高三物理复合场与现代应用-讲义（学生版）.pdf

复合场与现代应用

一、带电粒子在复合场中的运动特点

复合场：电场、磁场、重力场并存，或其中某两种场并存，或分区域存在；

是否考虑重力：一般来讲，质子、粒子、离子等微观粒子，不考虑重力；带电液滴、尘埃、小球等，

除题目指明外，一般都应考虑重力，有时还应根据题目的隐含条件来判断．

1.直线运动

当带电微粒的速度平行于磁场时，不受洛伦兹力，因此可能做匀速运动也可能做变速运动；

2.（匀速）圆周运动

必定满足电场力和重力平衡，当粒子速度方向与磁场方向垂直时，洛仑兹力提供向心力，使带电粒子做

匀速圆周运动．

典例剖析

1.如图所示，空间中存在匀强电场和匀强磁场，电场和磁场的方向水平且互相垂直．一带电微粒沿直

线由向运动，在此过程中（）

A.微粒做匀加速直线运动B.微粒的动量减小

C.微粒的电势能增加D.微粒的机械能增加

2.一个质量为、带电量为的小球，由长为的细线吊在天花板下，空间有竖直向下的匀强磁场．现

小球恰好以速率在水平面内做匀速圆周运动，轨道平面与地面的距离为，细线与竖直方向的夹角

为，如图所示．已知重力加速度为，空气阻力忽略不计．下列选项正确的是（）

1

A.小球的向心加速度大小为

B.由题中数据不能求得磁感应强度的大小

C.某时刻剪断细线，小球将做平抛运动

D.剪断细线后，小球落到地面时速度大小为

3.如图所示，一个质量为，带电荷量为的圆环，可在水平放置的足够长的粗糙绝缘细杆上滑动，

细杆处于磁感应强度为的匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里．现给圆环向右的初速度，在以后

的运动过程中，圆环的带电量不变，不计空气阻力，关于圆环运动的图像，下列选项中一定错

.

误的是（）

.

A.B.

C.D.

驾轻就熟

4.如图所示，空间有一个范围足够大的匀强磁场，磁感应强度为，一个质量为、电荷量为的带

电小圆环套在一根固定的绝缘水平细杆上，杆足够长，环与杆的动摩擦因数为．现给环一个向右的

2

初速度，在圆环整个运动过程中，下列说法正确的是（）

A.如果磁场方向垂直纸面向里，圆环克服摩擦力做的功一定为

B.如果磁场方向垂直纸面向里，圆环克服摩擦力做的功一定为

C.如果磁场方向垂直纸面向外，圆环克服摩擦力做的功一定为

D.如果磁场方向垂直纸面向外，圆环克服摩擦力做的功一定为

登峰造极

5.如图所示，竖直平面与纸面垂直，右侧的空间存在着垂直纸面向内的匀强磁场和水平向左

的匀强电场，左侧的水平面光滑，右侧的水平面粗糙．质量为的物体静止在左侧的水

平面上，已知该物体带负电，电荷量的大小为为．一质量为的不带电的物体以速度冲向物

体并发生弹性碰撞，碰撞前后物体的电荷量保持不变．求：

（1）碰撞后物体的速度大小．

（2）

若与水平面的动摩擦因数为，重力加速度的大小为，磁感应强度的大小为