專題強化二十一帶電粒子在疊加場和交變電磁場中的運動(分值:100分)1~4題,每小題10分,共40分。A級基礎對點練對點練1帶電粒子在疊加場中的運動1.(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電場和垂直紙面向里的勻強磁場。電子從M點由靜止釋放,沿圖中所示軌跡依次經(jīng)過N、P兩點。已知M、P在同一等勢面上,下列說法正確的有()A.電子從N到P,靜電力做正功B.N點的電勢高于P點的電勢C.電子從M到N,洛倫茲力不做功D.電子在M點所受的合力大于在P點所受的合力2.如圖所示,一帶電液滴在相互垂直的勻強電場和勻強磁場中剛好做勻速圓周運動,其軌道半徑為R,已知該電場的電場強度大小為E、方向豎直向下;該磁場的磁感應強度大小為B、方向垂直紙面向里,不計空氣阻力,設重力加速度為g,則()A.液滴帶正電B.液滴比荷qm=C.液滴沿順時針方向運動D.液滴運動速度大小v=Rg3.(2025·江西南昌高三上開學考)如圖所示,在以坐標原點O為圓心的半圓形區(qū)域內(nèi),有相互垂直的勻強電場(圖中未畫出)和勻強磁場,電場方向沿x軸正方向,磁場方向垂直于xOy平面向里。一質(zhì)量為m、帶電荷量為q的帶電粒子從O點沿y軸正方向以一定速度射入,帶電粒子沿直線運動,經(jīng)時間t0從P點射出。若僅撤去磁場,帶電粒子經(jīng)t02射出半圓形區(qū)域,不計粒子受到的重力,勻強磁場的磁感應強度大小為(A.3mqtC.33m對點練2帶電粒子在交變電磁場中的運動4.如圖甲所示,在xOy坐標系的一、四象限存在勻強磁場,規(guī)定垂直紙面向里為磁場的正方向,磁感應強度隨時間的變化情況如圖乙所示,t=0時刻,一個比荷qm=1.0×104C/kg的正電荷從(0,3)處以v0=1.0×104m/s的速度沿y軸負方向射入磁場,則正電荷從射入磁場至第一次經(jīng)過x軸所需的時間為(A.8π×10-5s B.83π×10-5C.1.2π×10-4s D.4π3×10-4B級綜合提升練5.(20分)(2025·安徽蕪湖模擬)如圖所示,在xOy坐標系的第一象限內(nèi),存在沿y軸正方向的勻強電場和垂直紙面向外的勻強磁場,其中電場在0≤x≤2L的范圍內(nèi),磁場在x≥L的范圍內(nèi)。一電荷量為q、質(zhì)量為m的帶正電的粒子(重力不計)從y軸上P點以初速度v0進入第一象限,速度方向與y軸負方向成α=30°角,P點縱坐標為3L。粒子經(jīng)過電場后,剛好沿直線MN穿過電場、磁場疊加場區(qū),最終從x軸上A點離開磁場,已知MN與x軸平行。求:(1)(6分)電場強度的大小E及M點的縱坐標yM;(2)(7分)粒子經(jīng)過A點時的速度方向及A點的橫坐標xA;(3)(7分)粒子從P點到A點所用的時間t。6.(20分)(2024·貴州卷,14)如圖,邊長為L的正方形abcd區(qū)域及矩形cdef區(qū)域內(nèi)均存在電場強度大小為E、方向豎直向下且與ab邊平行的勻強電場,ef右邊有一半徑為33L且與ef相切的圓形區(qū)域,切點為ef的中點,該圓形區(qū)域與cdef區(qū)域內(nèi)均存在磁感應強度大小為B、方向垂直紙面向里的勻強磁場。一帶電粒子從b點斜向上射入電場后沿圖中曲線運動,經(jīng)cd邊的中點進入cdef區(qū)域,并沿直線通過該區(qū)域后進入圓形區(qū)域。所有區(qū)域均在紙面內(nèi),粒子始終在該紙面內(nèi)運動,不計粒子重力。求(1)(5分)粒子沿直線通過cdef區(qū)域時的速度大小;(2)(7分)粒子的電荷量與質(zhì)量之比;(3)(8分)粒子射出圓形區(qū)域時速度方向與進入圓形區(qū)域時速度方向的夾角。C級培優(yōu)加強練7.(20分)(2024·北京卷,20)我國“天宮”空間站采用霍爾推進器控制姿態(tài)和修正軌道。如圖為某種霍爾推進器的放電室(兩個半徑接近的同軸圓筒間的區(qū)域)的示意圖。放電室的左、右兩端分別為陽極和陰極,間距為d。陰極發(fā)射電子,一部分電子進入放電室,另一部分未進入。穩(wěn)定運行時,可視為放電室內(nèi)有方向沿軸向向右的勻強電場和勻強磁場,電場強度和磁感應強度大小分別為E和B1;還有方向沿半徑向外的徑向磁場,大小處處相等。放電室內(nèi)的大量電子可視為處于陽極附近,在垂直于軸線的平面繞軸線做半徑為R的勻速圓周運動(如截面圖所示),可與左端注入的氙原子碰撞并使其電離。每個氙離子的質(zhì)量為M、電荷量為+e,初速度近似為零。氙離子經(jīng)過電場加速,最終從放電室右端噴出,與陰極發(fā)射的未進入放電室的電子剛好完全中和。已知電子的質(zhì)量為m、電荷量為-e;對于氙離子,僅考慮勻強電場的作用。(1)(5分)求氙離子在放電室內(nèi)運動的加