2021版高考物理一轮复习第九章磁场6高考培优讲座(九)带电粒子在磁场或复合场中的运动学案

高中物理学案大全，高考学案大全高中物理学案大全，高考学案大全高考培优讲座(九)带电粒子在磁场或复合场中的运动卷中计算题的热点和出题点．【重难解读】对于数学的运算能力、空间想象能力、作图能力都有较高要求，是高考命题的热点和重点．带电粒子在组合场中运动的分析思路第1步：分阶段(分过程)按照时间顺序和进入不同的区域分成几个不同的阶段．第2步：受力和运动分析，主要涉及两种典型运动，如下所示．第3步：用规律(1)弄清叠加场的组成．进行受力分析．(4)(5)画出粒子运动轨迹，灵活选择不同的运动规律．①当带电粒子在叠加场中做匀速直线运动时，根据受力平衡列方程求解．②当带电粒子在叠加场中做匀速圆周运动时，应用牛顿运动定律结合圆周运动规律求解．③当带电粒子做复杂曲线运动时，一般用动能定理或能量守恒定律求解．(6)对于临界问题，注意挖掘隐含条件．【典题例证】在科学研究中，可以通过施加适当的电场和磁场来实现对带电粒子运动的控制．如图甲所示的xOy平面处于匀强电场和匀强磁场中，电场强度E和磁感应强度B随时间t做周期性变化的图象如图乙所示．x轴正方向为E的正方向，垂直纸面向里为B的正方向．在坐标原点O有一粒子P，其质量和电荷量在科学研究中，可以通过施加适当的电场和磁场来实现对带电粒子运动的控制．如图甲所示的τ分别为m和＋q，不计重力．在t＝时刻释放P，它恰能沿一定轨道做往复运动．2(1)求P在磁场中运动时速度的大小v0；(2)求B0应满足的关系；(3)在t

0＜t＜τ时刻释放P，求P速度为零时的坐标． 02 0 02τ F2[解析] (1)～τ做匀加速直线运动做匀速圆周运动，电场力加速度速度2τv at t

v 0＝

＝，解得2

0＝2m.(2)只有当在磁场中做圆周运动结束并开始沿x如图所示．设P在磁场中做圆周运动的周期为n 则－ 2πr匀速圆周运动qvB0＝mr，T＝v（2n－1）πm解得(3)在t0时刻释放，P在电场中加速的时间为τ－t0在磁场中做匀速圆周运动，有v 1＝ m圆周运动的半径

0r 11＝0r 1Br B解得1＝0又经τ－t0时间，P减速为零后向右加速的时间为t0P v 再进入磁场，有 2＝m0r 0圆周运动的半径

2＝qBBr B解得2＝0综上分析，速度为零时横坐标x＝0相应的纵坐标为y 1

(k＝1，2，3…)＝2k（r－r） 1 22（－）]解得 0 12…．220）B0[答案] (1)2m（2n－1）πm2（－）]横坐标0，纵坐标

B0 【突破训练】

22）B0E，x感应强度为B.一个静止的带正电粒子的粒

在平面直角坐标系xOy轴上方存在沿y轴位于y轴正半轴的子a和，分别沿x场．已知粒子a的质量为m，粒子a进入第一象限的动量大小为p.设分裂过程不考虑外力的作用，在电(1)a第一次通过x轴时离原点O的距离(2)粒子a第二次通过x轴时与第一次通过x轴时两点间的距离解析：(1)如图所示，粒子a在电场中只受电场力，做类平抛运动由平抛运动规律可得：x＝v0t①h 1＝2联立①②③④式解得：x＝p

2hmEq.(2)粒子a进入磁场时，设速度为v，与x轴正方向成θ角，y轴方向的速度为vy，则vy＝a