高三物理专题强化-带电粒子在叠加场和交变电磁场中的运动课件.pptx

;了解叠加场的特点，会分析带电粒子在叠加场中的运动问题。

会分析带电粒子在交变电、磁场中的运动问题。;;;1.叠加场

电场、磁场、重力场共存，或其中某两场共存。;2.常见的几种运动形式;例1(2023·江苏卷，16)霍尔推进器某局部区域可抽象成如图1所示的模型。Oxy平面内存在竖直向下的匀强电场和垂直坐标平面向里的匀强磁场，磁感应强度为B。质量为m、电荷量为e的电子从O点沿x轴正方向水平入射。入射速度为v0时，电子沿x轴做直线运动；入射速度小于v0时，电子的运动轨迹如图中的虚线所示，且在最高点与在最低点所受的合力大小相等。不计重力及电子间相互作用。;电子在最低点的合力为F1＝eE－ev1B

电子在最高点的合力为F2＝ev2B－eE

由题意可知电子在最高点与最低点的合力大小相等，

即F2＝F1

整理得v1＋v2＝2v0;电子由最低点到最高点的过程，由动能定理得;C;考点二带电粒子在交变电磁场中的运动;(1)粒子P的比荷；;(2)t＝2t0时刻粒子P的位置；;图3;(3)带电粒子在运动中距离原点O的最远距离L。;1.解题基本思路;2.解题关键和应注意的问题

(1)这类问题一般都具有周期性，注意分析带电粒子的运动周期与电场周期、磁场周期的关系。

(2)带电粒子在交变电磁场中运动仍遵循牛顿运动定律、运动的合成与分解、动能定理、能量守恒定律等力学规律，所以此类问题的研究方法与质点动力学相同。;图4;图4;图4;图4;(3)粒子在xOy平面内做周期性运动的运动周期为4t0，故粒子在一个周期内向右运动的距离;;BC;解析由题可知电子所受电场力水平向左，电子从N到P的过程中电场力做负功，故A错误；根据沿着电场线方向电势逐渐降低可知，N点的电势高于P点的电势，故B正确；洛伦兹力总是和速度方向垂直，电子从M到N，洛伦兹力不做功，故C正确；M点和P点在同一等势面上，从M点到P点电场力做功为0，而洛伦兹力不做功，M点速度为0，根据动能定理可知电子在P点速度也为0，则电子在M点和P点都只受电场力作用，在匀强电场中电子在这两点所受电场力相等，即所受合力相等，故D错误。;C;B;解析在xOy平面内电场的方向沿y轴正方向，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???方向运动，磁场方向垂直于纸面向里，根据左手定则，可判断出开始一段较短时间内，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，带电粒子向x轴负方向偏转，A、C错误；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，x轴为匀强电场的等势面，从开始运动至带电粒子再次运动到x轴时，静电力做功为0，洛伦兹力不做功，带电粒子再次回到x轴时的速度为0，随后在静电力作用下再次进入第二象限重复向左偏转，B正确，D错误。;A;解析带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，其运动轨迹如图所示;C;B级综合提升练

6.(2022·湖南卷，13)如图5，两个定值电阻的阻值分别为R1和R2，直流电源的内阻不计，平行板电容器两极板水平放置，板间距离为d，板长为d，极板间存在方向水平向里的匀强磁场。质量为m、带电荷量为＋q的小球以初速度v沿水平方向从电容器下板左侧边缘A点进入电容器，做匀速圆周运动，恰从电容器上板右侧边缘离开电容器。此过程中，小球未与极板发生碰撞，重力加速度大小为g，忽略空气阻力。;解析(1)小球在极板间做匀速圆周运动，则静电力与重力平衡，可得qE＝mg

阻值为R2的定值电阻两端的电压U2＝Ed;(2)小球在电容器中做匀速圆周运动的轨迹如图所示;7.如图6甲所示，在坐标系xOy中，y轴左侧有沿x轴正方向的匀强电场、电场强度大小为E；y轴右侧有如图乙所示周期性变化的磁场，磁感应强度大小B0已知，磁场方向垂直纸面向里为正。t＝0时刻，从x轴上的P点无初速度释放一带正电的粒子，粒子(重力不计)的质量为m、电荷量为q，粒子第一次在电场中运动的时间与第一次在磁场中运动的时间相等，且粒子第一次在磁场中做圆周运动的轨迹为半圆。求：;(2)如图所示，设粒子在磁场中做圆周运动的半径分别为R1和R2;C级培优加强练

8.如图7所示，在竖直平面内建立直角坐标系xOy，其第一象限存在着正交的匀强电场和匀强磁场，电场强度的方向水平向右，磁感应强度的方向垂直纸面向里。一带电荷量为＋q、质量为m的微粒从原点出发，以某一初速度沿与x轴正方向的夹角为45°的方向进入复合场中，正好做直线运动，当微粒运动到A(l，l)时，电场方向突然变为竖直向上(不计电场变化的时间)，微粒继续运动一段时间后，正好垂直于y轴穿出复合场。不计一切阻力，重力加速度为g，求：;甲乙;甲乙;