专题23 带电粒子在复合场中的运动
1.(多选)如图所示,空间中存在正交的匀强电场E(方向水平向右)和匀强磁场B(方向垂直纸面向外),在竖直平面内从a点沿ab、ac方向抛出两带电小球(不考虑两带电小球的相互作用,两小球电荷量始终不变),关于小球的运动,下列说法正确的是
A.沿ab、ac方向抛出的带电小球都可能做直线运动
B.只有沿ab方向抛出的带电小球才可能做直线运动
C.若沿ac方向抛出的小球做直线运动则小球带负电,且小球一定是做匀速运动
D.两小球在运动过程中机械能均守恒
【答案】AC
2.如图所示装置为速度选择器,平行金属板间有相互垂直的匀强电场和匀强磁场,电场方向竖直向上,磁场方向垂直纸面向外,带电粒子均以垂直电场和磁场的速度射入且都能从另一侧射出,不计粒子重力,以下说法正确的
A.若带正电粒子以速度v从O点射入能沿直线OO′射出,则带负电粒子以速度v从O′点射入能沿直线O′O射出
B.若带正电粒子以速度v从O点射入,离开时动能增加,则带负电粒子以速度v从O点射入,离开时动能减少
C.若氘核(H)和氦核(He)以相同速度从O点射入,则一定能以相同速度从同一位置射出
D.若氘核(H)和氦核(He)以相同速度从O点射入,则一定能以相同速度从不同位置射出
【答案】C
【解析】带负电粒子以速度v从O′点射入时,电场力和洛伦兹力方向均向下,进入复合场后向下做曲线运动,不可能沿直线O′O射出,选项 A错误;若带正电粒子以速度v从O点射入,离开时动能增加,说明正粒子在O点处竖直向下的洛伦兹力小于竖直向上的电场力,粒子向虚线上方做曲线运动,射出时,电场力做正功,洛伦兹力不做功,动能增加,带负电粒子以速度v从O点射入时,电场力竖直向下,洛伦兹力竖直向上,但是电场力大于洛伦兹力,粒子向下做曲线运动,射出时,电场力做正功,洛伦兹力不做功,动能增加,选项B错误;带正电粒子从O点以速度v射入时,F电=Eq,F洛=Bvq,取电场力方向为正方向,则加速度a===,氘核(H)和氦核(He)的比荷相等,所以选项C正确,D错误。
8.如图所示,在坐标系xOy的第一象限内斜线OC的上方存在垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B,第四象限内存在磁感应强度大小未知、方向垂直纸面向里的匀强磁场,第三象限内存在沿y轴负方向的匀强电场,在x轴负半轴上有一接收屏GD,GD=2OD=d,现有一带电粒子,不计重力。从y轴上的A点,以初速度v0水平向右垂直射入匀强磁场,恰好垂直OC射出,并从x轴上的P点(未画出)进入第四象限内的匀强磁场,粒子经磁场偏转后又垂直y轴进入匀强电场并被接收屏接收,已知OC与x轴的夹角为37°,OA=d,求:
(1)粒子的电性及比荷;
(2)第四象限内匀强磁场的磁感应强度B′的大小;
(3)第三象限内匀强电场的电场强度E的大小范围。
【答案】(1)(2)(3)≤E≤