2020年高考物理二轮热点专题训练---- 《带电粒子在电场、磁场中的运动》
一 选择题
1.(多选)如图所示，平行板电容器与直流电源连接，上极板接地．一带负电的油滴位于电容器的P点且处于静止状态．现将下极板竖直向下缓慢地移动一小段距离．则( )
A．带电油滴将竖直向下运动 B．带电油滴的机械能将增加 C．P点的电势将升高
D．电容器的电容增大，极板带电荷量增加 【答案】AC
【解析】将下极板竖直向下缓慢地移动一小段距离，间距d增大，由C＝
εrS
可得电容4πkd
QU
器的电容减小，而U一定，由C＝可得电荷量Q减少，选项D错误；根据E＝可得板间
Ud场强减小，重力大于电场力，带电油滴将竖直向下运动，电场力做负功，机械能减少，选项A正确、B错误；因上极板接地，电势为0，P点电势φP＝－Ey随E的减小而增大，选项C正确．
2.(多选)如图所示，在一等腰直角三角形ACD区域内有垂直纸面向外的匀强磁场，磁场的磁感应强度大小为B.一质量为m、电荷量为q的带正电粒子(不计重力)从AC边的中点O垂直于AC边射入该匀强磁场区域，若该三角形的两直角边长均为2L，则下列关于粒子运动的说法中正确的是( )
qBL
A.若该粒子的入射速度为v＝，则粒子一定从CD边射出磁场，且距点C的距离为
mL
B.若要使粒子从CD边射出，则该粒子从O点入射的最大速度应为v＝
2qBL
m
qBl
C.若要使粒子从AC边射出，则该粒子从O点入射的最大速度应为v＝
2mmπ
D.该粒子以不同的速度入射时，在磁场中运动的最长时间为
qB【答案】ACD
v2qBL
【解析】根据洛伦兹力充当向心力可知：Bqv＝m，若v＝，解得：r＝L；根据几
rm何关系可知，粒子一定从CD边距C点为L的位置离开磁场；故A正确；根据洛伦兹力充Bqr
当向心力可知，v＝，因此半径越大，速度越大；根据几何关系可知，使粒子与AD边相
m切时速度最大，则由几何关系可知，最大半径为一定大于2L；故B错误；若要使粒子从LqBL
AC边射出，则该粒子从O点入射的最大半径为；因此最大速度应为v＝；故C正确；
22m2πm
粒子运行周期为，根据几何关系可知，粒子在磁场中最大圆心角为180°；故最长时间为
Bqmπ
；故D正确. qB
3.(多选)一平行板电容器充电后与电源断开，负极板接地，在两极板间有一带正电小球(电荷量很小)固定在P点，如图所示．以U表示两极板间的电压，E表示两极板间的场强，Ep表示该小球在P点的电势能，若保持负极板不动，而将正极板移至图中虚线所示位置，则( )
A．U变小 C．E变大 【答案】AD
【解析】根据电容器充电后与电源断开可知，Q不变，将正极板移至图中虚线所示位置，εrSQUQ4kπQ间距d减小，由C＝，知电容C增大，又U＝，电压U减小，因E＝＝＝，
4kπdCdCdεrSE不变，P点到下极板的距离不变，则P点与下极板的电势差不变，P点的电势φ不变，P点电势能Ep＝φq不变，选项A、D正确．
4.如图所示，倾斜放置的平行板电容器两极板与水平面的夹角为θ，极板间距为d，带负电的微粒质量为m、带电荷量为q，微粒从极板M的左边缘A处以初速度v0水平射入极板间，沿直线运动并从极板N的右边缘B处射出，则( )
B．U不变 D．Ep不变
1
A．微粒到达B点时动能为mv2
20B．微粒的加速度大小等于gsin θ C．两极板间的电势差UMN＝
mgd
qcos θ
mgd
D．微粒从A点到B点的过程中电势能减少 cos θ【答案】C
12
【解析】微粒的受力情况如图所示，微粒做匀减速直线运动，到达B点时动能小于mv0，
2选项A错误；由牛顿第二定律得mgtan θ＝ma，加速度a＝gtan θ，选项B错误；又电场力
mgmgmgdEq＝，两极板间的电场强度E＝，两板间的电势差UMN＝Ed＝，选项C正
cos θqcos θqcos θ确；微粒从A向B运动，电场力做负功，电势能增加，选项D错误．
5.(多选)如图所示，直线MN与水平方向成60°角，MN的右上方存在垂直纸面向外的匀强磁场，左下方存在垂直纸面向里的匀强磁场，两磁场的磁感应强度大小均为B.一粒子源位于MN上的a点，能水平向右发射不同速率、质量为m(重力不计)、电荷量为q(q>0)的同种粒子，所有粒子均能通过MN上的b点，已知ab＝L，则粒子的速度可能是( )
A.C.3BqL
6m3BqL
2m B.D.
3BqL
3m 3BqL
m【答案】AB
【解析】由题意可知粒子可能的运动轨迹如图所示，所有圆弧的圆心角均为120°，所3Lv2Bqr
以粒子运动的半径为r＝·(n＝1,2,3，…)，由洛伦兹力提供向心力得Bqv＝m，则v＝
3nrm＝
3BqL1
·(n＝1,2,3，…)，所以A、B对． 3mn
6.图为可测定比荷的某装置的简化示意图，在第一象限区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小B＝2.0×103 T，在x轴上距坐标原点L＝0.50 m的P处为离子的入射口，在y轴上安放接收器，现将一带正电荷的粒子以v＝3.5×104 m/s的速率从P处射入磁
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