《高考物理电磁场模型解题技巧》技巧7 巧解带电粒子在叠加场中的运动问题（解析版）

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2021 年高考物理电磁场模型解题技巧
7.带电粒子在叠加场中的运动问题
带电粒子在叠加场中运动的实例分析
装置 原理图 规律
速度选择器 若qv0B＝Eq，即 v0＝ ，粒子做匀速直线运动
磁流体发电机
等离子体射入，受洛伦兹力偏转，使两极板带正、
负电，两极电压为 U时稳定，
＝qv0B，U＝
v0Bd
电磁流量计 ＝qvB所以 v＝ 所以 Q＝vS＝
霍尔元件
当磁场方向与电流方向垂直时，导体在与磁场、电
流方向都垂直的方向上出现电势差
技巧 1 巧解带电粒子在叠加场中运动模型问题
【例 1】（2020·湖南高三一模）按照十八大“五位一体”的总体布局，全国各省市启动“263”专
项行动，打响碧水蓝天保卫战，暗访组在某化工厂的排污管末端安装了如图所示的流量计，测量管
由绝缘材料制成，水平放置，其长为 L、直径为 D，左右两端开口，匀强磁场方向竖直向上，在前
后两个内侧面 a、c固定有金属板作为电极，污水充满管口从左向右流经测量管时，a、c两端电压
为U，显示仪器显示污水流量为 Q（单位时间内排出的污水体积）。则下列说法不正确的是（ ）
1
A．a侧电势比 c侧电势低
B．若污水中正离子较多，则 a侧电势比 c侧电势高；若污水中负离子较多，则 a侧电势比 e侧电势
低
C．污水中离子浓度越高，显示仪器的示数将越大
D．污水流量 Q与U成正比，与 L无关
【答案】BC
【解析】
AB．污水中正、负离子向右移动，受到洛伦兹力，根据左手定则，正离子向前表面 c偏，负离子
向后表面 a偏，所以 a侧电势比 c侧低，与污水中正、负离子的数量无关，故 A正确，不符合题意；
B错误，符合题意；
C．稳定后，离子受到洛伦兹力和电场力作用，受力平衡，有
解得
流量为
分析可知，显示仪器的示数 Q与离子的浓度无关，故 C错误，符合题意；
D．同理可知 Q与U成正比，与 L无关，故 D正确，不符合题意。
故选 BC。
【例 2】（2020·河南高二课时练习）在如图所示的平行板器件中，电场强度 E和磁感应强度 B相互
垂直．一带电粒子（重力不计） 从左端以速度 v沿虚线射入后做直线运动，则该粒子（ ）
2
A．一定带正电
B．速度
C．若速度 ，粒子在板间的运动是类平抛运动
D．若此粒子从右端沿虚线方向进入平行板，仍做直线运动
【答案】B
【解析】
若粒子带负电，则受到竖直向上的电场力和竖直向下的洛伦兹力，可以做直线运动，若粒子带正电，
受到竖直向下的电场力和竖直向上的洛伦兹力，可以做直线运动，故 A错误；因为做直线运动，所
以在竖直方向上合力为零，故 qv0B＝Eq，解得 v0＝，B正确；若 ，则 qv0B＞Eq，使
粒子偏转，做曲线运动；但洛伦兹力方向不断变化，故合力不恒定，不是类似平抛运动，C错误；
此粒子从右端沿虚线方向进入，电场力与洛伦兹力在同一方向，不能做直线运动，D错误．
【例 3】（2020·临颍县南街高级中学月考）如图所示是磁流体发电机的示意图，两平行金属板
P、Q之间有一个很强的磁场。一束等离子体（即高温下电离的气体，含有大量正、负带电粒子）
沿垂直于磁场的方向喷入磁场。把P、Q与电阻R相连接。下列说法正确的是（ ）
3
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