第十一章第64课时专题强化带电粒子在组合场中的运动课件-高考物理一轮复习

第十一章磁场第64课时专题强化：带电粒子在组合场中的运动目标要求掌握带电粒子在组合场中的运动规律并会用其解决问题。1.组合场：电场与磁场各位于一定的区域内，并不重叠，或在同一区域，电场、磁场交替出现。2.分析思路(1)画运动轨迹：根据受力分析和运动学分析，大致画出粒子的运动轨迹图。(2)找关键点：确定带电粒子在场区边界的速度(包括大小和方向)是解决该类问题的关键。(3)划分过程：将粒子运动的过程划分为几个不同的阶段，对不同的阶段选取不同的规律处理。3.常见粒子的运动及解题方法4.常见情形(1)先电场后磁场①带电粒子先在匀强电场中做匀加速直线运动，然后垂直磁场方向进入匀强磁场做匀速圆周运动，如图甲。②带电粒子先在匀强电场中做类平抛运动，然后垂直磁场方向进入磁场做匀速圆周运动，如图乙。(2)先磁场后电场常见情境进入匀强电场时粒子速度方向与电场方向平行进入匀强电场时粒子速度方向与电场方向垂直进入匀强电场时粒子速度方向与电场方向成一定角度(非直角)运动示意图举例在电场中的运动性质匀加速或匀减速直线运动类平抛运动类斜抛运动分析方法动能定理或牛顿运动定律结合运动学公式平抛运动知识，运动的合成与分解斜抛运动知识，运动的合成与分解

(2024·福建卷·15)如图，直角坐标系xOy中，第Ⅰ象限内存在垂直纸面向外的匀强磁场。第Ⅱ、Ⅲ象限中有两平行板电容器C1、C2，其中C1垂直x轴放置，极板与x轴相交处存在小孔M、N；C2垂直y轴放置，上、下极板右端分别紧贴y轴上的P、O点。一带电粒子从M静止释放，经电场直线加速后从N射出，紧贴C2下极板进入C2，而后从P进入第Ⅰ象限；经磁场偏转后恰好垂直x轴离开，运动轨迹如图中虚线所示。已知粒子质量为m、带电量为q，O、P间距离为d，C1、C2的板间电压大小均为U，板间电场视为匀强电场，不计重力，忽略边缘效应。求：例1(1)粒子经过N时的速度大小；

(2)粒子经过P时速度方向与y轴正向的夹角；答案

45°

(3)磁场的磁感应强度大小。

利用电场和磁场实现粒子偏转是科学仪器中广泛应用的技术。在图示的xOy平面(纸面)内，x<x1的区域Ⅰ内存在垂直纸面向外的匀强磁场，x轴上方的x1<x<x2区域Ⅱ内存在沿y轴负方向的匀强电场。一质量为m、电荷量为q的带正电粒子(不计重力)，从原点O处以大小为v0的速度垂直磁场射入第二象限，方向与x轴负方向夹角θ=60°，一段时间后垂直x=x1例2

(1)区域Ⅰ内磁场的磁感应强度大小B；

(2)粒子从原点O出发到离开电场的总时间t；

(3)粒子离开电场时的速度大小v。

*例3

(1)求磁感应强度的大小B；

(2)求Ⅲ区宽度d；

(3)Ⅳ区x轴上的电场方向沿x轴，电场强度E随时间t、位置坐标x的变化关系为E=ωt-kx，其中常系数ω>0，ω已知、k未知，取甲经过O点时t=0。已知甲在Ⅳ区始终做匀速直线运动，设乙在Ⅳ区受到的电场力大小为F，甲、乙间距为Δx，求乙追上甲前F与Δx间的关系式(不要求写出Δx的取值范围)。

课时精练对一对题号

1答案(1)m

(2)2v0

与x轴正方向夹角为60°(3)题号

2答案(1)

(2)

(3)答案1234对一对题号

3答案(1)

(2)

(3)60°题号

4答案(1)1∶k

(2)，方向垂直于cd向左

(3)答案12341234答案为v0的速度沿x轴正方向射入电场，通过电场后从x轴上的M(2L，0)点进入第Ⅳ象限，又经过磁场从y轴上的某点垂直y轴进入第Ⅲ象限，不计粒子的重力，求：(1)电场强度E的大小；

1234答案

1234答案(2)粒子到达M点时速度的大小和方向；答案

2v0与x轴正方向夹角为60°

1234答案(3)磁场的磁感应强度B的大小。

1234答案

1234答案

(2)匀强电场的电场强度大小；1234答案

1234答案

(3)带电粒子在匀强电场中离x轴的最远距离。1234答案

1234答案(1)粒子沿直线通过cdef区域时的速度大小；1234答案

(2)粒子的电荷量与质量之比；1234答案

(3)粒子射出圆形区域时速度方向与进入圆形区域时速度方向的夹角。1234答案答案

60°1234答案

4.(选做题)(2024·江苏卷·16)如图所示，两个半圆区域abcd、a'b'c'd'中有垂直纸面向里的匀强磁场，两圆的半径分别为R1和R2，ab与a'b'间有一个匀强电场，电势差为U，cd与c'd'间有一个插入体，电子每次经过插入体速度减为原来的k倍(k<1)。现有一个质量为m、电量为e的电子，从cd面1234答案射入插入体，经过磁场、电场后再次到达cd面，速度增加，多次循环运动后，电子到达cd的速度大小达到一个稳定值，忽略相对论效应，忽略电子经过电场与插入体的时间。求：

(1)电子进入插入体前后在磁场中的半径r1、r2之比；1234答案答案

1∶k(2)电子多次循环后