专题三 第二讲 带电粒子在电磁场中的运动——课后“高
仿”检测卷
一、高考真题集中演练——明规律
1.(2017·全国卷Ⅰ)如图,空间某区域存在匀强电场和匀强磁场,
电场方向竖直向上(与纸面平行),磁场方向垂直于纸面向里。三个带
正电的微粒 a、b、c电荷量相等,质量分别为 ma、mb、mc。已知在
该区域内,a在纸面内做匀速圆周运动,b在纸面内向右做匀速直线运动,c在纸面内向左
做匀速直线运动。下列选项正确的是( )
A.ma>mb>mc B.mb>ma>mc
C.mc>ma>mb D.mc>mb>ma
解析:选B 该空间区域为匀强电场、匀强磁场和重力场的叠加场, a在纸面内做匀
速圆周运动,可知其重力与所受到的电场力平衡,洛伦兹力提供其做匀速圆周运动的向心
力,有 mag=qE,解得 ma=。b在纸面内向右做匀速直线运动,由左手定则可判断出其所
受洛伦兹力方向竖直向上,可知 mbg=qE+qvbB,解得 mb=+。c在纸面内向左做匀速直
线运动,由左手定则可判断出其所受洛伦兹力方向竖直向下,可知 mcg+qvcB=qE,解得
mc=-。综上所述,可知 mb>ma>mc,选项 B正确。
2.(2017·全国卷Ⅱ)如图,虚线所示的圆形区域内存在一垂直于纸面
的匀强磁场,P为磁场边界上的一点,大量相同的带电粒子以相同的速
率经过 P点,在纸面内沿不同方向射入磁场。若粒子射入速率为 v1,
这些粒子在磁场边界的出射点分布在六分之一圆周上;若粒子射入速率
为v2,相应的出射点分布在三分之一圆周上。不计重力及带电粒子之
间的相互作用。则 v2∶v1为( )
A.∶2 B.∶1
C.∶1 D.3∶
解析:选C 由于是相同的粒子,粒子进入磁场时的速度大小相
同,由 qvB=m可知,R=,即粒子在磁场中做圆周运动的半径相同。
若粒子运动的速度大小为 v1,如图所示,通过旋转圆可知,当粒子在
磁场边界的出射点 A离P点最远时,则 AP=2R1;同样,若粒子运动的
速度大小为 v2,粒子在磁场边界的出射点 B离P点最远时,则 BP=2R2,由几何关系可知,
R1=,R2=Rcos 30°=R,则==,C项正确。
3.(2017·全国卷Ⅲ)如图,空间存在方向垂直于纸面(xOy 平面)向
里的磁场。在 x≥0区域,磁感应强度的大小为 B0;x<0 区域,磁感
应强度的大小为 λB0(常数 λ>1)。一质量为 m、电荷量为 q(q>0)的带电
粒子以速度 v0从坐标原点 O沿x轴正向射入磁场,此时开始计时,当粒子的速度方向再次
沿x轴正向时,求:(不计重力)