新高考物理二轮专题复习精练专题9 带电粒子在电场磁场中的运动（原卷版）.doc

专题九、带电粒子在电磁场中的运动

第一部分织网点睛，纲举目张

1．带电粒子在电场中常见的运动类型

(1)匀变速直线运动：通常利用动能定理qU＝eq\f(1,2)mv2－eq\f(1,2)mv02来求解；对于匀强电场，电场力做功也可以用W＝qEd来求解。

(2)偏转运动：一般研究的是带电粒子在匀强电场中的偏转问题。对于类平抛运动可直接利用平抛运动的规律以及推论；较复杂的曲线运动常用运动的合成与分解的方法来处理。

2．带电粒子在有界匀强磁场中运动的几种常见情形

直线边界

粒子进出磁场具有对称性

平行边界

粒子运动存在临界条件

圆形边界

粒子沿径向射入的再沿径向射出

3．当圆形磁场的半径与圆轨迹半径相等时，存在两条特殊规律；

规律一：带电粒子从圆形有界磁场边界上某点射入磁场，如果圆形磁场的半径与圆轨迹半径相等，则粒子的出射速度方向与圆形磁场上入射点的切线方向平行，如甲图所示。

规律二：平行射入圆形有界磁场的相同带电粒子，如果圆形磁场的半径与圆轨迹半径相等，则所有粒子都从磁场边界上的同一点射出，并且出射点的切线与入射速度方向平行，如乙图所示。

4.关于粒子的重力

(1)对于微观粒子，如电子、质子、离子等，因为其重力一般情况下与电场力或磁场力相比太小，可以忽略；而对于一些宏观物体，如带电小球、液滴、金属块等一般应考虑其重力。

(2)不能直接判断是否要考虑重力的情况，在进行受力分析与运动分析时，根据运动状态可分析出是否要考虑重力。

第二部分实战训练，高考真题演练

1.（2022新高考江苏卷）某装置用电场控制带电粒子运动，工作原理如图所示，矩形SKIPIF10区域内存在多层紧邻的匀强电场，每层的高度均为d，电场强度大小均为E，方向沿竖直方向交替变化，SKIPIF10边长为SKIPIF10，SKIPIF10边长为SKIPIF10，质量为m、电荷量为SKIPIF10的粒子流从装置左端中点射入电场，粒子初动能为SKIPIF10，入射角为SKIPIF10，在纸面内运动，不计重力及粒子间的相互作用力。

（1）当SKIPIF10时，若粒子能从SKIPIF10边射出，求该粒子通过电场的时间t；

（2）当SKIPIF10时，若粒子从SKIPIF10边射出电场时与轴线SKIPIF10的距离小于d，求入射角SKIPIF10的范围；

（3）当SKIPIF10，粒子在SKIPIF10为SKIPIF10范围内均匀射入电场，求从SKIPIF10边出射的粒子与入射粒子的数量之比SKIPIF10。

2．（9分）

（2022高考北京卷）如图所示，真空中平行金属板M、N之间距离为d，两板所加的电压为U。一质量为m、电荷量为q的带正电粒子从M板由静止释放。不计带电粒子的重力。

（1）求带电粒子所受的静电力的大小F；

（2）求带电粒子到达N板时的速度大小v；

（3）若在带电粒子运动SKIPIF10距离时撤去所加电压，求该粒子从M板运动到N板经历的时间t。

3.（2022高考湖北物理）在如图所示的平面内，分界线SP将宽度为L的矩形区域分成两部分，一部分充满方向垂直于纸面向外的匀强磁场，另一部分充满方向垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小均为B，SP与磁场左右边界垂直。离子源从S处射入速度大小不同的正离子，离子入射方向与磁场方向垂直且与SP成30°角。已知离子比荷为k，不计重力。若离子从Р点射出，设出射方向与入射方向的夹角为θ，则离子的入射速度和对应θ角的可能组合为（）

A.SKIPIF10kBL，0° B.SKIPIF10kBL，0°

C.kBL，60° D.2kBL，60°

4．(2020·全国卷Ⅲ)真空中有一匀强磁场，磁场边界为两个半径分别为a和3a的同轴圆柱面，磁场的方向与圆柱轴线平行，其横截面如图所示。一速率为v的电子从圆心沿半径方向进入磁场。已知电子质量为m，电荷量为e，忽略重力。为使该电子的运动被限制在图中实线圆围成的区域内，磁场的磁感应强度最小为()

A.eq\f(3mv,2ae) B.eq\f(mv,ae)

C.eq\f(3mv,4ae) D.eq\f