高考物理一轮总复习精品课件 第11章 磁场 课时规范练 第6讲 专题提升 带电粒子在组合场和交变电、磁场中的运动.ppt

123455.(2023安徽合肥一模)如图所示,在平面直角坐标系xOy内,x轴上方有垂直于坐标平面向里的匀强磁场,磁感应强度大小为B,x轴下方有沿y轴正方向的匀强电场,电场强度大小为。x轴上S(d,0)处有一粒子源,在坐标平面内先后向磁场中与x轴正方向夹角为30°~150°范围内发射带正电的粒子,所有粒子第一次经磁场偏转后均可同时从O点进入电场。已知粒子的质量为m、电荷量为q,不计粒子重力及粒子间相互作用。12345(1)求由S处最先发射的粒子与最后发射的粒子的发射时间差。(2)求由S处发射的速度最小的粒子,从发射到第二次经过O点的时间。(3)若仅电场强度大小变为,最小速度的粒子从S处发射后第2023次经过x轴的位置为P点,最先发射的粒子从S处发射后第2023次经过x轴的位置为Q点,求PQ间的距离。123451234512345(3)最小速度的粒子,在磁场中偏转半个圆周,垂直x轴方向进入电场,然后在电场中做直线运动,先减速到0,然后再反向加速返回到x轴,返回到x轴时,位置会向左移动2r,此后不断重复相同的运动过程,所以从S处发射后第12345本课结束第6讲专题提升带电粒子在组合场和交变电、磁场中的运动12345基础对点练题组一带电粒子在组合场的运动1.如图所示,坐标系xOy的第一象限内有一条平行于x轴的虚线,虚线与x轴的距离为L,在虚线与x轴之间的区域(包括x轴上)分布有垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B,在虚线上方足够大的区域内分布有竖直向下的匀强电场。一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子从坐标原点O沿x轴正向以某一速度射入磁场,从P(L,L)点第一次射入电场,当粒子在电场中的速度方向第一次沿x轴正方向时到达Q点(图中未标出),Q点到y轴的距离为2L。不计粒子的重力。求:(1)粒子从O点射入时的速度大小v;(2)电场强度的大小E。12345解析(1)粒子的运动轨迹如图所示,由几何关系可知粒子在磁场中运动半径为R=2L12345(2)粒子进入电场以后,竖直方向做匀减速直线运动,水平方向做匀速直线运动,进入电场时,水平方向的初速度vx和竖直方向的初速度vy分别为vx=vcos60°vy=vsin60°设粒子在电场中运动的时间为t,水平方向的位移为竖直方向的速度满足0=vy+at由牛顿第二定律有qE=-ma123452.在如图所示的直角坐标系xOy中,x轴上方存在大小为E、方向与x轴负方向成45°角的匀强电场,x轴下方存在方向垂直纸面向里的匀强磁场。一质量为m、电荷量为q的带正电粒子从y轴上的点P(0,L)由静止释放,从x轴上的A点第一次进入匀强磁场,不计粒子受到的重力。(1)求粒子第一次进入磁场的速度大小vA。(2)若第一次进入磁场后经第三象限垂直穿过y轴进入第四象限,求匀强磁场的磁感应强度大小B1。(3)若第一次进入磁场后从x轴上的C点第一次离开匀强磁场,恰好又从A点第二次进入匀强磁场,求匀强磁场的磁感应强度大小B2。1234512345(2)第一次进入磁场后做匀速圆周运动轨迹如图中图线1所示,由几何关系得轨迹半径R1=2L12345(3)若粒子从A进入磁场经C又回到A的运动轨迹如图中图线2所示,由几何关系可知在C点速度大小仍为vA,方向与x轴负方向成45°角,出磁场后做类平抛运动,垂直电场线方向LACcos45°=vAt由几何关系得轨迹半径R2=LACsin45°=8L12345题组二带电粒子在交变电、磁场中的运动3.(2024河南焦作模拟)如图甲所示,在xOy坐标系的第一象限内存在匀强磁场,磁场方向垂直坐标平面,磁感应强度大小B随时间变化的关系如图乙所示,在t=0时刻有一比荷为1×104C/kg的带正电粒子从坐标为的P点以初速度v0=2×103m/s且与x轴正方向成60°的方向垂直磁场射入。开始时,磁场方向垂直坐标平面向里,不计粒子重力,求:12345(1)粒子在磁场中做圆周运动的半径;(2)在时间π×10-4~2π×10-4s内和时间0~π×10-4s内,粒子运动轨迹对应的圆心角之比;(3)粒子到达y轴时与O点的距离s。答案(1)0.4m(2)1∶2(3)1m12345解析(1)粒子进入磁场后在磁场中做匀速圆周运动,设轨迹半径为R,由洛伦兹力提供向心力有1234512345