2026版创新设计高考总复习物理(人教基础版)课时跟踪练-专题强化二十一　带电粒子在叠加场和交变电磁场中的运动.docxVIP

专题强化二十一带电粒子在叠加场和交变电磁场中的运动

基础对点练

对点练1带电粒子在叠加场中的运动

1.质量为m、电荷量为q的微粒以速度v与水平方向成θ角从O点进入方向如图所示的由正交的匀强电场和匀强磁场组成的叠加场区中,该微粒在静电力、洛伦兹力和重力的共同作用下,恰好沿直线运动到A点,下列说法中正确的有(重力加速度为g)()

A.该微粒一定带正电荷

B.微粒从O到A的运动可能是匀变速运动

C.该磁场的磁感应强度大小为mg

D.该电场的电场强度大小为mg

2.(多选)(2025·吉林长春模拟)如图所示,在竖直平面内的虚线下方分布着互相垂直的匀强电场和匀强磁场,电场的电场强度大小为10N/C,方向水平向左;磁场的磁感应强度大小为2T,方向垂直纸面向里。现将一质量为0.2kg、电荷量为+0.5C的小球,从该区域上方的某点A以某一初速度水平抛出,小球进入虚线下方后恰好做直线运动。已知重力加速度为g=10m/s2。下列说法正确的是()

A.小球平抛的初速度大小为5m/s

B.小球平抛的初速度大小为2m/s

C.A点距该区域上边界的高度为1.25m

D.A点距该区域上边界的高度为2.5m

3.(多选)如图甲所示,绝缘轻质细绳一端固定在方向相互垂直的匀强电场和匀强磁场中的O点,另一端连接带正电的小球,小球电荷量q=6×10-7C,在图示坐标中,电场方向沿竖直方向,坐标原点O的电势为零。当小球以2m/s的速率绕O点在竖直平面内做匀速圆周运动时,细绳上的拉力刚好为零。在小球从最低点运动到最高点的过程中,轨迹上每点的电势φ随纵坐标y的变化关系如图乙所示,重力加速度g=10m/s2。则下列判断正确的是()

A.匀强电场的电场强度大小为3.2×106V/m

B.小球重力势能增加最多的过程中,电势能减少了2.4J

C.小球做顺时针方向的匀速圆周运动

D.小球所受的洛伦兹力的大小为3N

4.(2025·江苏南京模拟)如图所示,xOy坐标平面在竖直面内,x轴沿水平方向,y轴正方向竖直向上,在图示空间内有垂直于xOy平面的水平匀强磁场,磁感应强度大小为B。一带电荷量为-q(q0)、质量为m的小球从O点由静止释放,运动轨迹如图中曲线所示。则()

A.OAB轨迹为半圆

B.磁场垂直于纸面向里

C.小球运动至最低点A时处于失重状态

D.小球在整个运动过程中机械能守恒

5.(2023·全国乙卷,18)如图,一磁感应强度大小为B的匀强磁场,方向垂直于纸面(xOy平面)向里,磁场右边界与x轴垂直。一带电粒子由O点沿x轴正向入射到磁场中,在磁场另一侧的S点射出,粒子离开磁场后,沿直线运动打在垂直于x轴的接收屏上的P点,SP=l,S与屏的距离为l2,与x轴的距离为a。如果保持所有条件不变,在磁场区域再加上电场强度大小为E的匀强电场,该粒子入射后则会沿x轴到达接收屏。该粒子的比荷为(

A.E2aB2

C.B2aE2

对点练2带电粒子在交变电磁场中的运动

6.如图甲所示,在xOy坐标系的一、四象限存在匀强磁场,规定垂直纸面向里为磁场的正方向,磁感应强度随时间的变化情况如图乙所示,t=0时刻,一个比荷qm=1.0×104C/kg的正电荷从(0,3)处以v0=1.0×104m/s的速度沿y轴负方向射入磁场,则正电荷从射入磁场至第一次经过x轴所需的时间为(

A.8π×10-5s B.83π×10-5

C.1.2π×10-4s D.4π3×10-4

7.(15分)如图甲所示,M、N为竖直放置且彼此平行的两块平板,板间距离为d,两板中央各有一个小孔O、O正对,在两板间有垂直于纸面方向的磁场,磁感应强度随时间的变化如图乙所示(设垂直于纸面向里的磁场方向为正方向)。有一群正离子在t=0时垂直于M板从小孔O射入磁场。已知正离子质量为m、带电荷量为q,正离子在磁场中做匀速圆周运动的周期与磁感应强度变化的周期都为T0,不考虑由于磁场变化而产生的电场的影响,不计离子所受重力及离子间的相互作用力。求:

(1)(7分)磁感应强度B0的大小。

(2)(8分)要使正离子从O垂直于N板射出磁场,正离子射入磁场时的速度v0的可能值。

综合提升练

8.(15分)(2025·河南周口联考)坐标系xOy位于竖直平面内,y轴左右两侧匀强电场的电场强度大小相等,方向如图,第一象限内的匀强磁场垂直于xOy平面向外,x轴上P点与原点O的距离为L,y轴上Q点与原点O的距离为3L,一质量为m、电荷量为+q的带电微粒从P点以初速度v0沿y轴正方向射入电场,经过Q点时速度方向与y轴正方向成45°角,微粒到达x轴时与O点相距3L,重力加速度为g,不计空气阻力,求:

(1)(7分)电场的电场强度大小;

(2)(8分)微粒从P点到x轴的时间。

9.(16分)如图甲