2023屆高三物理一輪復(fù)習(xí)74帶電粒子在疊加場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)（原卷版）

專(zhuān)題74帶電粒子在疊加場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)

L受力決定運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)反映受力。無(wú)論是組合場(chǎng)還是疊加場(chǎng)都要對(duì)帶電粒子進(jìn)行正確的

受力分析和運(yùn)動(dòng)分析，然后畫(huà)出粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡，選取合適的物理規(guī)律求解。

2.帶電粒子在疊加場(chǎng)中做無(wú)約束的運(yùn)動(dòng)

運(yùn)動(dòng)性質(zhì)受力特點(diǎn)方法規(guī)律

勻速直線運(yùn)動(dòng)粒子所受的合力為0平衡條件

除洛倫茲力外，另外兩力的合力為零：茜

勻速圓周運(yùn)動(dòng)牛頓第二定律、圓周運(yùn)動(dòng)的規(guī)律

=mg

較復(fù)雜的曲線除洛倫茲力外，其他力的合力既不為零，

動(dòng)能定理、能量守恒定律

運(yùn)動(dòng)也不與洛倫茲力等大反向

3.帶電體在疊加場(chǎng)中受到約束的運(yùn)動(dòng)

帶電體在疊加場(chǎng)中受輕桿、輕繩、圓環(huán)、軌道等約束的情況下,除受場(chǎng)力外,還受彈力、摩擦力作用，常

見(jiàn)的運(yùn)動(dòng)形式有直線運(yùn)動(dòng)和圓周運(yùn)動(dòng),此時(shí)解題要通過(guò)受力分析明確變力、恒力做功情況,并注意洛倫茲力

不做功的特點(diǎn),運(yùn)用動(dòng)能定理、能量守恒定律結(jié)合牛頓運(yùn)動(dòng)定律求出結(jié)果。

L（多選）如圖所示，空間存在豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)和垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，一帶電液滴從靜止開(kāi)始自

力點(diǎn)沿曲線4⑶運(yùn)動(dòng)，到達(dá)q點(diǎn)時(shí)速度為零，C點(diǎn)是運(yùn)動(dòng)的最低點(diǎn)，不計(jì)摩擦阻力，則以下說(shuō)法中正確的是

（）

A.液滴一定帶正電B.液滴在。點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能最小

C.從4到，過(guò)程液滴的電勢(shì)能增大D.從C到8過(guò)程液滴的機(jī)械能增大

2.（2017?全國(guó)）如圖，空間某區(qū)域存在勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)，電場(chǎng)方向豎直向上（與紙面平行），磁場(chǎng)

方向垂直于紙面向里。三個(gè)帶正電的微粒a、b、C電荷量相等，質(zhì)量分別為〃?“、”、叫。已知在該區(qū)域

內(nèi)，a在紙面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，b在紙面內(nèi)向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)，c在紙面內(nèi)向左做勻速直線運(yùn)動(dòng)。下列

選項(xiàng)正確的是（）

×A×A×A×A×

左XXX××右

××××X

A.ma>mh>mcB.mh>ma>mcC.tnc>mh>maD.ma>mc>mh

3.（2022?內(nèi)蒙古師范大學(xué)附屬第二中學(xué)高三階段練習(xí)）（多選）如圖所示，空間存在相互垂直的勻強(qiáng)電場(chǎng)

和勻強(qiáng)磁場(chǎng)，電場(chǎng)的方向豎直向下，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，一帶電油滴尸恰好處于靜止?fàn)顟B(tài)，則下列說(shuō)

法正確的是（）

×B×XX

P

××XX

XXXX

XXX×

A.若僅撤去磁場(chǎng)，戶可能做勻加速直線運(yùn)動(dòng)

B.若僅撤去電場(chǎng)，戶可能做勻加速直線運(yùn)動(dòng)

C.若給尸一初速度，P可能做勻速直線運(yùn)動(dòng)

D.若給尸一初速度，P可能做勻速圓周運(yùn)動(dòng)

4.（多選）如圖所示，空間中存在著水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E=5√5N∕C,同時(shí)存在著水平方向

的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，其方向與電場(chǎng)方向垂直，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B=0.5T0有一帶電的小球，質(zhì)量Tn=I.0X10^6kg,

電荷量q=2X104c,正以速度y在豎直面內(nèi)做直線運(yùn)動(dòng)，取g=10m∕s2,下列說(shuō)法正確的是（）

A.小球帶負(fù)電B.小球一定做勻速直線運(yùn)動(dòng)

C.小球的速度u=20m∕sD.小球的速度方向與水平方向夾角8=45°

5.在方向如圖所示的勻強(qiáng)電場(chǎng)（場(chǎng)強(qiáng)為E）和勻強(qiáng)磁場(chǎng)（磁感應(yīng)強(qiáng)度為B）共存的場(chǎng)區(qū)，一電子沿垂直電場(chǎng)

線和磁感線方向以速度火射入場(chǎng)區(qū)，則（）

E

?.若Vo（^,電子沿軌跡I運(yùn)動(dòng)，射出場(chǎng)區(qū)時(shí)，速度U<V0

B.若電子沿軌跡H運(yùn)動(dòng)，射出場(chǎng)區(qū)時(shí),，速度》>%

C.若電子沿軌跡I運(yùn)動(dòng)，射出場(chǎng)區(qū)時(shí)，速度u>%

若電子沿軌跡運(yùn)動(dòng)，射出場(chǎng)區(qū)時(shí)，速度

D.DII

6.（2023?全國(guó)?高三專(zhuān)題練習(xí)）（多選）帶電粒子在重力場(chǎng)中和磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)可以分解為在水平方向上的

勻速直線運(yùn)動(dòng)和在豎直平面內(nèi)的勻速圓周運(yùn)動(dòng)。若帶正電小球的初速度為零，可以分解為在水平方向上有

兩個(gè)大小相等、方向相反速度。水平向右的速度對(duì)應(yīng)的洛倫茲力與小球的重力平衡，水平向左的速度對(duì)應(yīng)

的洛倫茲力提供小球勻速圓周運(yùn)動(dòng)向心力。設(shè)帶電小球的質(zhì)量為卬、電量為+q,磁感應(yīng)強(qiáng)度為6（范圍無(wú)限

大），重力加速度為g,小球由靜止開(kāi)始下落，則以下猜想正確的是（）

2

A.M、N兩點(diǎn)間的距離為暗B.小球在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中機(jī)械能不守恒

q2B2

C.小球下降的最大高度為堂D.小球的加速度大小恒為g

7.（2022?重慶?高考真題）2021年中國(guó)全超導(dǎo)托卡馬克核聚變實(shí)驗(yàn)裝置創(chuàng)造了新的紀(jì)錄。為粗略了解等

離子體在托卡馬克環(huán)形真空室內(nèi)的運(yùn)動(dòng)狀況，某同學(xué)將一小段真空室內(nèi)的電場(chǎng)和磁場(chǎng)理想化為方向均水平

向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)（如圖），電場(chǎng)強(qiáng)度大小為反磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為凡若某電荷量為O的正離子

在此電場(chǎng)和磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，其速度平行于磁場(chǎng)方向的分量大小為垂直于磁場(chǎng)方向的分量大小為您不計(jì)

離子重力，則（）

?.電場(chǎng)力的瞬時(shí)功率為qEj說(shuō)+詔B.該離子受到的洛倫茲力大小為“山

C.心與匕的比值不斷變大D.該離子的加速度大小不變

8.（2022?全國(guó)）空間存在著勻強(qiáng)磁場(chǎng)和勻強(qiáng)電場(chǎng)，磁場(chǎng)的方向垂直于紙面（XOy平面）向里，電場(chǎng)的方

向沿y軸正方向。一帶正電的粒子在電場(chǎng)和磁場(chǎng)的作用下，從坐標(biāo)原點(diǎn)。由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)。下列四幅圖中，

可能正確描述該粒子運(yùn)動(dòng)軌跡的是（）

9.（2022?廣東）（多選）如圖所示，磁控管內(nèi)局部區(qū)域分布有水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)和垂直紙面向里的勻強(qiáng)

磁場(chǎng)。電子從材點(diǎn)由靜止釋放，沿圖中所示軌跡依次經(jīng)過(guò)伏。兩點(diǎn)。已知姒戶在同一等勢(shì)面上，下列說(shuō)

法正確的有（）

A.電子從N到只電場(chǎng)力做正功B.“點(diǎn)的電勢(shì)高于戶點(diǎn)的電勢(shì)

C.電子從M到M洛倫茲力不做功D.電子在材點(diǎn)所受的合力大于在P點(diǎn)所受的合力

10.如圖所示，粗糙木板必V豎直固定在方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。C=O時(shí)，一個(gè)質(zhì)量為必、電荷量

為q的帶正電物塊沿例V以某一初速度豎直向下滑動(dòng)，則物塊運(yùn)動(dòng)的r—t圖像不可能是（）

XBX

XXN

H.（2023?全國(guó)?高三專(zhuān)題練習(xí)）（多選）如圖所示，在水平勻強(qiáng)電場(chǎng)和垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，有

一豎直足夠長(zhǎng)固定絕緣桿胭V；小球尸套在桿上，已知尸的質(zhì)量為以電荷量為+o（g>0）,電場(chǎng)強(qiáng)度為乙

磁感應(yīng)強(qiáng)度為6,2與桿間的動(dòng)摩擦因數(shù)為“，重力加速度為g。小球由靜止開(kāi)始下滑直到穩(wěn)定的過(guò)程中（）

A.小球的加速度一直減小

B.小球的機(jī)械能和電勢(shì)能的總和保持不變

C.下滑加速度為最大加速度一半時(shí)的速度可能是尸竿譽(yù)

2μqB

D.下滑加速度為最大加速度一半時(shí)的速度可能是產(chǎn)簪等

12.（2022?全國(guó)?高三課時(shí)練習(xí)）如圖所示，在水平面上固定一傾角為0=60°的光滑絕緣斜面OA,斜

面所處整個(gè)空間存在垂直于斜面斜向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)和垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度大小E=5V∕m,

磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B=苧T。一個(gè)電荷量為q=0.2C、質(zhì)量為m=（Mkg的帶電小球（帶正電）在斜面頂端。點(diǎn)

由靜止釋放，小球經(jīng)過(guò)斜面上C點(diǎn)時(shí)離開(kāi)斜面，運(yùn)動(dòng)到斜面下端4點(diǎn)正上方的D點(diǎn)（圖中未畫(huà)出）時(shí)加速度

為0,重力加速度g=10m∕s2,則小球從。點(diǎn)到C點(diǎn)的時(shí)間和小球經(jīng)過(guò)。點(diǎn)的速度大小分別為（）

A∕?Θ

A.1.5s；15m∕sB.1.5s；30m∕sC.3s；3m∕sD.3s；1.5m∕s

13.(2023?全國(guó)?高三專(zhuān)題練習(xí))如圖所示，水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)E=4V∕m,垂直紙面向內(nèi)的勻強(qiáng)

磁場(chǎng)的B=27,質(zhì)量為m=lkg的帶正電的小物塊A從豎直絕緣墻上的M點(diǎn)由靜止開(kāi)始下滑，滑行力=0.8m至U

達(dá)N點(diǎn)時(shí)離開(kāi)墻面開(kāi)始做曲線運(yùn)動(dòng)，在到達(dá)一點(diǎn)開(kāi)始做勻速直線運(yùn)動(dòng)，此時(shí)速度與水平方向成45°角，P

點(diǎn)離開(kāi)”點(diǎn)的豎直高度為H=I.6m,取g=10m∕s2試求：

(1)A沿墻下滑克服摩擦力做的功洛；

(2)。點(diǎn)與"點(diǎn)的水平距離Xp。

14.(2022?全國(guó)?高三課時(shí)練習(xí))如圖所示，在Koy坐標(biāo)系內(nèi)，圓心角為127。的內(nèi)壁光滑的圓管c?,圓心

位于原點(diǎn)。處，Oa連線與X軸重合。坐標(biāo)系內(nèi)有水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)，在第四象限有垂直于紙面向里的勻強(qiáng)

磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為現(xiàn)將一質(zhì)量為小、帶電荷量為+q的小球從圓管的α端無(wú)初速度釋放，小球從圓

管的b端飛出后沿直線運(yùn)動(dòng)到X軸。已知圓管直徑略大于小球直徑，重力加速度為g。求：

(1)該勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度E的大??；

(2)小球沿管下滑到達(dá)y軸前的瞬間對(duì)管壁的作用力；

(3)小球從b端飛出后第二次到達(dá)X軸時(shí)的橫坐標(biāo)。

15.如圖所示，有一個(gè)無(wú)重力空間，F(xiàn)方向?yàn)樨Q直方向，在的區(qū)域內(nèi)存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度的方

向垂直于紙面向里，大小為6=IT,絕緣光滑空心細(xì)管MN的長(zhǎng)度為A=3m,管內(nèi)M端有一質(zhì)量為mθ.1kg、

帶正電于0.1C的小球，開(kāi)始時(shí)小球相對(duì)管靜止.管帶著小球沿垂直于管長(zhǎng)度方向，以恒定速度/5m∕s向

右方運(yùn)動(dòng).求：

(1)已知進(jìn)入磁場(chǎng)后小球?qū)蚣铀偕仙笮∏蛏仙募铀俣龋?/p>

(2)小球在從管的〃端到/V端的過(guò)程中，管壁對(duì)小球做的功：

(3)當(dāng)細(xì)管以?F5ΠI∕S進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，若給管一定的外力，使其以a=2.0m∕s2的恒定加速度向右勻加速運(yùn)動(dòng)，

小球?qū)⒉荒芤院愣铀俣壬仙?為保證小球仍能在管中勻加速上升，需讓細(xì)管與小球間具有一特定的摩擦

因數(shù)〃.試求該〃值，及小球相對(duì)管上升的加速度外.(要求〃〈1)

yjκ

XX×××××

yβ××X×

X××XX

XX×××

××××x

XXXXX

16.如圖所示，平面直角坐標(biāo)系的第二象限內(nèi)存在水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng)和垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，-質(zhì)

量為粗、電荷量為+q的小球從4點(diǎn)以速度北沿直線4。運(yùn)動(dòng)，4。與X軸負(fù)方向成53°角。在y軸與MN之間的區(qū)

域I內(nèi)加一電場(chǎng)強(qiáng)度最小的勻強(qiáng)電場(chǎng)后，可使小球繼續(xù)做直線運(yùn)動(dòng)到MN上的C點(diǎn)，MN與PQ之間區(qū)域∏內(nèi)

存在寬度為d的豎直向上勻強(qiáng)電場(chǎng)和垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，小球在區(qū)域H內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)并恰好不

能從右邊界飛出，已知小球在C點(diǎn)的速度大小為2%,重力加速度為g,sin53o=0.8,cos530=0.6,求:

(1)第二象限內(nèi)電場(chǎng)強(qiáng)度El的大小和磁感應(yīng)強(qiáng)度當(dāng)?shù)拇笮?

(2)區(qū)域I內(nèi)最小電場(chǎng)強(qiáng)度&的大小和方向；

(3)區(qū)域H內(nèi)電場(chǎng)強(qiáng)度E3的大小和磁感應(yīng)強(qiáng)度當(dāng)?shù)拇笮　?/p>

↑y

M

X'1XI；XE3

X

II

×

17.(2022?湖北省羅田縣第一中學(xué)模擬預(yù)測(cè))如圖所示，坐標(biāo)系Xa在豎直平面內(nèi)，y軸的正方向豎直

向上，y軸的右側(cè)空間存在水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度為EHy軸的左側(cè)空間存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)和勻強(qiáng)電場(chǎng)，

磁場(chǎng)方向垂直紙面向外，磁感應(yīng)強(qiáng)廬1T,電場(chǎng)方向豎直向上，電場(chǎng)強(qiáng)度反尸2N/C。i=0時(shí)刻，一個(gè)帶正電的

微粒在。點(diǎn)以V=√∑m∕s的初速度沿著與X軸負(fù)方向成45°角的方向射入y軸的左側(cè)空間，微粒的電荷量

于IoiiC,質(zhì)量ΛF2X10%g,重力加速度g取IOnI/s)求：

(1)微粒從。點(diǎn)射入后第一次通過(guò)y軸的位置；

(2)&為何值時(shí)，微粒從。點(diǎn)射入后，第二次通過(guò)y軸時(shí)恰好經(jīng)過(guò)。點(diǎn)。

八V

AE

..............................1.......

18.(2022?山東濰坊?三模)在進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)前，通常都要根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)中需要改變的物理量、

可能出現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果等因素，在實(shí)驗(yàn)裝置中選擇一個(gè)合適的坐標(biāo)系后才能開(kāi)展實(shí)驗(yàn)。為測(cè)量帶電粒子在電

磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)情況，在某實(shí)驗(yàn)裝置中建立如圖所示直角坐標(biāo)系，并沿y軸負(fù)方向加磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為8的

勻強(qiáng)磁場(chǎng)。此設(shè)備中同時(shí)還可以加任意方向的、大小可變的勻強(qiáng)電場(chǎng)。一質(zhì)量為以帶電荷量為+°(0>O)

的粒子從坐標(biāo)原點(diǎn)。以初速度y沿X軸正方向射入，不計(jì)粒子重力的影響。

(1)若該粒子恰好能做勻速直線運(yùn)動(dòng)，求所加電場(chǎng)強(qiáng)度￡的大小和方向；

(2)若不加電場(chǎng)，改變磁感應(yīng)強(qiáng)度8的大小，不改變方向，使該粒子恰好能夠經(jīng)過(guò)坐標(biāo)為(√5α,0,-a)

的點(diǎn)，求改變后的磁感應(yīng)強(qiáng)度8'的大??；

(3)改變電場(chǎng)的大小和方向，也可以改變運(yùn)動(dòng)電荷經(jīng)過(guò)的位置。若保持磁感應(yīng)強(qiáng)度6的大小和方向不變,

將電場(chǎng)強(qiáng)度大小調(diào)整為少，方向平行于yθz平面，使該粒子能夠在入行平面內(nèi)做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)，并經(jīng)過(guò)

坐標(biāo)為(Wa,a,0)的點(diǎn)，求調(diào)整后電場(chǎng)強(qiáng)度少的大小和方向。

19.(2022?江蘇連云港?模擬預(yù)測(cè))如圖所示，沿水平和豎直方向建立直角坐標(biāo)系，沿X軸放置一塊長(zhǎng)

為Iod的絕緣板，y軸左側(cè)固定一內(nèi)壁光滑的半圓管道(內(nèi)徑很小)，半圓直徑為4且與y軸重合。第一

象限內(nèi)絕緣板的上方存在有界的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度E=駕，方向豎直向上，磁場(chǎng)方向垂直于

q

坐標(biāo)平面向外，大小未知，豎直方向邊界未知。一帶電量為°、質(zhì)量為加的絕緣小球A（直徑略小于管道內(nèi)

徑）靜止在坐標(biāo)原點(diǎn)。處，質(zhì)量也為0的不帶電的小球B以初速度未知）向左運(yùn)動(dòng)，與A球發(fā)生彈性

正碰。

（1）若碰撞后A球能過(guò)管道最高點(diǎn)，則。至少多大？

（2）若場(chǎng)區(qū)邊界匕=d,A球通過(guò)最高點(diǎn)后能與B球再次發(fā)生彈性正碰，并且使B球恰能通過(guò)最高點(diǎn)，則磁

感應(yīng)強(qiáng)度為多大？

（3）若場(chǎng)區(qū)邊界y2=：d,A球以方=穿通過(guò)最高點(diǎn)后恰好從坐標(biāo)為（44G的一點(diǎn)水平射出場(chǎng)區(qū)，則

O3

20.（2022?河北?模擬預(yù)測(cè)）空間中存在上、下兩個(gè)不同的勻強(qiáng)電場(chǎng)區(qū)域，已知上、下場(chǎng)區(qū)的水平長(zhǎng)度

為L(zhǎng),上、下場(chǎng)區(qū)的寬度均為4如圖所示.電荷量為+q、質(zhì)量為小的帶電