第50讲 带电粒子在叠加场中的运动（练习）（解析版）-2025年高考物理一轮复习讲练测（新教材新高考）.docx

第50讲带电粒子在叠加场中的运动

目录

01模拟基础练

【题型一】带电粒子在叠加场中运动的实例分析

【题型二】带电粒子在叠加场中的运动

02重难创新练

【题型一】带电粒子在叠加场中运动的实例分析

1．电磁场与现代高科技密切关联，并有重要应用。对以下四个科技实例，说法正确的是（????）

A．图甲的速度选择器能使速度大小的粒子沿直线匀速通过，但与粒子的带电性质、带电量及速度方向无关

B．图乙的磁流体发电机正常工作时电流方向为，电阻R两端的电势差等于发电机的电动势

C．图丙是质谱仪工作原理示意图，粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝，粒子的比荷越小

D．图丁为霍尔元件，若载流子带负电，稳定时元件左侧的电势低于右侧的电势

【答案】D

【详解】A．电场的方向与B的方向垂直，带电粒子从左端进入复合场，受电场力和安培力，且二力是平衡力，即

解得

可知不管粒子带正电还是带负电都可以匀速直线通过，所以与粒子的带电性质及带电量无关，当带电粒子从右端进入时，所受电场力与洛伦兹力方向均相同，不能匀速直线通过。可见与速度方向有关。故A错误；

B．由左手定则知正离子向上偏转，负离子会向下偏转，所以P板是电源正极，Q板是电源负极，正常工作时电流方向为，但电路工作时等离子体也有电阻，故电阻R两端的电势差等于发电机的路端电压，小于电动势。故B错误；

C．粒子先经过加速电场，然后进入速度选择器，从S3射入磁场时的速度相同，进入磁场后根据公式

得

故粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝S3，则r越小，荷质比越大。故C错误；

D．若载流子带负电，由左手定则可知，负粒子向左端偏转，所以稳定时元件左侧的电势低于右侧的电势。故D正确。

故选D。

2．一对平行金属板中存在匀强电场和匀强磁场，其中电场的方向与金属板垂直，磁场的方向与金属板平行且垂直纸面向里，如图所示。一带正电粒子以速度自O点沿中轴线射入，恰沿中轴线做匀速直线运动，所有粒子均不考虑重力的影响。则以下说法正确的是（）

A．仅该变粒子的速度，粒子仍能够做匀速直线运动

B．仅改变粒子的比荷，粒子仍能够做匀速直线运动

C．仅改变电场的方向，粒子仍能够做匀速直线运动

D．其他条件不变，改为自A点沿中轴线射入，粒子仍能做匀速直线运动

【答案】B

【详解】A．由题意可知，一带正电粒子以速度自O点沿中轴线射入，恰沿中轴线做匀速直线运动，由平衡条件可得

解得

若仅该变粒子的速度，则电场力不等于洛伦兹力，粒子将会偏转做曲线运动，不能够做匀速直线运动，A错误；

B．仅改变粒子的比荷，由于粒子不考虑重力的影响。因此

不变，粒子仍能够做匀速直线运动，B正确；

C．仅改变电场的方向，可知粒子受到的电场力方向改变，则电场力与洛伦兹力就不能平衡，粒子会产生偏转，就不能够做匀速直线运动，C错误；

D．其他条件不变，改为自A点沿中轴线射入，可知粒子受到的电场力不变，粒子受到的洛伦兹力方向会变化，因此电场力与洛伦兹力就不能平衡，粒子不能做匀速直线运动，D错误。

故选B。

3．鼠标滚轮是鼠标上位于左键与右键之间的部件。某一鼠标滚轮上使用了霍尔效应传感器，传感器上有一块非常小的金属板，如图所示，P、Q端与电压表相连，左右端与电源相连。当环形磁铁旋转时，电压表就会有读数，图示时刻磁铁的N、S极分别在竖直面的下、上两端。则（）

A．图示时刻左端积累了负电荷

B．图示时刻P端积累了负电荷

C．图示时刻金属板中电子恰好不受磁场力的作用

D．磁铁的旋转不会对金属板中电子运动产生影响

【答案】B

【详解】ABC．图示时刻电流方向向右，则金属板所在位置磁场方向向上，由于电子向左运动，根据左手定则可知，电子受到的洛仑兹力指向P端，即电子积累在P端，故AC错误，B正确；

D．磁铁旋转过程中，金属板所在位置垂直于金属板方向的磁感应强度发生变化，可知，磁铁的旋转会对金属板中电子运动产生影响，故D错误。

故选B。

4．笔记本电脑机身和显示屏分别装有霍尔元件和磁体，实现开屏变亮，合屏熄灭。图乙为一块利用自由电子导电，长、宽、高分别为a、b、c的霍尔元件，电流方向向右。当合上显示屏时，水平放置的元件处于竖直向下的匀强磁场中，元件前、后表面间产生电压，当电压达到某一临界值时，屏幕自动熄灭。则元件的（）

A．合屏过程中，前表面的电势比后表面的低

B．开屏过程中，元件前、后表面间的电压变大

C．若磁场变强，可能出现闭合屏幕时无法熄屏

D．开、合屏过程中，前、后表面间的电压U与b无关

【答案】D

【详解】A．电流方向向右，电子向左定向移动，根据左手定则判断可知，电子所受的洛伦兹力方向向里，则后表面积累了电子，前表面的电势比后表面的电势高，故A错误；

B．开屏过程中，穿过霍尔元件的竖直方向的磁场减弱，元件前、后表面间的电压变小，故B错误；

C．若磁场变强，元件前、后表