2026届高考物理一轮复习课件：专题强化二十+带电粒子在叠加场和交变电磁场中的运动

专题强化二十带电粒子在叠加场和交变电磁场中的运动第十章

磁场考点1考点二带电粒子在交变电磁场中的运动考点一带电粒子在叠加场中的运动1.叠加场

电场、磁场、重力场共存或其中某两场共存。考点一带电粒子在叠加场中的运动2.带电粒子在叠加场中常见的几种运动形式洛伦兹力与重力并存若重力和洛伦兹力平衡，则带电粒子做匀速直线运动若重力和洛伦兹力不平衡，则带电粒子将做复杂的曲线运动，因洛伦兹力不做功，故机械能守恒，由此可求解问题洛伦兹力与静电力并存若静电力和洛伦兹力平衡，则带电粒子做匀速直线运动若静电力和洛伦兹力不平衡，则带电粒子做复杂的曲线运动，因洛伦兹力不做功，可用动能定理求解问题洛伦兹力、静电力、重力并存若三力平衡，带电微粒一定做匀速直线运动解题关键:其中任意一个力均与其他两个力的合力大小相等、方向相反洛伦兹力、静电力、重力并存若重力与静电力平衡，带电微粒一定做匀速圆周运动若合力不为零且与速度方向不垂直，带电微粒将做复杂的曲线运动，因洛伦兹力不做功，可用能量守恒定律或动能定理求解问题例1

(2023·江苏卷，16)霍尔推进器某局部区域可抽象成如图所示的模型。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。(1)求电场强度的大小E;解析电子沿x轴做直线运动，则电子受平衡力的作用，即eE=ev0B解得E=Bv0。答案Bv0

答案90%1.(2025·江苏南通模拟)如图所示，在x轴下方，沿y轴方向每间隔d=0.2m的高度就有一段间距为d的区域P，区域P内既存在竖直向上、电场强度E=20N/C的匀强电场，也存在垂直坐标平面水平向里的匀强磁场，磁感应强度B=2T。现有一电荷量q=5×10-10C、质量m=1×10-9kg的带正电的粒子从坐标原点O自由下落。粒子可视为质点，重力加速度g=10m/s2。(1)求粒子刚到达第一个区域P时的速度大小v1;

答案2m/s(2)求粒子穿出第一个区域P时的水平分速度大小vx;解析在区域P中，因qE=mg所以粒子在区域P中做匀速圆周运动，粒子穿出第一个区域P时，设v1与x轴正方向的夹角为θ，则vx=v1cos

θ，其运动轨迹如图所示。

答案0.2m/s(3)若将所有区域的磁感应强度的大小调整为B'，使粒子刚好不能穿出第2个区域P，求B'的大小。

1.交变场的常见类型(1)电场周期性变化，磁场不变。(2)磁场周期性变化，电场不变。(3)电场、磁场均周期性变化。考点二带电粒子在交变电磁场中的运动2.分析带电粒子在交变场中运动问题的基本思路例2

(2024·江苏苏锡常镇一模)如图甲所示的平行金属极板M、N之间存在交替出现的匀强磁场和匀强电场，取垂直纸面向外为磁场正方向，磁感应强度B随时间t周期性变化的规律如图乙所示，取垂直极板向上为电场正方向，电场强度E随时间t周期性变化的规律如图丙所示。t=0.5t0时，一不计重力、带正电的粒子从极板左端以速度v沿板间中线平行极板射入板间，最终平行于极板中线射出，已知粒子在t=1.5t0时速度为零，且整个运动过程中始终未与两极板接触，则下列说法错误的是(

)C

可知粒子以速度v0平行极板方向离开电场，其轨迹如图所示。

提升素养能力2B1.(2024·河南洛阳高三期中)如图所示，两竖直平行边界PQ、MN间，有正交的匀强电场和匀强磁场，匀强电场方向竖直向下，匀强磁场方向垂直纸面向里。一带负电小球从O点以某一速度垂直边界PQ进入该场区，恰好能沿水平方向做直线运动。若只减小小球从O点进入场区时的速度，则小球在场区内运动过程中，下列判断正确的是(

)A.小球的动能减小

B.小球的电势能减小C.小球的重力势能减小 D.小球的机械能减小解析若小球恰好能沿水平方向做直线运动，说明小球做匀速直线运动，对小球受力分析有qE=mg+qvB，可知当速度减小时，洛伦兹力减小，合力向上，小球将斜向上运动，合力做正功，动能增加，故A错误;静电力做正功，电势能减小，机械能增加，故B正确，D错误;高度增加，重力势能增加，故C错误。D2.如图所示，空间中存在着正交的匀强磁场和匀强电场，已知电场强度大小为E，方向竖直向下，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面。一个电子由O点以一定初速度v0水平向右飞入其中，运动轨迹如图所示，其中O、Q和P分别为轨迹在一个周期内的最高点和最低点，不计电子的重力。下列说法正确的是(

)

C3.(2024·江苏扬州期末)质量为m、电荷量为q的微粒以速度v与水平方向成θ角从O点进入方向如图所示的由正交的匀强电场和匀强磁场组成的混合场区中，该微粒在静电力、洛伦兹力和重力的共同作用下，恰好沿直线运动到A点，下列说法中正确的有(重力加速度为g)(

)

A4.(2025·江苏宿迁模拟)如图所示，磁控管内局部区域分布有水平向右的匀强电场E和垂直纸面向里的匀强磁场B。电子从M点由静止释放，沿图中所示轨迹依次经过N、P两点。已知M、P在同一等势面上，且电子从M到P点运动的时间为t，P、M间的距离为d。下列说法正确的有(

)A.电子到达P点时的速度为0B.电子在M点所受的合力大于在P点所受的合力C.电子从N到P，静电力做正功D.该匀强电场的电场强度E=Btd解析由于M点和P点在同一等势面上，故从M到P静电力做功为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点都只受静电力作用，在匀强电场中电子在这两点静电力相等，即合力相等，故A正确，B错误;从N到P静电力做负功，故C错误;通过单位判断物理量关系错误，故D错误。

(1)求直流电源的电动势E0;(2)求两极板间磁场的磁感应强度B;(3)在图中虚线的右侧设计一匀强电场，使小球离开电容器后沿直线运动，求电场强度的最小值E'。

(2)小球在电容器中做匀速圆周运动的轨迹如图所示

粒子在偏转电场中的轨迹如图所示

7.(2024·江苏镇江开学考试)如图甲所示，在竖直平面建立xOy坐标系，y轴沿竖直方向，x>0区域有沿y轴正方向的匀强电场。

现有一质量为m、带电荷量为+q的小球以速度v0从O点沿x轴正方向射入电场，恰好沿x轴做直线运动，取重力加速度为g。(1)求匀强电场的电场强度大小E;(2)若小球过O点时在x>0区域加垂直纸