（全国通用）2018年高考物理二轮复习精练一必考热点4带电粒子在电场和磁场中的运动

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1、必考热点4　带电粒子在电场和磁场中的运动热点阐释(1)带电粒子在匀强磁场中的匀速圆周运动一直是高考考查的重点和热点，备受命题专家的青睐，近几年主要以选择题形式考查带电粒子在直线边界和圆形边界磁场中的运动。(2)带电粒子在电场中的运动也是历年高考试题的“常客”，常常以选择题形式考查电场力与能的性质，也以计算题形式考查带电粒子的类平抛运动、匀变速直线运动等，带电粒子在电场和磁场的复合场中的运动在近几年高考中热度有所降低，但因2016年部分省份回归全国卷，此类试题很可能再次成为命题热点。一、选择题(1～4题为单项选择题，5～8题为多项选择题)1.如图1所示，A、B、C是某电场

2、中的3条电场线，一带电粒子(不计重力)以某速度从a点进入并穿过电场，其轨迹与电场线的交点依次为a、b、c，则下列说法正确的是(　　)图1A.此电场一定是匀强电场B.粒子如果带负电，则电场强度方向一定沿电场线向下C.粒子在穿过电场过程中电场力做正功，电势能减少D.在a、b、c三点中，a点的电势最高解析　题中并未说明电场线是平行等距的，故选项A错误；根据曲线运动的条件，结合其轨迹，可知粒子所受合力的方向一定指向轨迹的凹侧，所以若粒子带负电，则电场强度方向一定是沿电场线向上，故选项B错误；速度与电场力方向的夹角小于90°，所以电场力做正功，则电势能一定减小，选项C正确；粒子电

3、性不确定，场强方向未知，则无法判断电势的高低，故选项D错误。答案　C2.(2017·江西赣中南五校联考)如图2所示，a、b两个带正电的粒子，电荷量分别为q1与q2，质量分别为m1和m2。它们以相同的速度先后垂直于电场线从同一点进入平行板间的匀强电场后，a粒子打在B板的a′点，b粒子打在B板的b′点，若不计重力。则(　　)-9-图2A.电荷量q1大于q2B.质量m1小于m2C.粒子的电荷量与质量之比>D.粒子的电荷量与质量之比<解析　设任一粒子的速度为v，电荷量为q，质量为m，加速度为a，运动的时间为t，则加速度a＝　①，时间t＝　②，偏转量y＝at2　③。因为两个粒子的

4、初速度相等，由②得t∝x，则得a粒子的运动时间短，由③得a的加速度大，由①得a粒子的比荷大，但a、b两粒子的质量和电荷量无法比较，故C正确。答案　C3.(2017·河南郑州模拟)汤姆孙的学生阿斯顿设计了质谱仪，用它发现了氖20和氖22，证实了同位素的存在。如图3所示，容器A中有电荷量相同、质量分别为m1、m2的氖20和氖22两种离子(不考虑离子的重力及离子间的相互作用)，它们从容器A下方的小孔S1不断飘入电压为U的加速电场(离子的初速度可视为零)，再沿竖直线S1S2从小孔S2垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场中，最后打在水平放置的底片上。由于实际加速电压的大小在U±ΔU范

5、围内微小变化，这两种离子在磁场中运动的轨迹可能发生交叠，为使它们的轨迹不发生交叠，应小于(　　)图3A.B.C.D.-9-解析　加速电压为U，设离子进入磁场的速度为v，离子电荷量为q，由动能定理得qU＝mv2，由牛顿第二定律得qvB＝m，联立以上两式解得r＝，要使两离子的运动轨迹不交叠，则氖20的最大轨道半径要小于氖22的最小轨道半径，即<，解得<，选项A正确。答案　A4.(2017·江西南昌模拟)如图4所示，圆形区域内有一垂直纸面的匀强磁场，磁感应强度的大小为B1，P为磁场边界上的一点。相同的带正电荷粒子以相同的速率从P点射入磁场区域，速度方向沿位于纸面内的各个方向。

6、这些粒子射出边界的位置均处于边界的某一段弧上，这段圆弧的弧长是圆周长的。若将磁感应强度的大小变为B2，结果相应的弧长变为圆周长的，不计粒子的重力和粒子间的相互影响，则等于(　　)图4A.B.C.D.解析　设圆的半径为r，磁感应强度为B1时，从P点射入的粒子与磁场边界的最远交点为M，最远的点是轨迹对应圆的直径与磁场边界圆的交点，∠POM＝120°，如图甲所示。粒子做圆周运动的半径R＝rsin60°，得R＝r。磁感应强度为B2时，甲-9-乙从P点射入的粒子与磁场边界的最远交点为N，最远的点是轨迹对应圆的直径与磁场边界圆的交点，∠PON＝90°，如图乙所示。粒子做圆周运动的半

7、径R′＝r，且R＝，由于v、m、q相等，则得＝＝。答案　C5.(2017·山东潍坊模拟)如图5所示，图中K、L、M为静电场中的三个相距较近的等势面。一带正电粒子射入此静电场中后，沿abcde轨迹运动。已知粒子在ab段做减速运动。下列判断中正确的是(　　)图5A.粒子在a点的电势能小于在d点的电势能B.粒子在a点的电势能大于在d点的电势能C.K、L、M三个等势面的电势关系为φK<φL<φMD.K、L、M三个等势面的电势关系为φK>φL>φM解析　已知粒子在ab段做减速运动，则粒子在a点的电势能小于在b点的电势能，而b、d两点在同一等势面上，