带电粒子在复合场中的运动
1．(2018·北京卷·18)某空间存在匀强磁场和匀强电场．一个带电粒子(不计重力)以一定初速度射入该空间后，做匀速直线运动；若仅撤除电场，则该粒子做匀速圆周运动．下列因素与完成上述两类运动的是( )
A．磁场和电场的方向
B．磁场和电场的强弱
C．粒子的电性和电量
D．粒子入射时的速度
C [在匀强磁场和匀强电场的叠加区域内，带电粒子做匀速直线运动，则速度方向与电场方向和磁场方向均垂直，qvB＝qE，故v＝.因此粒子是否在“速度选择器”中做匀速直线运动，与粒子的电性、电量均无关．撤去电场时，粒子速度方向仍与磁场垂直，满足做匀速圆周运动的条件．]
2．如图所示，在正交的匀强电磁场中有质量、电荷量都相同的两油滴，A静止，B做半径为R的匀速圆周运动．若B与A相碰并结合在一起，则它们将( )
A．以B原速率的一半做匀速直线运动
B．以为半径做匀速圆周运动
C．仍以R为半径做匀速圆周运动
D．做周期为B的一半的匀速圆周运动
B [由A、B相碰时动量守恒mv＝2mv′，有v′＝.据题意碰后A、B合成的大油滴仍受重力与电场力平衡，合外力是洛伦兹力，所以继续做匀速圆周运动，且有
r＝＝＝
T＝＝，选项B正确．]
3．如图所示是医用回旋加速器示意图，其核心部分是两个D形金属盒，两金属盒置于匀强磁场中，并分别与高频电源相连．现分别加速氘核(H)和氦核(He)．下列说法中正确的是( )
A．它们的最大速度相同
B．它们的最大动能相同
C．两次所接高频电源的频率不相同
D．仅增大高频电源的频率可增大粒子的最大动能
A [根据qvB＝m，得v＝.两粒子的比荷相等，所以最大速度相等．故A正确．最大动能Ek＝mv2＝，两粒子的比荷相等，但质量不相等，所以最大动能不相等，故B错．带电粒子在磁场中运动的周期T＝，两粒子的比荷相等，所以周期相等．做圆周运动的频率相等，因为所接高频电源的频率等于粒子做圆周运动的频率，故两次所接高频电源的频率相同，故C错误．由Ek＝可知，粒子的最大动能与加速电压的频率无关，故仅增大高频电源的频率不能增大粒子的最大动能，故D错．]
4．(2018·全国卷Ⅲ·24)如图，从离子源产生的甲、乙两种离子，由静止经加速电压U加速后在纸面内水平向右运动，自M点垂直于磁场边界射入匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向里，磁场左边界竖直．已知甲种离子射入磁场的速度大小为v1，并在磁场边界的N点射出；乙种离子在MN的中点射出；MN长为l.不计重力影响和离子间相互作用．求
(1)磁场的磁感应强度大小；
(2)甲、乙两种离子的比荷之比．
解析 (1)设甲种离子所带电荷量为q1、质量为m1，在磁场中做匀速圆周运动的半径为R1，磁场的磁感应强度大小为B，由动能定理有
q1U＝
m1v
