1、第2讲带电粒子在电磁场中的运动A组 基础能力练1.(2020·某某浦东新区联考)一带电粒子仅在电场力作用下以初速度v0向右做直线运动,其v-t图像如图所示.则( D )A.t1时刻前后电场力方向相反B.0~t2时间内电场力先减小后增大C.0~t2时间内粒子速度一直减小D.0~t2时间内粒子速度改变量的方向向左【解析】 由图像可知,粒子的加速度不变,由于仅仅受到电场力作用,因此电场力大小与方向不变,故AB错误;由图像可知,0~t1粒子的速度减小,t1之后速度反向增大,故C错误;由图像可知,图像的斜率表示加速度,可知加速度的方向与初速度的方向相反,即向左,由Δv=at知速度
2、改变量的方向为加速度的方向,所以向左,故D正确.2.(2015·全国卷Ⅱ)如图所示,两平行的带电金属板水平放置.若在两板中间a点从静止释放一带电微粒,微粒恰好保持静止状态.现将两板绕过a点的轴(垂直于纸面)逆时针旋转45°,再由a点从静止释放一同样的微粒,该微粒将( D )A.保持静止状态B.向左上方做匀加速运动C.向正下方做匀加速运动D.向左下方做匀加速运动【解析】 两板水平放置时,放置于两板间a点的带电微粒保持静止,带电微粒受到的电场力与重力平衡.当将两板逆时针旋转45°时,电场力大小不变,方向逆时针偏转45°,受力如图,则其合力方向沿二力角平分线方向,微粒将向左下
3、方做匀加速运动,选项D正确.-8-3.(2020·某某名校联考)质谱仪是一种测定带电粒子质量和分析同位素的重要工具.图中的铅盒A中的放射源放出大量的带正电粒子(可认为初速度为零),从狭缝S1进入电压为U的加速电场区加速后,再通过狭缝S2从小孔G垂直于MN射入偏转磁场,该偏转磁场是以直线MN为切线、磁感应强度为B、方向垂直于纸面向外、半径为R的圆形匀强磁场.现在MN上的F点(图中未画出)接收到该粒子,且GF=R.则该粒子的比荷为(粒子的重力忽略不计)( C )A.B.C.D.【解析】 设离子被加速后获得的速度为v,由动能定理有qU=mv2,离子在磁场中做匀速圆周运动的轨道
5、合力一定是零,小球做匀速直线运动.当小球的入射速度增大时,洛伦兹力增大,电场力和重力不变,小球将向下偏转,电场力与重力的合力向上,且它们的合力对小球做负功,小球动能减小.电场力对小球做负功,小球的机械能减小,电势能增大.重力对小球做正功,重力势能减小.故A、C、D正确,B错误.5.(2019·高考卷)如图所示,正方形区域内存在垂直纸面的匀强磁场.一带电粒子垂直磁场边界从a点射入,从b点射出.下列说法正确的是( C )A.粒子带正电B.粒子在b点速率大于在a点速率C.若仅减小磁感应强度,则粒子可能从b点右侧射出D.若仅减小入射速率,则粒子在磁场中运动时间变短【解析】 由运
7、为d,下底长为3d,忽略带电粒子的重力.以下说法正确的是( AC )A.粒子在磁场中做圆周运动的半径为dB.粒子能从C点离开磁场C.粒子不能从BC边上距离C点d处离开磁场D.粒子能够垂直于AB边从AB边离开磁场【解析】 由R=得带电粒子在磁场中的运动半径为d,选项A正确;A、C之间的距离大于2d,所以粒子不可能从C点离开磁场,选项B错误;设BC边上距离C点d处为E点,由已知可得AB边、CD边均为2d,所以AE的长度也为2d,若要粒子从E点离开,则必须从A点垂直于AE进入磁场,而这样的粒子从A点就离开了磁场,所以不存在这样的粒子轨迹,选项C