专题13 带电粒子在叠加场中的运动 -【好题汇编】十年（2015-2024）高考物理真题分类汇编（全国通用）（解析版）.docx

2015-2024年十年高考真题汇编

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专题13带电粒子在叠加场中的运动

考点

十年考情（2015-2024）

命题趋势

考点带电粒子在叠加场中的运动

（10年10考）

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本章主要考查电流的磁效应、安培力、带电粒子在磁场中运动的问题，主要涉及各种电流产生的磁场、安培力的大小和方向、带电粒子在洛伦兹力作用下的运动，主要体现在以下几方面:

(1)电流磁效应主要结合安培力的大小和方向、静电力平衡、安培力做功等问题考查。

(2)匀强磁场中带电粒子做圆周运动，主要涉及群发粒子的收集比例问题。

(3)带电粒子在复合场的运动主要涉及叠加和不叠加两种形式，主要考查轨迹多解问题和霍尔效应、磁流体发电机等。

一、单选题

1．（2023·海南·高考真题）如图所示，带正电的小球竖直向下射入垂直纸面向里的匀强磁场，关于小球运动和受力说法正确的是（???）

??

A．小球刚进入磁场时受到的洛伦兹力水平向右 B．小球运动过程中的速度不变

C．小球运动过程的加速度保持不变 D．小球受到的洛伦兹力对小球做正功

【答案】A

【详解】A．根据左手定则，可知小球刚进入磁场时受到的洛伦兹力水平向右，A正确；

BC．小球受洛伦兹力和重力的作用，则小球运动过程中速度、加速度大小，方向都在变，BC错误；

D．洛仑兹力永不做功，D错误。

故选A。

2．（2023·湖南·高考真题）如图，真空中有区域Ⅰ和Ⅱ，区域Ⅰ中存在匀强电场和匀强磁场，电场方向竖直向下（与纸面平行），磁场方向垂直纸面向里，等腰直角三角形CGF区域（区域Ⅱ）内存在匀强磁场，磁场方向垂直纸面向外。图中A、C、O三点在同一直线上，AO与GF垂直，且与电场和磁场方向均垂直。A点处的粒子源持续将比荷一定但速率不同的粒子射入区域Ⅰ中，只有沿直线AC运动的粒子才能进入区域Ⅱ。若区域Ⅰ中电场强度大小为E、磁感应强度大小为B1，区域Ⅱ中磁感应强度大小为B2，则粒子从CF的中点射出，它们在区域Ⅱ中运动的时间为t0。若改变电场或磁场强弱，能进入区域Ⅱ中的粒子在区域Ⅱ中运动的时间为t，不计粒子的重力及粒子之间的相互作用，下列说法正确的是（???）

????

A．若仅将区域Ⅰ中磁感应强度大小变为2B1，则tt0

B．若仅将区域Ⅰ中电场强度大小变为2E，则tt0

C．若仅将区域Ⅱ中磁感应强度大小变为，则

D．若仅将区域Ⅱ中磁感应强度大小变为，则

【答案】D

【详解】由题知粒子在AC做直线运动，则有

qv0B1=qE

区域Ⅱ中磁感应强度大小为B2，则粒子从CF的中点射出，则粒子转过的圆心角为90°，根据，有

A．若仅将区域Ⅰ中磁感应强度大小变为2B1，则粒子在AC做直线运动的速度，有

qvA?2B1=qE

则

再根据，可知粒子半径减小，则粒子仍然从CF边射出，粒子转过的圆心角仍为90°，则t=t0，A错误；

B．若仅将区域Ⅰ中电场强度大小变为2E，则粒子在AC做直线运动的速度，有

qvBB1=q?2E

则

vB=2v0

再根据，可知粒子半径变为原来的2倍，则粒子F点射出，粒子转过的圆心角仍为90°，则t=t0，B错误；

C．若仅将区域Ⅱ中磁感应强度大小变为，则粒子在AC做直线运动的速度仍为v0，再根据，可知粒子半径变为原来的，则粒子从OF边射出，则画出粒子的运动轨迹如下图

??

根据

可知转过的圆心角θ=60°，根据，有

则

C错误；

D．若仅将区域Ⅱ中磁感应强度大小变为，则粒子在AC做直线运动的速度仍为v0，再根据，可知粒子半径变为原来的，则粒子OF边射出，则画出粒子的运动轨迹如下图

??

根据

可知转过的圆心角为α=45°，根据，有

则

D正确。

故选D。

3．（2023·全国·高考真题）如图，一磁感应强度大小为B的匀强磁场，方向垂直于纸面（xOy平面）向里，磁场右边界与x轴垂直。一带电粒子由O点沿x正向入射到磁场中，在磁场另一侧的S点射出，粒子离开磁场后，沿直线运动打在垂直于x轴的接收屏上的P点；SP=l，S与屏的距离为，与x轴的距离为a。如果保持所有条件不变，在磁场区域再加上电场强度大小为E的匀强电场，该粒子入射后则会沿x轴到达接收屏。该粒子的比荷为