2025年高考物理二轮复习专题3电场与磁场第3讲带电粒子在复合场中的运动.pptxVIP

;内容索引;体系构建?真题感悟;【知识回顾?构建网络】;【感悟高考?真题再练】;答案B

解析因为在xOy平面内电场的方向沿y轴正方向,所以在坐标原点O静止的带正电粒子在静电力作用下会向y轴正方向运动;磁场方向垂直于纸面向里,根据左手定则,可判断出向y轴正方向运动的粒子同时受到沿x轴负方向的洛伦兹力,故带电粒子向x轴负方向偏转,可知选项A、C错误。粒子运动的过程中,静电力对带电粒子做功,粒子速度大小发生变化,粒子所受的洛伦兹力方向始终与速度方向垂直;由于匀强电场方向沿y轴正方向,故x轴为匀强电场的等势面,从开始到带电粒子再次运动到x轴,静电力做功为0,洛伦兹力不做功,故带电粒子再次回到x轴时速度为0,随后受静电力作用再次进入第二象限重复向左偏转,故B正确,D错误。;2.(2023全国乙卷)如图所示,一磁感应强度大小为B的匀强磁场,方向垂直于纸面(xOy平面)向里,磁场右边界与x轴垂直。一带电粒子由O点沿x轴正方向入射到磁场中,在磁场另一侧的S点射出,粒子离开磁场后,沿直线运动打在垂直于x轴的接收屏上的P点;SP=l,S与屏的距离为,与x轴的距离为a。若保持所有条件不变,在磁场区域再加上电场强

度大小为E的匀强电场,则该粒子入射后会沿x轴

到达接收屏。该粒子的比荷为();答案A;3.(2021山东卷)某离子实验装置的基本原理如图甲所示。Ⅰ区宽度为d,左边界与x轴垂直交于坐标原点O,其内充满垂直于xOy平面向里的匀强磁场,磁感应强度大小为B0;Ⅱ区宽度为l,左边界与x轴垂直交于O1点,右边界与x轴垂直交于O2点,其内充满沿y轴负方向的匀强电场。测试板垂直于x轴置;(1)求离子在Ⅰ区中运动时速度的大小v。

(2)求Ⅱ区内电场强度的大小E。

(3)保持上述条件不变,将Ⅱ区分为左右两部分,分别填充磁感应强度大小均为B(数值未知)、方向相反且平行于y轴的匀强磁场,如图乙;甲;(2)离子在Ⅱ区内只受静电力,x方向做匀速直线运动,y方向做匀变速直线运动,设从进入电场到击中测试板中心C的时间为t,y方向的位移为y0,加速度大小为a,由牛顿第二定律得qE=ma

由运动的合成与分解得;(3)Ⅱ区内填充磁场后,离子在垂直于xOy平面的方向做线速度大小为vcosθ的匀速圆周运动,如图乙所示。设左侧部分的圆心角为α,圆周运动半径为r,运动轨迹长度为l,由几何关系得;4.(2022山东卷)中国“人造太阳”在核聚变实验方面取得新突破,该装置使用了电磁场约束和加速的高能离子,其部分电磁场简化模型如图所示。在三维坐标系Oxyz中,0z≤d空间内充满匀强磁场Ⅰ,磁感应强度大小为B,方向沿x轴正方向;-3d≤z0,y≥0的空间内充满匀强磁场Ⅱ,;(1)当离子甲从A点出射速度为v0时,求电场强度的大小E。

(2)若使离子甲进入磁场后始终在磁场中运动,求进入磁场时的最大速度vm。

(3)离子甲以的速度从O点沿z轴正方向第一次穿过xOy面进入磁场Ⅰ,求第四次穿过xOy平面的位置坐标(用d表示)。

(4)当离子甲以的速度从O点进入磁场Ⅰ时,质量为4m、电荷量为+q的离子乙,也从O点沿z轴正方向以相同的动能同时进入磁场Ⅰ,求两离子进入磁场后,到达它们运动轨迹第一个交点的时间差Δt(忽略离子间相互作用)。;解析(1)如图所示,当离子在电场中运动时,根据运动的合成与分解得;如图所示,结合(2)的分析,根据几何关系得,离子第四次穿过xOy平面的x坐标为x=2R1=d,y坐标为y=2R1=d

即第四次穿过xOy平面的位置坐标为(d,d,0)。;高频考点?能力突破;;命题点;[典例](命题点1)一足够长的条状区域内存在匀强电场和匀强磁场,其在xOy平面内的截面如图所示:中间是磁场区域,其边界与y轴垂直,宽度为l,磁感应强度的大小为B,方向垂直于xOy平面;磁场的上、下两侧为电场区域,宽度均为l,电场强度的大小均为E,方向均沿x轴正方向;M、N为条状区域边界上的两点,它们的连线与y轴平行,一带正电的粒子以某一速度从M点沿y轴正方向射入电场,经过一段时间后恰好以从M点入射的速度

从N点沿y轴正方向射出。不计粒子重力。

(1)定性画出该粒子在电磁场中运动的轨迹。

(2)求该粒子从M点入射时速度的大小。

(3)若该粒子进入磁场时的速度方向恰好与x轴正方向的

夹角为,求该粒子的比荷及其从M点运动到N点的时间。;解析(1)粒子运动的轨迹如图甲所示。(粒子在电场中的轨迹为抛物线,在磁场中为圆弧,上下对称);(2)粒子从电场下边界入射后在电场中做类平抛运动。设粒子从M点射入时速度的大小为v0,在下侧电场中运动的时间为t,加速度的大小为a;粒子进入磁场的速度大小为v,方向与电场方向的夹角为θ(见图乙),速度沿电场方向的分量为v1,根