物理 人教版 选择性必修第二册 第一章 专题3 带电粒子在复合场(叠加场)中的运动
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一、单选题(本大题共2小题
)
1.
质量为
m
、电荷量为
q
的微粒以与水平方向成
θ
角的速度
v
从
O
点进入方向如图所示的正交的匀强电场和匀强磁场组成的混合场区,该微粒在电场力、洛伦兹力和重力的共同作用下,恰好沿直线运动到
A
点,重力加速度为
g
.
下列说法中正确的是
( )
A
.该微粒可能带正电荷
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
D
.该电场的场强为
【答案】
C
【思路导引】带电粒子在叠加场中无约束的情况
(
1
)首先确定是否需要考虑粒子重力
①对于微观粒子,如电子、质子、离子等,一般不考虑其重力;对于带电小球、液滴、尘埃等或题目中明确说明要考虑重力的,一般应考虑其重力
.
②不能直接判断是否需要考虑重力的,在进行受力分析与运动分析时,要结合运动状态来确定是否要考虑重力
.
(
2
)分析过程
①若不考虑重力,分析过程如图所示
.
②若考虑重力,分析过程如图所示
.
本题中,从题目中可知考虑重力,微粒做直线运动,故属于电场力、洛伦兹力和重力三力平衡的情况
.
【详解】微粒沿
OA
做直线运动,则垂直
OA
方向上的合力一定为零,由于
F
洛
=
Bqv
与
OA
垂直,故微粒做匀速直线运动,
B
错误;由平衡条件知,微粒所受洛伦兹力垂直
OA
斜向左上方,由左手定则知,该微粒带负电,
A
错误;微粒受力分析如图所示,根据平衡条件得
qE
=
mg
tan
θ
,
mg
=
Bqv
cos
θ
,解得该磁场的磁感应强度大小为
B
=
,电场的场强
E
=
,
C
正确,
D
错误
.
2.
如图所示,在光滑绝缘的水平面上,虚线左侧无磁场,右侧有磁感应强度
B
=
0
.
25
T
的匀强磁场,磁场方向垂直纸面向外,质量
m
C
=
0
.
001
kg
、电荷量
q
C
=-
2
×
10
-3
C
的小球
C
静置于其中;虚线左侧有质量
m
A
=
0
.
004
kg
、不带电的绝缘小球
A
以速度
v
0
=
20
m
/
s
进入磁场中与
C
球发生正碰,碰后
C
球对水平面的压力刚好为零
.
碰撞时电荷不发生转移,
g
取
10
m
/
s
2
,取向右为正方向,则下列说法正确的是
( )
A
.碰后
A
球速度为
25
m
/
s
B
.
C
对
A
的冲量为
0
.
02
N
·
s
C
.
A
对
C
做的功为
0
.
2
J
D
.
A
、
C
间的碰撞为弹性碰撞
【答案】
C
【详解】设碰后
C
的速度为
v
2
,由题意可知
qv
2
B
=
m
C
g
,解得
v
2
=
20
m
/
s
,
A
、
C
碰撞前后动量守恒,有
m
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