【金版教程】（全国通用）2022高考物理二轮复习新题重组练专题三 电场和磁场9a1．[2022·陕西质检](多选)导体导电是导体中的自由电荷定向移动的结果，这些可以移动的电荷又叫载流子，例如金属导体中的载流子就是自由电子。现代广泛应用的半导体材料可以分成两大类，一类是N型半导体，它的载流子为电子；另一类为P型半导体，它的载流子是“空穴”，相当于带正电的粒子。如果把某种材料制成的长方体放在匀强磁场中，磁场方向如图所示，且与长方体的前后侧面垂直。长方体中通入水平向右的电流，测得长方体的上、下表面M、N的电势分别为φM、φN，则该种材料( )A．如果是P型半导体，有φM>φNB．如果是N型半导体，有φM<φNC．如果是P型半导体，有φM<φND．如果是金属导体，有φM>φN[解析] 由左手定则可知，载流子受力方向竖直向下；若是P型半导体，则相当于带正电粒子的“空穴”向下表面N运动，则φN>φM，C项正确；若是N型半导体或金属导体，则电子受向下的力，向N运动，则φN<φM，D项正确。[答案] CD2．[2022·北京东城区期末]如图所示，界面MN与水平地面之间有足够大正交的匀强磁场B和匀强电场E，磁感线和电场线都处在水平方向且互相垂直。在MN上方有一个带正电的小球由静止开始下落，经电场和磁场到达水平地面。若不计空气阻力，小球在通过电场和磁场的过程中，下列说法中正确的是( )A．小球做匀变速曲线运动B．小球的电势能保持不变C．洛伦兹力对小球做正功5\nD．小球的动能增量等于其电势能和重力势能减少量的总和[解析] 带电小球在刚进入复合场时受力如图所示，则带电小球进入复合场后做曲线运动，因为速度会发生变化，洛伦兹力就会跟着变化，所以不可能是匀变速曲线运动，选项A错误；根据电势能公式Ep＝qφ，知只有带电小球竖直向下做直线运动时，电势能保持不变，选项B错误；根据洛伦兹力的方向确定方法知，洛伦兹力方向始终和速度方向垂直，所以洛伦兹力不做功，选项C错误；从能量守恒角度知道选项D正确。[答案] D3．[2022·北京丰台区模拟]如图所示，电源电动势为E，内阻为r，滑动变阻器最大电阻为R，开关K闭合。两平行金属极板a、b间有匀强磁场，一带负电的粒子(不计重力)以速度v水平匀速穿过两极板。下列说法正确的是( )A．若将滑片P向上滑动，粒子将向a板偏转B．若将a极板向上移动，粒子将向a板偏转C．若增大带电粒子的速度，粒子将向b板偏转D．若增大带电粒子带电荷量，粒子将向b板偏转[解析] 将滑片P向上滑动，电阻两端的电压减小。因电容器与电阻并联，故两板间的电势差减小，根据E＝知两板间的电场强度减小，粒子所受电场力减小，因带负电，电场力向上，所以粒子将向b板偏转，A错误；保持开关闭合，将a极板向上移动一点，板间距离增大，电压不变，由E＝可知，板间电场强度减小，粒子所受电场力向上变小，洛伦兹力向下，则粒子将向b板偏转，故B错误；若增大带电粒子的速度，所受极板间洛伦兹力增大，而所受电场力不变，故粒子将向b板偏转，C正确；若增大带电粒子带电荷量，所受电场力增大，所受洛伦兹力也增大，但两者仍相等，故粒子将不会偏转，故D错误。[答案] C5\n4．[2022·石家庄一模](多选)如图所示为一种获得高能粒子的装置，环形区域内存在垂直纸面、磁感应强度大小可调的均匀磁场，带电粒子可在环中做圆周运动。A、B为两块中心开有小孔的距离很近的极板，原来电势均为零，每当带电粒子经过A板准备进入AB之间时，A板电势升高为＋U，B板电势仍保持为零，粒子在两板间的电场中得到加速；每当粒子离开B板时，A板电势又降为零。粒子在电场的加速下动能不断增大，而在环形磁场中绕行半径不变。若粒子通过A、B板的时间不可忽略，能定性反映A板电势U和环形区域内的磁感应强度B分别随时间t变化关系的是( )[解析] 由题意可知，粒子在加速电场中运动时，两板电势差不变，故场强不变，带电粒子所受电场力不变，加速度不变，而粒子进入电场时的初速度不断变大，故在两板间运动的时间不断变短，故A项错，B项正确；粒子进入磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力充当向心力，即：qvB＝m，解得：B＝，随粒子速度不断增大，半径保持不变，故磁感应强度不断增大；由圆周运动规律T＝可知，带电粒子在磁场中运动周期不断减小，故C项正确，D项错。[答案] BC5．如图所示，在xOy坐标系中有虚线OA，OA与x轴的夹角θ＝30°，OA与y轴之间的区域有垂直纸面向外的匀强磁场，OA与x轴之间的区域有沿x轴正方向的匀强电场，已知匀强磁场的磁感应强度B＝0.25T，匀强电场的电场强度E＝5×105N/C。现从y轴上的P点沿与y轴正方向夹角60°的方向以初速度v0＝5×105m/s射入一个质量m＝8×10－26kg、电荷量q＝＋8×10－19C的带电粒子，粒子经过磁场、电场后最终打在x轴上的Q点，已知P点到O的距离为m(带电粒子的重力忽略不计)。求：5\n(1)粒子在磁场中做圆周运动的半径；(2)粒子从P点运动到Q点的时间；(3)Q点的坐标。[解析] (1)由qv0B＝m解得r＝＝0.2m(2)粒子由P点进入磁场，由于∠O′PO＝30°，延长PO′交OA于O″，则PO″⊥OA，则PO″＝OPcos30°＝0.3m由几何关系O′O″＝PO″－PO′＝0.1m得O′O″＝O′M即得∠O′MO″＝30°由此得出粒子从OA边射出时v0与OA的夹角为60°，故从OA边射出时v0与x轴垂直从P点到Q点的时间为在磁场中运动的时间t1和电场中运动的时间t2之和t1＝＝8.37×10－7st2＝＝3.46×10－7s粒子从P点到Q点的时间为t＝t1＋t2＝1.18×10－6s(3)粒子在电场中qE＝ma5\na＝＝5×1012m/s2水平位移x2＝at＝0.3m粒子在磁场中水平位移x1＝r＋rsin30°＝0.3m故x＝x1＋x2＝0.6m即Q点的坐标为(0.6m,0)[答案] (1)0.2m (2)1.18×10－6s (3)(0.6m,0)5
