(滿分:60分)課時(shí)作業(yè)對(duì)點(diǎn)1.帶電粒子在疊加場(chǎng)中的幾類(lèi)典型運(yùn)動(dòng)基礎(chǔ)對(duì)點(diǎn)練1.(4分)如圖,空間某區(qū)域存在勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng),電場(chǎng)方向豎直向上(與紙面平行),磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里。三個(gè)帶電的微粒a、b、c電荷量絕對(duì)值相等,質(zhì)量分別為ma、mb、mc,已知在該區(qū)域內(nèi),a在紙面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng),b在紙面內(nèi)向右做勻速直線運(yùn)動(dòng),c在紙面內(nèi)向左做勻速直線運(yùn)動(dòng)。下列說(shuō)法正確的是(

)[A]微粒b可能帶負(fù)電[B]微粒c一定帶正電[C]微粒a的質(zhì)量一定小于微粒b的[D]微粒a的質(zhì)量一定大于微粒c的C【解析】

微粒b向右做勻速直線運(yùn)動(dòng),若b帶負(fù)電,則電場(chǎng)力豎直向下,由左手定則判斷洛倫茲力豎直向下,重力豎直向下,不可能受力平衡,故b一定帶正電,由平衡條件得qE+qvbB=mbg,可得qE<mbg;微粒a在紙面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng),必有qE=mag,則有ma<mb,故A錯(cuò)誤,C正確。微粒c向左做勻速直線運(yùn)動(dòng),若c帶正電,電場(chǎng)力豎直向上,由左手定則判斷洛倫茲力豎直向下,重力豎直向下,由平衡條件得qE=mcg+qvcB,可得qE>mcg,則有ma>mc;若c帶負(fù)電,電場(chǎng)力豎直向下,由左手定則判斷洛倫茲力豎直向上,重力豎直向下,由平衡條件得qvcB=mcg+qE,無(wú)法比較qE與mcg的大小,故ma與mc之間的大小也無(wú)法比較,故B、D錯(cuò)誤。2.(4分)(2024·廣東深圳階段練習(xí))為粗略了解等離子體在托卡馬克核聚變實(shí)驗(yàn)裝置環(huán)形真空室內(nèi)的運(yùn)動(dòng)狀況,某同學(xué)將一小段真空室內(nèi)的電場(chǎng)和磁場(chǎng)理想化為方向均水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)(如圖),電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。若某電荷量為q的正離子在此電場(chǎng)和磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng),其速度平行于磁場(chǎng)方向的分量大小為v1,垂直于磁場(chǎng)方向的分量大小為v2,不計(jì)離子重力,則(

)B3.(6分)(2024·安徽卷,10)(多選)空間中存在豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)和垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。一質(zhì)量為m的帶電油滴a,在紙面內(nèi)做半徑為R的圓周運(yùn)動(dòng),軌跡如圖所示。當(dāng)a運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)P時(shí),瞬間分成兩個(gè)小油滴Ⅰ、Ⅱ,二者帶電量、質(zhì)量均相同。Ⅰ在P點(diǎn)時(shí)與a的速度方向相同,并做半徑為3R的圓周運(yùn)動(dòng),軌跡如圖所示。Ⅱ的軌跡未畫(huà)出。已知重力加速度大小為g,不計(jì)空氣浮力與阻力以及Ⅰ、Ⅱ分開(kāi)后的相互作用,則(

)ABD4.(12分)如圖甲所示,豎直邊界分別為P和Q的區(qū)域內(nèi)分布著垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)和豎直方向上周期性變化的電場(chǎng),電場(chǎng)隨時(shí)間變化的關(guān)系如圖乙所示,E>0表示電場(chǎng)方向豎直向上。在t=0時(shí)刻,一帶電量為+q、質(zhì)量為m的帶電微粒從邊界P上的A點(diǎn)處水平射入該區(qū)域,先沿直線運(yùn)動(dòng)到某點(diǎn),再經(jīng)歷一次完整的半徑為L(zhǎng)的勻速圓周運(yùn)動(dòng),最后沿直線運(yùn)動(dòng)從邊界Q上的C點(diǎn)處離開(kāi)磁場(chǎng),重力加速度為g。求:(1)E0的大小;(2)微粒剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度大小v0及磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B。B對(duì)點(diǎn)2.“配速法”解決疊加場(chǎng)問(wèn)題5.(4分)(2022·全國(guó)甲卷,18)空間存在著勻強(qiáng)磁場(chǎng)和勻強(qiáng)電場(chǎng),磁場(chǎng)的方向垂直于紙面(xOy平面)向里,電場(chǎng)的方向沿y軸正方向。一帶正電的粒子在電場(chǎng)和磁場(chǎng)的作用下,從坐標(biāo)原點(diǎn)O由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)。下列四幅圖中,可能正確描述該粒子運(yùn)動(dòng)軌跡的是(

)[A]

[B][C][D]【解析】

假設(shè)給帶電粒子配一個(gè)沿x軸負(fù)方向的初速度v1,一個(gè)沿x軸正方向的初速度v1,這樣所配速度的合速度為零,剛好滿足要求。由于存在沿x軸負(fù)方向的初速度v1,帶電粒子沿x軸負(fù)方向做勻速直線運(yùn)動(dòng);同時(shí),存在一個(gè)沿x軸正方向的初速度v1,于是帶電粒子做逆時(shí)針?biāo)俾蕿関1的勻速圓周運(yùn)動(dòng),即其運(yùn)動(dòng)為勻速直線運(yùn)動(dòng)和勻速圓周運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)。根據(jù)兩者電場(chǎng)力與洛倫茲力做功的特點(diǎn),分析同上,故B選項(xiàng)正確。6.(10分)如圖所示,在正交的重力場(chǎng)與勻強(qiáng)磁場(chǎng)B中,一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電小球無(wú)初速度釋放,試分析小球運(yùn)動(dòng)的最大速度與下落的最大距離。D綜合提升練8.(16分)(2025·廣東二模)如圖所示,以長(zhǎng)方體abcd-a′b′c′d′的ad邊中點(diǎn)O為坐標(biāo)原點(diǎn)、ad方向?yàn)閤軸正方向、a′a方向?yàn)閥軸正方向、ab方向?yàn)閦軸正方向建立Oxyz坐標(biāo)系,已知Oa=ab=aa′=L。長(zhǎng)方體中存在沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng),現(xiàn)有質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電粒子(不計(jì)重力),從O點(diǎn)沿z軸正方向以初速度v射入磁場(chǎng)中,恰好從a