰極K發(fā)出的電子（不計初速、重力和電子間的相互作用）經加速電壓加速后，穿過

A′中心的小孔沿中心軸OO的方向進入到兩塊水平正對放置的平行極板P和P′間的區(qū)域，

1

當極板間不加偏轉電壓時，電子束打在熒光屏的中心O點處，形成了一個亮點；加上偏轉電

壓U后，亮點偏離到O′點，O′與O點的豎直間距為d，水平間距可忽略不計，此時，在P

和P′間的區(qū)域，再加上一個方向垂直于紙面向里的勻強磁場，調節(jié)磁場的強弱，當磁感應

強度的大小為B時，亮點重新回到O點，已知極板水平方向的長度為L，極板間距為b，極

1

板右端到熒光屏的距離為L（如圖所示）。

2

（1）求打在熒光屏O點的電子速度的大小

（2）推導出電子的比荷的表達式。

（江蘇物理卷）

9.空間中存在方向垂直于紙面向里的勻強磁場，磁感應強度為B，一帶電量為＋q、質量

為m的粒子，在P點以某一初速開始運動，初速方向在圖中紙面內如圖中P點箭頭所示。該

粒子運動到圖中Q點時速度與P點時速度方向垂直，如圖中Q點箭頭所示。已知P、Q間的

距離為l。若保持粒子在P點時的速度不變，而將勻強磁場換成勻強電場，電場方向與紙面

平行且與粒子在P點時的速度方向垂直，在此電場作用下粒子也由P點運動到Q點。不計重

力。求：

（1）電場強度的大小

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（2）兩種情況中粒子由P運動到Q點所經歷的時間之差。

（內蒙古等四省理綜卷）

10.K－介子衰變的方程為：K－→π－＋π0，其中K－介子和π－介子帶負的基元電荷，π0

介子不帶電。一個K－介子沿垂直于磁場的方向射入勻強磁場中，其軌跡為圓弧AP，衰變后

產生的π－介子的軌跡為圓弧PB，兩軌跡在P點相切，它們的半徑R-與R-之比為2︰1。

Kπ

π0介子的軌跡未畫出。由此可知π－的動量大小與π0的動量大小之比為

A.1︰1B.1︰2C.1︰3D.1︰6

（新課程全國理綜卷）

11.如圖所示，在y＞0的空間中存在勻強電場，場強沿y軸負向；在y＜0的空間中，存

在勻強磁場，磁場方向垂直xy平面（紙面）向外。一電荷量為q、質量為m的帶正電的運

動粒子，經過y軸上y＝h處的點P時速率為v，方向沿x軸正方向；然后，經過x軸上x

10

＝2h處的P點進入磁場，并經過y軸上y＝－2h處的P點。不計重力。求

23

y

P

1

OPx

2

P

3

（1）電場強度的大小。

（2）粒子到達P時的速度的大小和方向。

2

（3）磁感應強度的大小。

（湖北等八省理綜卷）

12.釷核230Th發(fā)生衰變生成鐳核226Ra并放出一個粒子。設該粒子的質量為m、電荷量

9088

為q，它進入電勢差為U的帶窄縫的平行平板電極S和S間電場時，其速度為v，經電場加

120

速后，沿Ox方向進入磁感應強度為B，方向垂直紙面向外的有界勻強磁場，Ox垂直平板電

極S，當粒子從P點離開磁場時，其速度方向與Ox方位的夾角＝60°，如圖所示，整個

2

裝置處于真空中。

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（1）寫出釷核衰變方程；

（2）求粒子在磁場中沿圓弧運動的軌跡半徑；

（3）求粒子在磁場中運動所用的時間t。

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【試題答案】

1.C

2.AB

3.（1）6×10－3J（2）0.6m

4.A

q2vsin

5.

mBl

lmvq2vsin

提示：由幾何關系得，偏轉半徑r；又r，兩式聯立得。

2sinBqmBl

6.20cm

提示：粒子帶正電，故在磁場中沿逆時針方向做勻速圓周運動，用R表示軌道半徑，

υ2mυ

有qvB＝m，由此得R＝＝10cm。

RqB

PNP

a12b

R

2R

cQd

R

S

因朝不同方向發(fā)射的粒子的圓軌跡都過S，由此可知，某一圓軌跡在圖中N左側與

ab相切，則此切點P就是粒子能打中的左側最遠點。為定出P點的位置，可作平行于ab

11

的直線cd，cd到ab的距離為R，以S為圓心，R為半徑，作弧交cd于Q點，過Q作ab的

垂線，它與ab的交點即為P。由圖中幾何關系得：

1

NP＝R2lR2

1

再考慮N的右側，任何粒子在運動中離S的距離不可能超過2R，以2R為半徑，S

為圓心作圓，交ab于N的右側的P點，此即粒子打到右側的最遠點。由圖中幾何關系得：

2

NP＝(2R)2l2

2

所求的長度為PP＝NP＋NP＝20cm

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