2020届高三高考物理二轮综合提高复习：带电体在组合场、复合场中的运动

一、多选题

1. 难度：中等

为了测量某化工厂的污水排放量，技术人员在该厂的排污管末端安装了如图所示的流量计，该装置由绝缘材料制成，长、宽、高分别为a=1m、b=0．2m、c=0．2m，左、右两端开口，在垂直于前、后面的方向加磁感应强度为B=1．25T的匀强磁场，在上、下两个面的内侧固定有金属板M、N作为电极，污水充满装置以某一速度从左向右匀速流经该装置时，测得两个电极间的电压U=1V．且污水流过该装置时受到阻力作用，阻力f=kLv，其中比例系数k=15Ns/m²，L为污水沿流速方向的长度，v为污水的流速．下列说法中正确的是（ ）

A.金属板M电势不一定高于金属板N的电势，因为污水中负离子较多

B.污水中离子浓度的高低对电压表的示数也有一定影响

C.污水的流量（单位时间内流出的污水体积）Q=0．16m³/s

D.为使污水匀速通过该装置，左、右两侧管口应施加的压强差为△P=1500Pa

2. 难度：困难

如图所示直角坐标系xOy，P(a，－b)为第四象限内的一点，一质量为m、电荷量为q的负电荷(重力不计)从原点O以初速度v₀沿y轴正方向射入。第一次在整个坐标系内加垂直于纸面向里的匀强磁场，该电荷恰好能通过P点；第二次保持y>0区域磁场不变，而将y<0区域磁场改为沿x轴方向的匀强电场，该电荷仍通过P点。则(  )

A.匀强磁场的磁感应强度B＝

B.匀强磁场的磁感应强度B＝

C.电荷从O运动到P，第二次所用时间一定短些

D.电荷通过P点时的速度，第二次与x轴负方向的夹角一定小些

二、单选题

3. 难度：简单

如图所示，一带电液滴在相互垂直的匀强电场和匀强磁场中刚好做匀速圆周运动，其轨道半径为R。已知电场的电场强度为E，方向竖直向下；磁场的磁感应强度为B，方向垂直纸面向里，不计空气阻力，设重力加速度为g，则(　　)

A. 液滴带正电

B. 液滴的比荷为

C. 液滴顺时针运动

D. 液滴运动的速度大小

4. 难度：简单

图甲是洛伦兹力演示仪。图乙是演示仪结构图，玻璃泡内充有稀薄的气体，由电子枪发射电子束，在电子束通过时能够显示电子的径迹。图丙是励磁线圈的原理图，两线圈之间产生近似匀强磁场，线圈中电流越大磁场越强，磁场的方向与两个线圈中心的连线平行。电子速度的大小和磁感应强度可以分别通过电子枪的加速电压和励磁线圈的电流来调节。若电子枪垂直磁场方向发射电子，给励磁线圈通电后，能看到电子束的径迹呈圆形。关于电子束的轨道半径，下列说法正确的是 

A. 只增大电子枪的加速电压，轨道半径不变

B. 只增大电子枪的加速电压，轨道半径变小

C. 只增大励磁线圈中的电流，轨道半径不变

D. 只增大励磁线圈中的电流，轨道半径变小

三、解答题

5. 难度：中等

如图所示，质量为m，带电量为+q的液滴，以速度v沿与水平成45⁰角斜向上进入正交的足够大匀强电场和匀强磁场叠加区域，电场强度方向水平向右，磁场方向垂直纸面向里，液滴在场区做直线运动．重力加速度为g，试求：

（1）电场强度E和磁感应强度B各多大？

（2）当液滴运动到某一点A时，电场方向突然变为竖直向上，大小不改变，不考虑因电场变化而产生的磁场的影响，此时液滴加速度多少？

（3）在满足（2）的前提下，粒子从A点到达与A点子啊同一水平线上的B点（图中未画出）所用的时间．

6. 难度：简单

如图，在xOy平面第一象限内有平行于y轴的匀强电场和垂直于xOy平面的匀强磁场．一质量为m、带电量为＋q的小球从y轴上离坐标原点距离为L的A点处，以沿x正向的初速度v₀进入第一象限，小球恰好做匀速圆周运动，并从x轴上距坐标原点L／2的C点离开磁场．求：

（1）匀强电场电场强度E的大小和方向；

（2）磁感应强度B的大小和方向；

（3）如果撤去磁场，并且将电场反向，带电小球仍以相同的初速度从A点进入第一象限，求带电小球到达x轴时的坐标．

7. 难度：困难

一足够长的条状区域内存在匀强电场和匀强磁场，其在xOy平面内的截面如图所示：中间是磁场区域，其边界与y轴垂直，宽度为l，磁感应强度的大小为B，方向垂直于xOy平面；磁场的上、下两侧为电场区域，宽度均为l´，电场强度的大小均为E，方向均沿x轴正方向；M、N为条状区域边界上的两点，它们的连线与y轴平行，一带正电的粒子以某一速度从M点沿y轴正方向射入电场，经过一段时间后恰好以从M点入射的速度从N点沿y轴正方向射出，不计重力．

（1）定性画出该粒子在电磁场中运动的轨迹；

（2）求该粒子从M点入射时速度的大小；

（3）若该粒子进入磁场时的速度方向恰好与x轴正方向的夹角为，求该粒子的比荷及其从M点运动到N点的时间．

8. 难度：困难

如图甲所示，有一磁感应强度大小为B、垂直纸面向外的匀强磁场，磁场边界OP与水平方向夹角为θ=45°，紧靠磁场右上边界放置长为L、间距为d的平行金属板M、N，磁场边界上的O点与N板在同一水平面上，O₁、O₂为电场左右边界中点．在两板间存在如图乙所示的交变电场（取竖直向下为正方向）．某时刻从O点竖直向上以不同初速度同时发射两个相同的质量为m、电量为+q的粒子a和b．结果粒子a恰从O₁点水平进入板间电场运动，由电场中的O₂点射出；粒子b恰好从M板左端边缘水平进入电场．不计粒子重力和粒子间相互作用，电场周期T未知．求：

（1）粒子a、b从磁场边界射出时的速度v_a、v_b；

（2）粒子a从O点进入磁场到O₂点射出电场运动的总时间t；

（3）如果金属板间交变电场的周期，粒子b从图乙中t=0时刻进入电场，求要使粒子b能够穿出板间电场时E₀满足的条件．

9. 难度：困难

如图，在y>0的区域存在方向沿y轴负方向的匀强电场，场强大小为E；在y<0的区域存在方向垂直于xOy平面向外的匀强磁场．一个氕核和一个氘核先后从y轴上y＝h点以相同的动能射出，速度方向沿x轴正方向．已知进入磁场时，速度方向与x轴正方向的夹角为，并从坐标原点O处第一次射出磁场. 氕核的质量为m，电荷量为q. 氘核的质量为2m，电荷量为q，不计重力．求：

(1)第一次进入磁场的位置到原点O的距离；

(2)磁场的磁感应强度大小；

(3)第一次进入磁场到第一次离开磁场的运动时间．