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专题强化十带电粒子在叠加场和组合场中的运动命题点一带电粒子在叠加场中的运动1.带电粒子在叠加场中无约束情况下的运动(1)洛伦兹力、重力并存①若重力和洛伦兹力平衡，则带电粒子做匀速直线运动.②若重力和洛伦兹力不平衡，则带电粒子将做复杂的曲线运动，因洛伦兹力不做功，故机械能守恒，由此可求解问题.(2)电场力、洛伦兹力并存(不计重力的微观粒子) ①若电场力和洛伦兹力平衡，则带电粒子做匀速直线运动.②若电场力和洛伦兹力不平衡，则带电粒子将做复杂的曲线运动，因洛伦兹力不做功，可用动能定理求解问题.(3)电场力、洛伦兹力、重力并存①若三力平衡，一定做匀速直线运动.②若重力与电场力平衡，一定做匀速圆周运动.③若合力不为零且与速度方向不垂直，将做复杂的曲线运动，因洛伦兹力不做功，可用能量守恒定律或动能定理求解问题.2.带电粒子在叠加场中有约束情况下的运动带电粒子在叠加场中受轻杆、轻绳、圆环、轨道等约束的情况下，常见的运动形式有直线运动和圆周运动，此时解题要通过受力分析明确变力、恒力做功情况，并注意洛伦兹力不做功的特点，运用动能定理、能量守恒定律结合牛顿运动定律求解.例 1 (2017·全国卷Ⅰ ·16)如图1，空间某区域存在匀强电场和匀强磁场，电场方向竖直向上(与纸面平行)，磁场方向垂直于纸面向里，三个带正电的微粒a、b、c 电荷量相等，质量分别为m a、m b、m c，已知在该区域内， a 在纸面内做匀速圆周运动， b 在纸面内向右做匀速直线运动， c 在纸面内向左做匀速直线运动.下列选项正确的是( )A.m a>m b> m cB.m b>m a>m cC.m c> m a>m bD.m c>m b>m a(多选)(2017 ·河南六市一模)如图2所示，半径为R的光滑半圆弧绝缘轨道固定在竖直面内，磁感应强度为 B 的匀强磁场方向垂直于轨道平面向里.一可视为质点、质量为m、电荷量为q(q>0)的小球由轨道左端 A 点无初速度滑下，当小球滑至轨道最低点 C 时，给小轨道的两端 等高，小球始终与轨道接触，重力加速度为 g ，则下列判断正确的是 （ ）A.小球在 C 点对轨道的压力大小为 qB 2gRB.小球在 C 点对轨道的压力大小为 3mg －qB 2gRC.小球从 C 到 D 的过程中，外力 F 的大小保持不变D.小球从 C 到 D 的过程中，外力 F 的功率逐渐增大（2017 河·北冀州 2 月模拟 ）我国位于北半球，某地区存在匀强电场 E 和可看做匀强磁场的地磁场 B ，电场与地磁场的方向相同， 地磁场的竖直分量和水平分量分别竖直向下和水平向北， 一带电小球以 速度 v 在此区域内沿垂直场强方向在水平面内做直线运动， 忽略空气阻力， 此地区的重力加速度为 g ，则下列说法正确的是 （ ）A. 小球运动方向为自南向北B. 小球可能带正电C. 小球速度 v 的大小为 EB .（ 多选 ）如图 1 所示，一带电小球在一正交电场、磁场区域里做匀速圆周运动，电场方向竖 直向下，磁场方向垂直纸面向里，则下列说法正确的是 （ ）A. 小球一定带正电B. 小球一定带负电C. 小球的绕行方向为顺时针D. 改变小球的速度大小，小球将不做圆周运动如图 2 所示的虚线区域内， 充满垂直于纸面向里的匀强磁场和竖直向下的匀强电场 .一带电粒子 a （不计重力 ）以一定的初速度由左边界的 O 点射入磁场、电场区域，恰好沿直线由区域右边界 的 O ′点 （图中未标出 ）穿出 .若撤去该区域内的磁场而保留电场不变，另一个同样的粒子 b （不计重力 ）仍以相同初速度由 O 点射入，从区域右边界穿出，则粒子 b （ ）A.穿出位置一定在 O ′点下方B.穿出位置一定在 O ′点上方C. 运动时，在电场中的电势能一定减小D.小球的比荷为 gE 2＋ v B 2D.在电场中运动时，动能一定减小轨道的两端【2017·辽宁省本溪市高级中学、大连育明高级中学、大连二十四中高三联合模拟考试】如图所示，质量为m，带电量为+q 的三个相同的带电小球，A、B、C，从同一高度以初速度 v 0水平抛出，B 球处于竖直向下的匀强 磁场中， C 球处于垂直纸面向里的匀强电场中， 它们落地的时间分别为t A 、t B 、t C ，落地时的速 度大小分别为v A 、 v B 、 v C ，则以下判断正确的 是： ( )如图所示，三个完全相同的半圆形光滑轨道竖直放置，分别处在真空、匀强磁场和匀 强电场中，轨道两端在同一高度上，三个相同的带正电小球同时从轨道左端最高点由 静止开始沿轨道运动， P 、M 、N分别为轨道的最 低点，如图所示，则下列有关判断正确的是( )A ．小球第一次到达轨道最低点的速度关系v p ＝v M >v NB ．小球第一次到达轨道最低点时对轨道的压力关系 F P ＝F M >F NC ．小球从开始运动到第一次到达轨道最低点所用的时间关系 tP <t M <t ND ．三个小球到达轨道右端的高度都不相同，但都能回到原来的出发点位置 带电粒子在组合场中的运动 1.组合场 ：电场与磁场各位于一定的区域内，并不重叠，电场、磁场交替出现2.分析思路A ．t A tB tC B ．t B t A t C ．v C v A v BD ．v A v B v C(2016 ·江西八校联考 ) 如图 4 所示，在水平匀强电场和垂直纸 面向里的匀强磁场中，有一竖直足够长固定绝缘杆 MN ，小球 P 套在 杆上，已知 P 的质量为 m 、电荷量为＋ q ，电场强度为 E ，磁感应强 度为 B ，P 与杆间的动摩擦因数为 μ，重力加速度为 g 。
研究带电粒子在磁场中的运动轨迹（荥阳二高陈玉东）学习目标：1、(第一课时)学生预习课本通过小组讨论，会说出三种运动形式，并推导出带电粒子垂直进入磁场且仅受洛仑兹力的情况下做圆周运动的半径及周期公式，能说出公式的基本用法。
2、(第二课时)在教师的引导下，通过讨论例题，熟悉各种几何关系，课下整理笔记。
能够相互讲解。
新课引入：学生观察课本上100页的径迹图片，讲卢瑟福发现质子的故事，这些径迹之中隐藏着怎样的奥秘？预习课本，回答以下问题：A、当粒子平行于磁感线方向射入磁场，粒子做什么运动？B、粒子垂直于磁场方向射入磁场，且只受洛仑兹力的情况下做什么运动？运动方程怎么写？从这个公式还能推导出什么结论？方程：。
结论1、：。
结论2、：。
C、当粒子进入磁场时速度方向与磁感线有夹角时粒子在磁场中做什么样的运动？(解释上节课讲到的极光产生原理。
)例一、(基本公式训练) 已知氚核的质量为质子质量的3倍，α粒子即氦原子核，质量为质子质量的4倍。
现在质子、氚核和α粒子在同一匀强磁场中做匀速圆周运动。
求以下情况下它们运动的半径之比：（1）它们经过同一个速度选择器后沿同一直线进入磁场；（2）它们由静止开始经过相同的加速电场加速后进入磁场。
例二、如图所示，一束电子（电量为e ）以速度v 垂直射入磁感应强度为B ，宽度为d 的匀强磁场中，穿过磁场时速度方向与电子原来入射方向的夹角是300，求则电子的质量和穿过磁场的时间。
通过本题学习以下知识。
(1)粒子圆轨迹的圆心的确定①若已知粒子在圆周运动中的两个具体位置及通过某一位置时的速度方向，可在已知的速度方向的位置作速度的垂线，同时作两位置连线的中垂线，两垂线的交点为圆轨迹的圆心，如图4－2 所示．②若已知做圆周运动的粒子通过某两个具体位置的速度方向，可在两位置上分别作两速度的垂线，两垂线的交点为圆轨迹的圆心，如图4－3所示．③若已知做圆周运动的粒子通过某一具体位置的速度方向及圆轨迹的半径R ，可在该位置上作速度的垂线，垂线上距该位置R 处的点为圆轨迹的圆心(利用左手定则判断圆心在已知位置的哪一侧)，如图4－4所示．图4－2 图4－3 图4－4 图4－5(2)粒子圆轨迹的半径的确定①可直接运用公式R ＝m v qB来确定． ②画出几何图形，利用半径R 与题中已知长度的几何关系来确定．在利用几何关系时，要注意一个重要的几何特点，即：粒子速度的偏向角φ等于对应轨迹圆弧的圆心角α，并等于弦切角θ的2倍，如图4－5所示．(3)粒子做圆周运动的周期的确定①可直接运用公式T ＝2πm qB 来确定．②利用周期T 与题中已知时间t 的关系来确定．若粒子在时间t 内通过的圆弧所对应的圆心角为α，则有：t ＝α360°·T (或t ＝α2π·T )．例三、如图所示，一质量、电荷量均未知的粒子，从容器 A 下方小孔 S 1飘入电势差为 U 的加速电场，然后让粒子垂直进入磁感应强度为 B 的磁场中，最后打到底片 D 上。
带电粒子与物质相互作用的类型、特点与作用参数下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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物理试卷
（试卷满分
100分，考试时间为100分钟）
一、选择题（本大题共10小题；每小题3分，共30分。
在每小题给出的四个选项中，有一个选项或多个选项正确。
全部选对的得3分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分。
）
1．在下面列举的物理量及单位中，属于国际单位制的基本单位的是()
(A) 千克(kg) (B) 米(m)
(C) 开尔文(K)(D) 库仑(C)
2．如图所示, 分别是通过两个电阻R1、R2的电流随电压变化的图线，它们的电阻值分别用R1、R2表示，由图线可知()
(A) R1= R2
(B) R1＞R2
(C) R1＜R2
(D) 无法判断。
3．对于一定质量的理想气体，下列说法中正确的是（）
(A)保持压强不变，体积增大，气体的温度一定升高
(B)保持温度不变，体积减小，气体的压强一定减小
(C)保持体积不变，压强增大，气体的内能一定增加
(D)如果压强增大，体积减小，则气体的温度可能不变
4、如图（甲）是某电场中的一条电场线，A、B是这条线上的两点，若将一负点电荷从A 点由静止释放，负电荷沿电场线从A到B运动过程中的速度—时间图线如图（乙）所示，比较A、B两点电势的高低和场强的大小，可得（）。
(A) U A ＞U B，E A＞E B
(B) U A ＞U B，E A＜E B
(C) U A ＜U B，E A＞E B
(D) U A ＜U B，E A＜E B
5．如图所示，R1、R2为定值电阻，R3是滑动变阻器，当滑动头向左移动时()
(A)R1的功率将减小
(B)R2的功率将减小
(C)电源的功率将增大
(D)电源的效率将增大
6．如图所示，虚线a、b、c、d为电场中的等势面，且U a>U b>U c>U d。
有一带电粒子在该匀强电场中运动，轨迹为图中实线。
在A点时，其速度v0的方向与等势面平行。
不计粒子的重力，下面说法正确的是：()
(A) 粒子带正电
(B) 粒子在运动中电势能逐渐减小
(C) 粒子在运动中动能逐渐减小
(D) 粒子的运动轨迹为抛物线
7．如图所示电路中，电阻R1：R2：R3：R4=1：2：3：4，C为电容器，电键K闭合。
当四只电阻中有一只电阻断路时，发现有自上而下的电流通过电流表G，则断路的电阻可能是()
(A) R1(B) R2(C) R3(D) R4
8．把枕形导体AB放在带正电的金属小球C附近，如图所示，将发生静电感应现象。
达到静电平衡后，()
(A) 导体两端的电势U A＜U B
(B) 导体两端的电势U A=U B
(C) 小球C上的电荷在导体中O点的场强为零
(D) 小球C上的电荷在导体中O点的场强不为零
9．在如图所示的实验装置中，平行板电容器的极板A与一静电计相接，极板B接地。
若极板B稍向上移动一点，下列说法中正确的是：（）
(A) 两极板间电压不变，极板上的电量变大。
(B) 两极板间的电压不变，极板上的电量变小。
(C) 极板上的电量不变，两极板间的电压变大。
(D) 极板上的电量不变，两极板间的电压变小。
10．一个量程为250V，内阻为1MΩ的电压表，串联一个电阻接到220V电源上，这时电压表的示数是50V，该电阻的阻值和串联电阻后该电压表量程扩大到的倍数为（）。
A、34kΩ，4.4倍
B、3.4MΩ，4.4倍
C、2.4MΩ，4.4倍
D、34kΩ，44倍
二、填空题（本大题共6小题；11、12、13、14小题每小题3分，15、16小题每小题5分，共22分。
把答案填在答题纸的横线上）
11．将一个1.0×10－5C的正电荷从电场中A点移到电场中的另一点B的过程中，电场力作功0.02J，则A、B两点电势差为U AB＝_______V；如果将另一个电量是1.0×10－5C的负电荷从A 移到B，则电场力作功为_______J。
12．用伏安法测定未知电阻R x时，为了减小测电阻的实验误差，选择实验电路时，可以先将电压表的一端固定，另一端S分别试触A、B两点，结果发现两次电流表读数有显著变化，因此S应接点，这样测出的阻值真实值。
（填―大于‖、―小于‖或―等于‖ ）
13．真空中两点电荷M、N所带电量均为+Q，相距为r，则M、N连线中点处的场强E1=。
若将N的电量改换成－Q，则其连线中点处的场强大小E2=。
14．一台直流电动机，所加电压为110V，通过电动机的电流为5A，1分钟电流做功为J；若电动机的内阻为1Ω，这一分钟内电动机输出的机械能为J。
15．要测定某电阻丝（阻值为十几欧）的电阻率，所提供的仪器有：
A、直流电源（内阻不计，输出电压为6V）
B、直流电源（内阻不计，输出电压为2V）
C、电流表（量程为0~3A，内阻为0.025Ω）
D、电流表（量程为0~0.6A，内阻为0.125Ω）
E、电压表（量程为0~3V，内阻为29kΩ）
F、电压表（量程为0~15V，内阻为15kΩ）
G、滑线变阻器（阻值0~10Ω，额定电流为1.0A）
H、滑线变阻器（阻值0~1700Ω，额定电流为0.3A）
你选用以上哪些仪器？__________（写出仪器前面的字母）。
该实验中还必需的测量仪器有_________。
画出测量电路图。
16．用伏安法测一节干电池的电动势E和内电阻r。
所给的器材有：电压表V（0–3–15V）；
电流表A（0–0.6–3A）；滑线变阻器R（总电阻20 ），以及电键S和导线若干。
(1) 画出实验电路图.（并标明电表量程）
(2) 并按电路图连接实物图
三、计算题（共5小题，总分48分。
解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。
只写出最后答案的不能得分。
有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。
）17．（10分）将一个质量为m，电量为q的带正电小球用绝缘丝线悬挂在O点，整个装置置于水平方向的匀强电场中。
当带电小球达到平衡后，丝线与竖直方向间的夹角为θ，如图所示。
（1）确定电场强度E的大小和方向
（2）求丝线受到的拉力T的大小
18．（10分）如图所示，足够长的两平行金属板之间的距离为d，金属板平面与水平面成某夹角放置，且上极板带正电。
一质量为m，带电量为q的微粒，以初速度v0沿两平行板中心线垂直电场线从A点进入极板间，经过时间t回到A点。
（1）判断微粒的电性
（2）求微粒运动的加速度（3）求两板之间的电压U
19．（12分）如图所示R1＝19Ω，R2=30Ω，电源电动势E=12V，内阻r=1Ω。
接通电键S后，安培表的示数为0.2A。
求：（1）电阻R2消耗的电功率；
（2）通过电阻R1的电流；
（3）电源内阻消耗的电功率；
（4）电阻R3的阻值。
20．（10分）如图所示，长为L的两平行板之间的距离为d，水平放置，两极之间的电压为U，且上板电势比下板电势高。
竖直放置的荧光屏距离平行板右侧水平距离为a。
一束电子从静止开始经过电压U0加速后，沿两平行板中心线垂直电场线进入极板间，最后打在荧光屏上，且与O点（两平行板中心线与荧光屏的交点）的距离为x，改变两极之间的电压为U，便能得到不同的x值。
请确定x随两极之间的电压U变化的关系及确定U的取值范围。
21．（6分）在竖直平面内，一个质量m=1×10－4kg、
带电量q= －1×10－5C的油滴，以v=5m/s的速率从坐标
原点O沿y轴正方向射入一个匀强电场中，匀强电场的
方向沿x轴正方向，如图所示。
现测得油滴经过运动轨
道最高点P时的速率仍为v，试求：(g＝10m/s2)
（1）从O点到P点经历的时间t
（2）匀强电场的电场强度E的大小
（3）P点的坐标。
