高考物理二輪專題復(fù)習(xí)課件：專題三題型專練三帶電粒子在復(fù)合場中的運動

題型專練三帶電粒子在復(fù)合場中的運動專題三電場與磁場題型專練三帶電粒子在復(fù)合場中的運動專題三電場與磁場高考物理二輪專題復(fù)習(xí)課件：專題三題型專練三帶電粒子在復(fù)合場中的運動內(nèi)容索引NEIRONGSUOYIN高考題型1帶電粒子在組合場中的運動高考題型2帶電粒子在疊加場中的運動高考題型3帶電粒子在交變場中的運動高考題型4電、磁場在現(xiàn)代科技中的應(yīng)

用實例專題強(qiáng)化練內(nèi)容索引NEIRONGSUOYIN高考題型1帶電粒子在組合1.正確區(qū)分“電偏轉(zhuǎn)”和“磁偏轉(zhuǎn)”帶電粒子的“電偏轉(zhuǎn)”和“磁偏轉(zhuǎn)”的比較高考題型1帶電粒子在組合場中的運動

垂直進(jìn)入磁場(磁偏轉(zhuǎn))垂直進(jìn)入電場(電偏轉(zhuǎn))情景圖

1.正確區(qū)分“電偏轉(zhuǎn)”和“磁偏轉(zhuǎn)”高考題型1帶電粒子在組合2.解題步驟(1)受力分析，關(guān)注幾場組合；(2)運動分析，構(gòu)建模型；(3)分析過程，選用規(guī)律.受力FB＝qv0B，F(xiàn)B大小不變，方向總指向圓心，方向變化，F(xiàn)B為變力FE＝qE，F(xiàn)E大小、方向不變，為恒力運動規(guī)律勻速圓周運動類平拋運動2021屆高考物理二輪專題復(fù)習(xí)課件：專題三題型專練三帶電粒子在復(fù)合場中的運動2021屆高考物理二輪專題復(fù)習(xí)課件：專題三題型專練三帶電粒子在復(fù)合場中的運動2.解題步驟受力FB＝qv0B，F(xiàn)B大小不變，方向總指向圓心考題示例圖12021屆高考物理二輪專題復(fù)習(xí)課件：專題三題型專練三帶電粒子在復(fù)合場中的運動2021屆高考物理二輪專題復(fù)習(xí)課件：專題三題型專練三帶電粒子在復(fù)合場中的運動考題示例圖12021屆高考物理二輪專題復(fù)習(xí)課件：專題三題在磁場中做圓周運動，運動軌跡如圖所示.初速度大小為v1，它在電場中的運動時間為t1，第一次進(jìn)入磁場的位置到原點O的距離為s1，由運動學(xué)公式有s1＝v1t1 ①2021屆高考物理二輪專題復(fù)習(xí)課件：專題三題型專練三帶電粒子在復(fù)合場中的運動2021屆高考物理二輪專題復(fù)習(xí)課件：專題三題型專練三帶電粒子在復(fù)合場中的運動在磁場中做圓周運動，運動軌跡如圖所示.初速度大小為v1，它在a1t1＝v1tanθ1 ③聯(lián)立以上各式得2021屆高考物理二輪專題復(fù)習(xí)課件：專題三題型專練三帶電粒子在復(fù)合場中的運動2021屆高考物理二輪專題復(fù)習(xí)課件：專題三題型專練三帶電粒子在復(fù)合場中的運動a1t1＝v1tanθ1 ③2021屆高考物理二輪(2)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小；2021屆高考物理二輪專題復(fù)習(xí)課件：專題三題型專練三帶電粒子在復(fù)合場中的運動2021屆高考物理二輪專題復(fù)習(xí)課件：專題三題型專練三帶電粒子在復(fù)合場中的運動(2)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大??；2021屆高考物理二輪專題復(fù)習(xí)課qE＝ma1 ⑤由洛倫茲力公式和牛頓第二定律有2021屆高考物理二輪專題復(fù)習(xí)課件：專題三題型專練三帶電粒子在復(fù)合場中的運動2021屆高考物理二輪專題復(fù)習(xí)課件：專題三題型專練三帶電粒子在復(fù)合場中的運動qE＝ma1 ⑤由洛倫茲力公式和牛頓第二定律有2由幾何關(guān)系得s1＝2R1sinθ1 ⑧聯(lián)立以上各式得2021屆高考物理二輪專題復(fù)習(xí)課件：專題三題型專練三帶電粒子在復(fù)合場中的運動2021屆高考物理二輪專題復(fù)習(xí)課件：專題三題型專練三帶電粒子在復(fù)合場中的運動由幾何關(guān)系得2021屆高考物理二輪專題復(fù)習(xí)課件：專題三題2021屆高考物理二輪專題復(fù)習(xí)課件：專題三題型專練三帶電粒子在復(fù)合場中的運動2021屆高考物理二輪專題復(fù)習(xí)課件：專題三題型專練三帶電粒子在復(fù)合場中的運動2021屆高考物理二輪專題復(fù)習(xí)課件：專題三題型專練三帶在電場中的加速度大小為a2，由題給條件得由牛頓第二定律有qE＝2ma2 ?速度的方向與x軸正方向夾角為θ2，入射點到原點的距離為s2，在電場中運動的時間為t2.由運動學(xué)公式有s2＝v2t2 ?2021屆高考物理二輪專題復(fù)習(xí)課件：專題三題型專練三帶電粒子在復(fù)合場中的運動2021屆高考物理二輪專題復(fù)習(xí)課件：專題三題型專練三帶電粒子在復(fù)合場中的運動在電場中的加速度大小為a2，由題給條件得由牛頓第二定律有速度由⑦?式及粒子在勻強(qiáng)磁場中做圓周運動的半徑公式得2021屆高考物理二輪專題復(fù)習(xí)課件：專題三題型專練三帶電粒子在復(fù)合場中的運動2021屆高考物理二輪專題復(fù)習(xí)課件：專題三題型專練三帶電粒子在復(fù)合場中的運動由⑦?式及粒子在勻強(qiáng)磁場中做圓周運動的半徑公式得2021屆高所以出射點在原點左側(cè).由幾何關(guān)系有s2′＝2R2sinθ2 ?聯(lián)立④⑧???式得，2021屆高考物理二輪專題復(fù)習(xí)課件：專題三題型專練三帶電粒子在復(fù)合場中的運動2021屆高考物理二輪專題復(fù)習(xí)課件：專題三題型專練三帶電粒子在復(fù)合場中的運動所以出射點在原點左側(cè).由幾何關(guān)系有s2′＝2R2sinθ2例2

(2020·山東卷·17)某型號質(zhì)譜儀的工作原理如圖2甲所示.M、N為豎直放置的兩金屬板，兩板間電壓為U,Q板為記錄板，分界面P將N、Q間區(qū)域分為寬度均為d的Ⅰ、Ⅱ兩部分，M、N、P、Q所在平面相互平行，a、b為M、N上兩正對的小孔.以a、b所在直線為z軸，

向右為正方向，取z軸與Q板的交點O為坐標(biāo)原點，以平行于Q板水平向里為x軸正方向，豎直向上為y軸正方向，建立空間直角坐標(biāo)系Oxyz.區(qū)域Ⅰ、Ⅱ內(nèi)分別充滿沿x軸正方向的勻強(qiáng)磁場和勻強(qiáng)電場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小、電場強(qiáng)度大小分別為B和E.一質(zhì)量為m，電荷量為＋q的粒子，從a孔飄入電場(初速度視為零)，經(jīng)b孔進(jìn)入磁場，過P面上的c點(圖中未畫出)進(jìn)入電場，最終打到記錄板Q上.不計粒子重力.(1)求粒子在磁場中做圓周運動的半徑R以及c點到z軸的距離L；圖2答案見解析2021屆高考物理二輪專題復(fù)習(xí)課件：專題三題型專練三帶電粒子在復(fù)合場中的運動2021屆高考物理二輪專題復(fù)習(xí)課件：專題三題型專練三帶電粒子在復(fù)合場中的運動例2(2020·山東卷·17)某型號質(zhì)譜儀的工作原理如圖2解析設(shè)粒子經(jīng)加速電場到b孔的速度大小為v，粒子在區(qū)域Ⅰ中，做勻速圓周運動對應(yīng)圓心角為α，在M、N兩金屬板間，由動能定理得在區(qū)域Ⅰ中，粒子做勻速圓周運動，洛倫茲力提供向心力，由牛頓第二定律得2021屆高考物理二輪專題復(fù)習(xí)課件：專題三題型專練三帶電粒子在復(fù)合場中的運動2021屆高考物理二輪專題復(fù)習(xí)課件：專題三題型專練三帶電粒子在復(fù)合場中的運動解析設(shè)粒子經(jīng)加速電場到b孔的速度大小為v，粒子在區(qū)域Ⅰ中，聯(lián)立①②式得由幾何關(guān)系得d2＋(R－L)2＝R2 ④聯(lián)立①②④式得2021屆高考物理二輪專題復(fù)習(xí)課件：專題三題型專練三帶電粒子在復(fù)合場中的運動2021屆高考物理二輪專題復(fù)習(xí)課件：專題三題型專練三帶電粒子在復(fù)合場中的運動聯(lián)立①②式得由幾何關(guān)系得聯(lián)立①②④式得2021屆高考物理二輪(2)求粒子打到記錄板上位置的x坐標(biāo)；答案見解析2021屆高考物理二輪專題復(fù)習(xí)課件：專題三題型專練三帶電粒子在復(fù)合場中的運動2021屆高考物理二輪專題復(fù)習(xí)課件：專題三題型專練三帶電粒子在復(fù)合場中的運動(2)求粒子打到記錄板上位置的x坐標(biāo)；答案見解析2021屆解析設(shè)區(qū)域Ⅱ中粒子沿z軸方向的分速度為vz，沿x軸正方向加速度大小為a，位移大小為x，運動時間為t，由牛頓第二定律得qE＝ma ⑧粒子在z軸方向做勻速直線運動，由運動合成與分解的規(guī)律得vz＝vcosα ⑨d＝vzt ⑩粒子在x方向做初速度為零的勻加速直線運動，由運動學(xué)公式得2021屆高考物理二輪專題復(fù)習(xí)課件：專題三題型專練三帶電粒子在復(fù)合場中的運動2021屆高考物理二輪專題復(fù)習(xí)課件：專題三題型專練三帶電粒子在復(fù)合場中的運動解析設(shè)區(qū)域Ⅱ中粒子沿z軸方向的分速度為vz，2021屆高考(3)求粒子打到記錄板上位置的y坐標(biāo)(用R、d表示)；答案見解析2021屆高考物理二輪專題復(fù)習(xí)課件：專題三題型專練三帶電粒子在復(fù)合場中的運動2021屆高考物理二輪專題復(fù)習(xí)課件：專題三題型專練三帶電粒子在復(fù)合場中的運動(3)求粒子打到記錄板上位置的y坐標(biāo)(用R、d表示)；答案解析設(shè)粒子沿y方向偏離z軸的距離為y，其中在區(qū)域Ⅱ中沿y方向偏離的距離為y′，粒子在y軸方向做勻速直線運動，由運動學(xué)公式得y′＝vtsinα ?由題意得y＝L＋y′ ?聯(lián)立①④⑥⑨⑩??式2021屆高考物理二輪專題復(fù)習(xí)課件：專題三題型專練三帶電粒子在復(fù)合場中的運動2021屆高考物理二輪專題復(fù)習(xí)課件：專題三題型專練三帶電粒子在復(fù)合場中的運動解析設(shè)粒子沿y方向偏離z軸的距離為y，2021屆高考物理二答案見解析2021屆高考物理二輪專題復(fù)習(xí)課件：專題三題型專練三帶電粒子在復(fù)合場中的運動2021屆高考物理二輪專題復(fù)習(xí)課件：專題三題型專練三帶電粒子在復(fù)合場中的運動答案見解析2021屆高考物理二輪專題復(fù)習(xí)課件：專題三題解析質(zhì)子的比荷大于氦核的，氦核的比荷大于氚核的，2021屆高考物理二輪專題復(fù)習(xí)課件：專題三題型專練三帶電粒子在復(fù)合場中的運動2021屆高考物理二輪專題復(fù)習(xí)課件：專題三題型專練三帶電粒子在復(fù)合場中的運動解析質(zhì)子的比荷大于氦核的，氦核的比荷大于氚核的，2021屆命題預(yù)測121.(多選)(2020·山東棗莊三中、高密一中、萊西一中三校聯(lián)考)如圖3所示，在x軸上方第一象限內(nèi)存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，x軸下方存在沿y軸正方向的勻強(qiáng)電場.a、b兩個重力不計的帶電粒子分別從電場中的同一點P由靜止釋放后，經(jīng)電場加速后從M點射入磁場并在磁場中發(fā)生偏轉(zhuǎn).最后從y軸離開磁場時，速度大小分別為v1和v2，v1的方向與y軸垂直，v2的方向與y軸正方向成60°角.a、b兩粒子在磁場中運動的時間分別記為t1和t2,則以下比值正確的是A.v1∶v2＝2∶1 B.v1∶v2＝1∶2C.t1∶t2＝3∶2 D.t1∶t2＝3∶8圖3√√2021屆高考物理二輪專題復(fù)習(xí)課件：專題三題型專練三帶電粒子在復(fù)合場中的運動2021屆高考物理二輪專題復(fù)習(xí)課件：專題三題型專練三帶電粒子在復(fù)合場中的運動命題預(yù)測121.(多選)(2020·山東棗莊三中、高密一中、12解析粒子在電場中加速，設(shè)加速的位移為x，粒子在磁場中運動時，其軌跡如圖，a粒子的圓心為O，b粒子的圓心為O′，根據(jù)幾何知識可知R2·sin30°＋R1＝R2則有R1∶R2＝1∶22021屆高考物理二輪專題復(fù)習(xí)課件：專題三題型專練三帶電粒子在復(fù)合場中的運動2021屆高考物理二輪專題復(fù)習(xí)課件：專題三題型專練三帶電粒子在復(fù)合場中的運動12解析粒子在電場中加速，設(shè)加速的位移為x，粒子在磁場中運12可得v1∶v2＝2∶1故A正確，B錯誤；12可得v1∶v2＝2∶112所以兩粒子在磁場中運動的時間之比為故C錯誤，D正確.12所以兩粒子在磁場中運動的時間之比為故C錯誤，D正確.2.(2020·廣西桂林市調(diào)研)如圖4所示，直線MN上方有平行于紙面且與MN成45°角的有界勻強(qiáng)電場，電場強(qiáng)度大小未知；MN下方為方向垂直于紙面向里的有界勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B.現(xiàn)從MN上的O點向磁場中射入一個速度大小為v、方向與MN成45°角的帶正電粒子，該粒子在磁場中運動時的軌道半徑為R.該粒子從O點出發(fā)記為第一次經(jīng)過直線MN，第五次經(jīng)過直線MN時恰好又通過O點.不計粒子的重力.圖412(1)畫出粒子在磁場和電場中運動軌跡的草圖并求出粒子的比荷大?。?.(2020·廣西桂林市調(diào)研)如圖4所示，直線MN上方有平解析粒子的運動軌跡如圖所示，12解析粒子的運動軌跡如圖所示，12(2)求出電場強(qiáng)度E的大小和粒子第五次經(jīng)過直線MN上O點時的速度大小；12(2)求出電場強(qiáng)度E的大小和粒子第五次經(jīng)過直線MN上O點時的12粒子從c到O做類平拋運動，且在垂直、平行電場方向上的位移相等，即s⊥＝s∥＝Ocsin45°＝2R聯(lián)立解得E＝vB12粒子從c到O做類平拋運動，且在垂直、平行電場方向上的位移12v1＝v粒子第五次過MN進(jìn)入磁場后的速度大小12v1＝v(3)求該粒子從O點出發(fā)到再次回到O點所需的時間t.12(3)求該粒子從O點出發(fā)到再次回到O點所需的時間t.1212粒子做直線運動的時間為聯(lián)立得粒子從出發(fā)到再次到達(dá)O點所需時間12粒子做直線運動的時間為聯(lián)立得粒子從出發(fā)到再次到達(dá)O點所需1.三種典型情況(1)若只有兩個場，合力為零，則表現(xiàn)為勻速直線運動或靜止?fàn)顟B(tài).例如電場與磁場疊加滿足qE＝qvB時、重力場與磁場疊加滿足mg＝qvB時、重力場與電場疊加滿足mg＝qE時.(2)若三場共存，合力為零時，粒子做勻速直線運動，其中洛倫茲力F＝qvB的方向與速度v垂直.(3)若三場共存，粒子做勻速圓周運動時，則有mg＝qE，粒子在洛倫茲力作用下做勻速圓周運動，即qvB＝高考題型2帶電粒子在疊加場中的運動1.三種典型情況高考題型2帶電粒子在疊加場中的運動2.當(dāng)帶電粒子做復(fù)雜的曲線運動或有約束的變速直線運動時，一般用動能定理或能量守恒定律求解.2.當(dāng)帶電粒子做復(fù)雜的曲線運動或有約束的變速直線運動時，一般命題預(yù)測3.如圖5所示，位于豎直平面內(nèi)的坐標(biāo)系xOy，在其第三象限空間有沿水平方向的、垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B＝0.5T，還有沿x軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場，場強(qiáng)大小為E＝2N/C.在其第一象限空間有沿y軸負(fù)方向、場強(qiáng)大小也為E的勻強(qiáng)電場，并在y>h＝0.4m的區(qū)域有磁感應(yīng)強(qiáng)度大小也為B的垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場.一個帶電荷量為q的油滴從圖中第三象限的P點得到一初速度，恰好能沿PO做勻速直線運動(PO與x軸負(fù)方向的夾角為θ＝45°)，并從原點O進(jìn)入第一象限.已知重力加速度g取10m/s2.求：34圖5命題預(yù)測3.如圖5所示，位于豎直平面內(nèi)的坐標(biāo)系xOy，在其第(1)油滴在第三象限運動時受到的重力、電場力、洛倫茲力三力的大小之比，并指出油滴帶何種電荷；34(1)油滴在第三象限運動時受到的重力、電場力、洛倫茲力三力的34解析分析油滴受力可知，要使油滴做勻速直線運動，油滴應(yīng)帶負(fù)電荷.受力如圖所示.由平衡條件和幾何關(guān)系得mg∶qE∶f＝1∶1∶.34解析分析油滴受力可知，要使油滴做勻速直線運動，油滴應(yīng)帶(2)油滴在P點得到的初速度大??；34解析對油滴在垂直PO方向上由平衡條件得qvB＝2Eqsin45°，(2)油滴在P點得到的初速度大小；34解析對油滴在垂直PO(3)油滴在第一象限運動的時間以及油滴離開第一象限處的坐標(biāo)值.34答案0.828s

(4.0m,0)(3)油滴在第一象限運動的時間以及油滴離開第一象限處的坐標(biāo)值34解析由(1)可知，油滴在第一象限內(nèi)受到的重力等于電場力，故油滴在電場與重力場的復(fù)合場中做勻速直線運動，在電場、磁場、重力場三者的復(fù)合場中做勻速圓周運動，軌跡如圖所示.34解析由(1)可知，油滴在第一象限內(nèi)受到的重力等于電場力34從C到N，粒子做勻速直線運動，由對稱性知，運動時間t3＝t1＝0.1s，則油滴在第一象限內(nèi)總的運動時間為t＝t1＋t2＋t3＝0.828s.設(shè)OA、AC、CN段在x軸上的投影長度分別為x1、x2、x3，34從C到N，粒子做勻速直線運動，由對稱性知，運動時間t3＝34所以油滴在第一象限內(nèi)沿x軸方向運動的總位移為x＝x1＋x2＋x3＝4m，油滴離開第一象限時的位置坐標(biāo)為(4.0m,0).34所以油滴在第一象限內(nèi)沿x軸方向運動的總位移為x＝x1＋x4.(2020·湖南長沙市雅禮書院中學(xué)高三檢測)如圖6所示，空間中存在著水平向右的勻強(qiáng)電場，電場強(qiáng)度大小E＝5N/C，同時存在著水平方向的勻強(qiáng)磁場，其方向與電場方向垂直，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B＝0.5T.有一帶正電的小球，質(zhì)量m＝1×10－6kg，電荷量q＝2×10－6C，正以速度v在圖示的豎直面內(nèi)做勻速直線運動，當(dāng)經(jīng)過P點時撤掉磁場(不考慮磁場消失引起的電磁感應(yīng)現(xiàn)象)，取g＝10m/s2，求：(1)小球做勻速直線運動的速度v的大小和方向；答案20m/s與電場方向夾角為60°34圖64.(2020·湖南長沙市雅禮書院中學(xué)高三檢測)如圖6所示，解析小球做勻速直線運動時，受力如圖，其所受的三個力在同一平面內(nèi)，合力為零，34代入數(shù)據(jù)解得v＝20m/s解得θ＝60°.解析小球做勻速直線運動時，受力如圖，其所受的三個力在同一平(2)從撤掉磁場到小球再次穿過P點所在的這條電場線經(jīng)歷的時間t.34(2)從撤掉磁場到小球再次穿過P點所在的這條電場線經(jīng)歷的時間解析撤去磁場后，由于電場力垂直于豎直方向，它對豎直方向的分運動沒有影響，以P點為坐標(biāo)原點，豎直向上為正方向，小球在豎直方向上做勻減速直線運動，其初速度為vy＝vsinθ，若使小球再次穿過P點所在的電場線，僅需小球的豎直方向的分位移為零，34解析撤去磁場后，由于電場力垂直于豎直方向，它對豎直方向的分1.變化的電場或磁場如果具有周期性，粒子的運動也往往具有周期性.這種情況下要仔細(xì)分析帶電粒子的受力情況和運動過程，弄清楚帶電粒子在變化的電場、磁場中各處于什么狀態(tài)，做什么運動，畫出一個周期內(nèi)的運動軌跡的草圖.高考題型3帶電粒子在交變場中的運動2.解題思路1.變化的電場或磁場如果具有周期性，粒子的運動也往往具有周期5.如圖7所示，在xOy平面內(nèi)存在大小隨時間周期性變化的勻強(qiáng)磁場和勻強(qiáng)電場，變化規(guī)律分別如圖乙、丙所示(規(guī)定垂直紙面向里為磁感應(yīng)強(qiáng)度的正方向，沿y軸負(fù)方向為電場強(qiáng)度的正方向).在t＝0時刻由原點O發(fā)射一個初速度大小為v0、方向沿y軸正方向的帶正電粒子，粒子的比荷

，B0、E0、t0均為已知量，不計粒子受到的重力.(1)求在0～t0內(nèi)粒子運動軌跡的半徑；命題預(yù)測56圖75.如圖7所示，在xOy平面內(nèi)存在大小隨時間周期性變化的勻強(qiáng)5656(2)求t＝2t0時，粒子的位置坐標(biāo)；56(2)求t＝2t0時，粒子的位置坐標(biāo)；5656解析若粒子在磁場中做完整的圓周運動，解得T＝2t0在0～t0時間內(nèi)，粒子在磁場中轉(zhuǎn)動半周，在t0～2t0時間內(nèi)，粒子在電場中沿y軸負(fù)方向做勻加速直線運動56解析若粒子在磁場中做完整的圓周運動，解得T＝2t0在t5656(3)若粒子在t＝25t0時首次回到坐標(biāo)原點，求電場強(qiáng)度E0與磁感應(yīng)強(qiáng)度B0的大小關(guān)系.56(3)若粒子在t＝25t0時首次回到坐標(biāo)原點，求電場強(qiáng)度E0解析如圖所示，帶電粒子在x軸上方做圓周運動的軌道半徑r1＝r＝2t0～3t0時間內(nèi)，粒子在x軸下方做圓周運動的軌道半徑由幾何關(guān)系可知，要使粒子經(jīng)過原點，則必須滿足n(2r2－2r1)＝2r1，n＝1,2,3，…56解析如圖所示，帶電粒子在x軸上方做圓周運動的軌道半徑r1＝6.(2020·安徽合肥市二模)如圖8甲所示，豎直擋板MN左側(cè)空間有方向豎直向上的勻強(qiáng)電場和垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，電場和磁場的范圍足夠大，電場強(qiáng)度E＝40N/C，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時間t變化的關(guān)系圖像如圖乙所示，選定磁場垂直紙面向里為正方向.t＝0時刻，一帶正電的微粒，質(zhì)量m＝8×10－4kg、電荷量q＝2×10－4C，在O點具有方向豎直向下、大小為0.12m/s的速度v，O′是擋板MN上一點，直線OO′與擋板MN垂直，取g＝10m/s2.求：(1)微粒再次經(jīng)過直線OO′時與O點的距離；答案1.2m圖8566.(2020·安徽合肥市二模)如圖8甲所示，豎直擋板MN左56解析根據(jù)題意可以知道，微粒所受的重力G＝mg＝8×10－3N微粒所受電場力大小F＝qE＝8×10－3N因此重力與電場力平衡.微粒先在洛倫茲力作用下做勻速圓周運動，則解得：R＝0.6m得：T＝10πs則微粒在5πs內(nèi)轉(zhuǎn)過半個圓周，再次經(jīng)直線OO′時與O點的距離：L＝2R解得：L＝1.2m.56解析根據(jù)題意可以知道，微粒所受的重力微粒先在洛倫茲力作(2)微粒在運動過程中離開直線OO′的最大距離；答案

2.48m56(2)微粒在運動過程中離開直線OO′的最大距離；5656解析微粒運動半周后向上勻速運動，運動的時間為t＝5πs，軌跡如圖所示，位移大?。簒＝vt解得：x≈1.88m因此，微粒離開直線OO′的最大距離：H＝x＋R＝2.48m.56解析微粒運動半周后向上勻速運動，運動的時間為t＝5π(3)水平移動擋板，使微粒能垂直射到擋板上，擋板與O點間的水平距離應(yīng)滿足的條件.56答案見解析(3)水平移動擋板，使微粒能垂直射到擋板上，擋板與O點間的水56解析若微粒能垂直射到擋板上的某點P，P點在直線OO′下方時，由圖像可以知道，擋板MN與O點間的距離應(yīng)滿足：L＝(2.4n＋0.6)m，n＝0,1,2，…P點在直線OO′上方時，由圖像可以知道，擋板MN與O點間的距離應(yīng)滿足：L＝(2.4n＋1.8)m，n＝0,1,2，…(若兩式合寫成L＝(1.2n＋0.6)m，n＝1,2，…也可)56解析若微粒能垂直射到擋板上的某點P，P點在直線OO′下電、磁場在現(xiàn)代科技的應(yīng)用實例模型共兩類，分別為：1.圖①②③④是常見的帶電粒子在正交的勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場中運動的幾種模型，它們的共同特征是粒子在其中只受電場力和洛倫茲力作用，并且最終電場力和洛倫茲力平衡，即qE＝qvB?v＝

.高考題型4電、磁場在現(xiàn)代科技中的應(yīng)用實例電、磁場在現(xiàn)代科技的應(yīng)用實例模型共兩類，分別為：高考題型42.圖⑤⑥是常見的磁場與電場的組合模型，它們的共同特征是粒子在電場中做加速運動，在磁場中做勻速圓周運動.2.圖⑤⑥是常見的磁場與電場的組合模型，它們的共同特征是粒子例3

(2019·天津卷·4)筆記本電腦機(jī)身和顯示屏對應(yīng)部位分別有磁體和霍爾元件.當(dāng)顯示屏開啟時磁體遠(yuǎn)離霍爾元件，電腦正常工作；當(dāng)顯示屏閉合時磁體靠近霍爾元件，屏幕熄滅，電腦進(jìn)入休眠狀態(tài).如圖9如示，一塊寬為a、長為c的矩形半導(dǎo)體霍爾元件，元件內(nèi)的導(dǎo)電粒子是電荷量為e的自由電子，通入方向向右的電流時，電子的定向移動速度為v.當(dāng)顯示屏閉考題示例合時元件處于垂直于上表面、方向向下的勻強(qiáng)磁場中，于是元件的前、后表面間出現(xiàn)電壓U，以此控制屏幕的熄滅.則穩(wěn)定后元件的圖9例3(2019·天津卷·4)筆記本電腦機(jī)身和顯示屏對應(yīng)部位A.前表面的電勢比后表面的低B.前、后表面間的電壓U與v無關(guān)C.前、后表面間的電壓U與c成正比D.自由電子受到的洛倫茲力大小為√A.前表面的電勢比后表面的低√解析由題意可判定，電子定向移動的方向水平向左，則由左手定則可知，電子所受的洛倫茲力指向后表面，因此后表面積累的電子逐漸增多，前表面的電勢比后表面的電勢高，A錯誤；當(dāng)電子所受的電場力與洛倫茲力平衡時，電子不再發(fā)生偏轉(zhuǎn)，此時前、后表面間的電壓達(dá)到穩(wěn)定，對穩(wěn)定狀態(tài)下的電子有eE＝eBv，又E＝

，解得U＝Bav，顯然前、后表面間的電壓U與電子的定向移動速度v成正比，與元件的寬度a成正比，與長度c無關(guān)，B、C錯誤；自由電子穩(wěn)定時受到的洛倫茲力等于電場力，即F＝eE＝

，D正確.解析由題意可判定，電子定向當(dāng)電子所受的電場力與洛倫茲力平衡7.(2020·北京市門頭溝區(qū)3月測試)如圖10所示，虛線O1O2是速度選擇器的中線，其間勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B1，勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)為E(電場線沒有畫出).照相底片與虛線O1O2垂直，其右側(cè)偏轉(zhuǎn)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B2.現(xiàn)有一個離子沿著虛線O1O2向右做勻速直線運動，穿過照相底片的小孔后在偏轉(zhuǎn)磁場中做半徑為R的勻速圓周運動，最后垂直打在照相底片上(不計離子所受重力).(1)求該離子沿虛線運動的速度大小v；命題預(yù)測圖107.(2020·北京市門頭溝區(qū)3月測試)如圖10所示，虛線O解析由于離子沿虛線做勻速直線運動，故它受力平衡，即F電＝F洛，解析由于離子沿虛線做勻速直線運動，解析由于離子在偏轉(zhuǎn)磁場中做半徑為R的勻速圓周運動，F(xiàn)洛′＝F向，解析由于離子在偏轉(zhuǎn)磁場中做半徑為R的勻速圓周運動，F(xiàn)洛′＝(3)如果帶電荷量都為q的兩種同位素離子，沿著虛線O1O2射入速度選擇器，它們在照相底片的落點間距為d，求這兩種同位素離子的質(zhì)量差Δm.(3)如果帶電荷量都為q的兩種同位素離子，沿著虛線O1O2射解析設(shè)兩種離子的質(zhì)量分別為m1、m2，這兩種同位素離子的質(zhì)量差解析設(shè)兩種離子的質(zhì)量分別為m1、m2，這兩種同位素離子的質(zhì)1.(多選)(2020·河南名校聯(lián)盟3月調(diào)研)如圖1所示，豎直平行金屬板M、N間加有電壓U，N板的右側(cè)有正交的勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場，勻強(qiáng)電場方向豎直向下、電場強(qiáng)度大小為E，勻強(qiáng)磁場方向垂直紙面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)專題強(qiáng)化練保分基礎(chǔ)練12345度大小為B.在M板附近有一粒子源，釋放初速度為零的帶電粒子，這些粒子經(jīng)電場加速后進(jìn)入正交的電、磁場中，都恰能做勻速直線運動，不計粒子的重力和粒子間的相互作用，下列說法正確的是圖16781.(多選)(2020·河南名校聯(lián)盟3月調(diào)研)如圖1所示，豎A.粒子做勻速運動的速度大小為B.所有粒子的電荷量一定相同C.所有粒子的比荷一定相同D.將N板向左平移一些，粒子在電、磁場中仍能做

直線運動√√12345678A.粒子做勻速運動的速度大小為√√12345678解析粒子進(jìn)入正交的電、磁場中恰能做勻速直線運動，則粒子的比荷相同，選項B錯誤，C正確；將N板向左平移一些，兩板間電壓不變，則粒子進(jìn)入正交場的速度不變，則粒子在電、磁場中仍能做直線運動，選項D正確.12345678解析粒子進(jìn)入正交的電、磁場中恰能做勻速直線運動，則粒子的比2.(2020·全國卷Ⅱ·17)CT掃描是計算機(jī)X射線斷層掃描技術(shù)的簡稱，CT掃描機(jī)可用于對多種病情的探測.圖2(a)是某種CT機(jī)主要部分的剖面圖，其中X射線產(chǎn)生部分的示意圖如圖(b)所示.圖(b)中M、N之間有一電子束的加速電場，虛線框內(nèi)有勻強(qiáng)偏轉(zhuǎn)磁場；經(jīng)調(diào)節(jié)后電子束從靜止開始沿帶箭頭的實線所示的方向前進(jìn)，打到靶上，產(chǎn)生X射線(如圖中帶箭頭的虛線所示)；將電子束打到靶上的點記為P點，則圖2123456782.(2020·全國卷Ⅱ·17)CT掃描是計算機(jī)X射線斷層掃A.M處的電勢高于N處的電勢B.增大M、N之間的加速電壓可使P點左移C.偏轉(zhuǎn)磁場的方向垂直于紙面向外D.增大偏轉(zhuǎn)磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小可使P點左移√12345678A.M處的電勢高于N處的電勢√12345678解析電子在M、N間受向右的電場力，電場方向向左，故M處的電勢低于N處的電勢，故A錯誤；加速電壓增大，可使電子獲得更大的速度，根據(jù)r＝

可知，電子在磁場中做圓周運動的半徑變大，P點右移，故B錯誤；電子受到的洛倫茲力方向向下，根據(jù)左手定則，可判斷磁場方向垂直于紙面向里，故C錯誤；根據(jù)r＝

，B增大，可使電子在磁場中做圓周運動的半徑變小，P點左移，故D正確.12345678解析電子在M、N間受向右的電場力，電場方向向左，故M處的電3.(2020·浙江溫州市4月選考適應(yīng)性測試)如圖3所示，為一種改進(jìn)后的回旋加速器示意圖，在D形盒邊上的縫隙間放置一對中心開有小孔a、b的平行金屬板M、N.每當(dāng)帶正電的粒子從a孔進(jìn)入時，就立即在兩板間加上恒定電壓，經(jīng)加速后從b孔射出，再立即撤去電壓.而后進(jìn)入D形盒中的勻強(qiáng)磁場，做勻速圓周運動.縫隙間無磁場，不考慮相對論效應(yīng)，則下列說法正確的是A.D形盒中的磁場方向垂直紙面向外B.粒子運動的周期不斷變大C.粒子每運動一周直徑的增加量越來越小D.增大板間電壓，粒子最終獲得的最大動能變大圖3√123456783.(2020·浙江溫州市4月選考適應(yīng)性測試)如圖3所示，為解析根據(jù)左手定則，D形盒中的磁場方向垂直紙面向里，故A錯誤；粒子運動的周期不變，故B錯誤；粒子每運動一周直徑的增加量12345678解析根據(jù)左手定則，D形盒中的磁場方向垂直紙面向里，故A錯誤可得粒子每運動一周直徑的增加量越來越小，故C正確；當(dāng)半徑等于D形盒的半徑時，粒子動能最大，與板間電壓無關(guān)，故D錯誤.12345678可得粒子每運動一周直徑的增加量越來越小，故C正確；當(dāng)半徑等于4.(多選)如圖4所示，實線表示豎直平面內(nèi)的電場線，電場線與水平方向成α角，水平方向的勻強(qiáng)磁場與電場正交，有一帶電液滴沿虛線L斜向上做直線運動，L與水平方向成β角，且α＞β，則下列說法中正確的是A.液滴一定做勻速直線運動B.液滴一定帶負(fù)電C.電場線方向一定斜向上D.液滴有可能做勻變速直線運動圖4√√123456784.(多選)如圖4所示，實線表示豎直平面內(nèi)的電場線，電場線與解析帶電液滴受豎直向下的重力G、沿電場線方向的電場力F、垂直于速度方向的洛倫茲力F洛，若合力不為零，則洛倫茲力變化，不能沿直線運動，因此這三個力的合力一定為零，帶電液滴做勻速直線運動，不可能做勻變速直線運動，故A正確，D錯誤；當(dāng)帶電液滴帶正電，且電場線方向斜向上時，帶電液滴受豎直向下的重力G、沿電場線向上的電場力F、垂直于速度方向斜向左上方的洛倫茲力作用，這三個力的合力可能為零，帶電液滴沿虛線L做勻速直線運動，如果帶電液滴帶負(fù)電、電場線方向斜向上或斜向下時，帶電液滴所受合力均不為零，不可能沿直線運動，故B錯誤，C正確.12345678解析帶電液滴受豎直向下的重力G、沿電場線方向的電場力F、垂5.(2020·湖南長郡中學(xué)高三檢測)如圖5所示，在豎直平面內(nèi)建立直角坐標(biāo)系xOy，其第一象限存在著正交的勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場，電場強(qiáng)度的方向水平向右，磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直紙面向里.一帶電荷量為＋q、質(zhì)量為m的微粒從原點出發(fā)沿與x軸正方向的夾角為45°的初速度進(jìn)入復(fù)合場中，爭分提能練正好做直線運動，當(dāng)微粒運動到A(l，l)時，電場方向突然變?yōu)樨Q直向上(不計電場變化的時間)，微粒繼續(xù)運動一段時間后，正好垂直于y軸穿出復(fù)合場.不計一切阻力，求：(1)電場強(qiáng)度E的大??；圖5123456785.(2020·湖南長郡中學(xué)高三檢測)如圖5所示，在豎直平面解析微粒在到達(dá)A(l，l)之前做勻速直線運動，受力分析如圖甲，根據(jù)平衡條件，有：qE＝mg，12345678解析微粒在到達(dá)A(l，l)之前做勻速直線運動，受力分析如圖(2)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大??；12345678(2)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大??；12345678電場方向變化后，微粒所受重力與電場力平衡，微粒在洛倫茲力作用下做勻速圓周運動，軌跡如圖乙，12345678電場方向變化后，微粒所受重力與電場力平衡，12345678(3)微粒在復(fù)合場中的運動時間.12345678(3)微粒在復(fù)合場中的運動時間.1234567812345678123456786.如圖6所示，y軸右側(cè)區(qū)域存在勻強(qiáng)磁場，第一象限內(nèi)磁場垂直紙面向外，第四象限內(nèi)磁場垂直紙面向里，且第四象限磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度是第一象限的2倍；y軸左側(cè)區(qū)域存在沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場.第一象限內(nèi)距離y軸L處，垂直x軸放置感應(yīng)屏.電荷量為q、質(zhì)量為m的粒子，從A(－L，

L)點以初速度v0沿x軸正方向射出，從O點進(jìn)入磁場，一段時間后粒子垂直擊中感應(yīng)屏，粒子重力不計，求：(1)勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度大?。淮鸢敢娊馕鰣D6123456786.如圖6所示，y軸右側(cè)區(qū)域存在勻強(qiáng)磁場，第一象限內(nèi)磁場垂直解析粒子在電場中做類平拋運動x方向：L＝v0tqE＝ma12345678解析粒子在電場中做類平拋運動qE＝ma12345678(2)第一象限磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度的最小值；答案

見解析12345678(2)第一象限磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度的最小值；12345678解析設(shè)粒子到達(dá)O點時速度大小為v，方向與x軸正方向夾角為θvy＝at粒子由第四象限進(jìn)入第一象限時速度大小為v，方向與x軸正方向夾角也為θ12345678解析設(shè)粒子到達(dá)O點時速度大小為v，方向與x軸正方向夾角為θ可知：B越小R越大，設(shè)粒子在第四象限內(nèi)做圓周運動半徑為R1，在第一象限內(nèi)做圓周運動半徑為R2，則R2＝2R1粒子垂直擊中感應(yīng)屏應(yīng)滿足2R1sinθ＋R2sinθ＝L12345678可知：B越小R越大，設(shè)粒子在第四象限內(nèi)做圓周運動半徑為R1，(3)粒子擊中感應(yīng)屏?xí)r縱坐標(biāo)的可能值.答案

見解析12345678(3)粒子擊中感應(yīng)屏?xí)r縱坐標(biāo)的可能值.12345678解析粒子多次經(jīng)過x軸最終垂直擊中感應(yīng)屏應(yīng)滿足(3n＋2)R2sinθ＝L(n＝0,1,2，…)則粒子擊中感應(yīng)屏?xí)r縱坐標(biāo)y＝R2(1－cosθ)12345678解析粒子多次經(jīng)過x軸最終垂直擊中感應(yīng)屏應(yīng)滿足(3n＋2)R7.(2020·福建福清市線上檢測)如圖7所示，在直角坐標(biāo)系xOy中，第Ⅰ象限存在沿y軸正方向、電場強(qiáng)度為E的勻強(qiáng)電場，第Ⅳ象限存在一個方向垂直于紙面、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的圓形勻強(qiáng)磁場區(qū)域.一質(zhì)量為m，帶電荷量為－q的粒子，以某一速度從A點垂直于y軸射入第Ⅰ象限，A點坐標(biāo)為(0，h)，粒子飛出電場區(qū)域后，沿與x軸正方向夾角為60°的方向從B處進(jìn)入第Ⅳ象限，經(jīng)圓形磁場后，垂直射向y軸C處.不計粒子重力，求：(1)從A點射入的速度v0；圖7123456787.(2020·福建福清市線上檢測)如圖7所示，在直角坐標(biāo)系1234567812345678(2)圓形磁場區(qū)域的最小面積；12345678(2)圓形磁場區(qū)域的最小面積；12345678由于粒子從B點射入，經(jīng)磁場偏轉(zhuǎn)后垂直射向C處，根據(jù)左手定則可知，圓形磁場的磁場方向垂直于紙面向里.如圖所示，延長B處速度方向與反向延長C處速度方向相交于D點，12345678由于粒子從B點射入，經(jīng)磁場偏轉(zhuǎn)后垂直射向C處，1234567作∠BDC的角平分線，在角平分線上找出點O′，使它到BD、CD的距離為O′N＝O′M＝R則以MN為直徑的圓的磁場區(qū)域面積最小，12345678作∠BDC的角平分線，在角平分線上找出點O′，1234567(3)證明粒子在最小圓形磁場中運動時間最長，并求出最長時間.12345678(3)證明粒子在最小圓形磁場中運動時間最長，并求出最長時間.解析粒子在圓形磁場中運動的軌跡圓與圓形磁場關(guān)系如圖所示，由第(2)問作圖過程可知，MN是圓形磁場的直徑，也是粒子的射入點與射出點的連線，其所對應(yīng)的弧長最長，故粒子在磁場中運動的時間最長.12345678解析粒子在圓形磁場中運動的軌跡圓與圓形磁場關(guān)系如圖所示，18.如圖8甲所示，豎直線MN左側(cè)存在水平向右的勻強(qiáng)電場，MN右側(cè)存在垂直紙面的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時間t變化規(guī)律如圖乙所示，O點下方豎直距離d＝23.5cm處有一垂直于MN的足夠大的擋板.現(xiàn)將一重力不計、比荷

＝106C/kg的正電荷從O點由靜止釋放，經(jīng)過Δt＝

×10－5s后，電荷以v0＝1.5×104m/s的速度通過MN進(jìn)入磁場.規(guī)定磁場方向垂直紙面向外為正，t＝0時刻電荷第一次通過MN.求：(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)(1)勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度E的大?。粓D8答案7.2×103N/C123456788.如圖8甲所示，豎直線MN左側(cè)存在水平向右的勻強(qiáng)電場，MN解析電荷在電場中做勻加速直線運動，有v0＝aΔt由牛頓第二定律得：Eq＝ma12345678解析電荷在電場中做勻加速直線運動，有v0＝aΔt12345(2)t＝

×10－5s時刻電荷與O點的豎直距離Δd；答案4.0cm12345678(2)t＝×10－5s時刻電荷與O點的豎直距離Δd；故電荷從t＝0時刻開始做周期性運動，其運動軌跡如圖甲所示，12345678故電荷從t＝0時刻開始做周期性運動，其運動軌跡如圖甲所示，1(3)電荷從O點出發(fā)運動到擋板所需時間t.答案1.1×10－4s12345678(3)電荷從O點出發(fā)運動到擋板所需時間t.答案1.1×10根據(jù)電荷的運動情況可知，電荷到達(dá)擋板前運動的完整周期數(shù)為4個，此時電荷沿MN運動的距離s＝4Δd＝16cm，則最后Δs＝7.5cm的距離如圖乙所示，有r1＋r1cosα＝Δs解得cosα＝0.5，則α＝60°12345678根據(jù)電荷的運動情況可知，電荷到達(dá)擋板前運動的完整周期數(shù)為4個本課結(jié)束本課結(jié)束題型專練三帶電粒子在復(fù)合場中的運動專題三電場與磁場題型專練三帶電粒子在復(fù)合場中的運動專題三電場與磁場高考物理二輪專題復(fù)習(xí)課件：專題三題型專練三帶電粒子在復(fù)合場中的運動內(nèi)容索引NEIRONGSUOYIN高考題型1帶電粒子在組合場中的運動高考題型2帶電粒子在疊加場中的運動高考題型3帶電粒子在交變場中的運動高考題型4電、磁場在現(xiàn)代科技中的應(yīng)

用實例專題強(qiáng)化練內(nèi)容索引NEIRONGSUOYIN高考題型1帶電粒子在組合1.正確區(qū)分“電偏轉(zhuǎn)”和“磁偏轉(zhuǎn)”帶電粒子的“電偏轉(zhuǎn)”和“磁偏轉(zhuǎn)”的比較高考題型1帶電粒子在組合場中的運動

垂直進(jìn)入磁場(磁偏轉(zhuǎn))垂直進(jìn)入電場(電偏轉(zhuǎn))情景圖

1.正確區(qū)分“電偏轉(zhuǎn)”和“磁偏轉(zhuǎn)”高考題型1帶電粒子在組合2.解題步驟(1)受力分析，關(guān)注幾場組合；(2)運動分析，構(gòu)建模型；(3)分析過程，選用規(guī)律.受力FB＝qv0B，F(xiàn)B大小不變，方向總指向圓心，方向變化，F(xiàn)B為變力FE＝qE，F(xiàn)E大小、方向不變，為恒力運動規(guī)律勻速圓周運動類平拋運動2021屆高考物理二輪專題復(fù)習(xí)課件：專題三題型專練三帶電粒子在復(fù)合場中的運動2021屆高考物理二輪專題復(fù)習(xí)課件：專題三題型專練三帶電粒子在復(fù)合場中的運動2.解題步驟受力FB＝qv0B，F(xiàn)B大小不變，方向總指向圓心考題示例圖12021屆高考物理二輪專題復(fù)習(xí)課件：專題三題型專練三帶電粒子在復(fù)合場中的運動2021屆高考物理二輪專題復(fù)習(xí)課件：專題三題型專練三帶電粒子在復(fù)合場中的運動考題示例圖12021屆高考物理二輪專題復(fù)習(xí)課件：專題三題在磁場中做圓周運動，運動軌跡如圖所示.初速度大小為v1，它在電場中的運動時間為t1，第一次進(jìn)入磁場的位置到原點O的距離為s1，由運動學(xué)公式有s1＝v1t1 ①2021屆高考物理二輪專題復(fù)習(xí)課件：專題三題型專練三帶電粒子在復(fù)合場中的運動2021屆高考物理二輪專題復(fù)習(xí)課件：專題三題型專練三帶電粒子在復(fù)合場中的運動在磁場中做圓周運動，運動軌跡如圖所示.初速度大小為v1，它在a1t1＝v1tanθ1 ③聯(lián)立以上各式得2021屆高考物理二輪專題復(fù)習(xí)課件：專題三題型專練三帶電粒子在復(fù)合場中的運動2021屆高考物理二輪專題復(fù)習(xí)課件：專題三題型專練三帶電粒子在復(fù)合場中的運動a1t1＝v1tanθ1 ③2021屆高考物理二輪(2)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大?。?021屆高考物理二輪專題復(fù)習(xí)課件：專題三題型專練三帶電粒子在復(fù)合場中的運動2021屆高考物理二輪專題復(fù)習(xí)課件：專題三題型專練三帶電粒子在復(fù)合場中的運動(2)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大?。?021屆高考物理二輪專題復(fù)習(xí)課qE＝ma1 ⑤由洛倫茲力公式和牛頓第二定律有2021屆高考物理二輪專題復(fù)習(xí)課件：專題三題型專練三帶電粒子在復(fù)合場中的運動2021屆高考物理二輪專題復(fù)習(xí)課件：專題三題型專練三帶電粒子在復(fù)合場中的運動qE＝ma1 ⑤由洛倫茲力公式和牛頓第二定律有2由幾何關(guān)系得s1＝2R1sinθ1 ⑧聯(lián)立以上各式得2021屆高考物理二輪專題復(fù)習(xí)課件：專題三題型專練三帶電粒子在復(fù)合場中的運動2021屆高考物理二輪專題復(fù)習(xí)課件：專題三題型專練三帶電粒子在復(fù)合場中的運動由幾何關(guān)系得2021屆高考物理二輪專題復(fù)習(xí)課件：專題三題2021屆高考物理二輪專題復(fù)習(xí)課件：專題三題型專練三帶電粒子在復(fù)合場中的運動2021屆高考物理二輪專題復(fù)習(xí)課件：專題三題型專練三帶電粒子在復(fù)合場中的運動2021屆高考物理二輪專題復(fù)習(xí)課件：專題三題型專練三帶在電場中的加速度大小為a2，由題給條件得由牛頓第二定律有qE＝2ma2 ?速度的方向與x軸正方向夾角為θ2，入射點到原點的距離為s2，在電場中運動的時間為t2.由運動學(xué)公式有s2＝v2t2 ?2021屆高考物理二輪專題復(fù)習(xí)課件：專題三題型專練三帶電粒子在復(fù)合場中的運動2021屆高考物理二輪專題復(fù)習(xí)課件：專題三題型專練三帶電粒子在復(fù)合場中的運動在電場中的加速度大小為a2，由題給條件得由牛頓第二定律有速度由⑦?式及粒子在勻強(qiáng)磁場中做圓周運動的半徑公式得2021屆高考物理二輪專題復(fù)習(xí)課件：專題三題型專練三帶電粒子在復(fù)合場中的運動2021屆高考物理二輪專題復(fù)習(xí)課件：專題三題型專練三帶電粒子在復(fù)合場中的運動由⑦?式及粒子在勻強(qiáng)磁場中做圓周運動的半徑公式得2021屆高所以出射點在原點左側(cè).由幾何關(guān)系有s2′＝2R2sinθ2 ?聯(lián)立④⑧???式得，2021屆高考物理二輪專題復(fù)習(xí)課件：專題三題型專練三帶電粒子在復(fù)合場中的運動2021屆高考物理二輪專題復(fù)習(xí)課件：專題三題型專練三帶電粒子在復(fù)合場中的運動所以出射點在原點左側(cè).由幾何關(guān)系有s2′＝2R2sinθ2例2

(2020·山東卷·17)某型號質(zhì)譜儀的工作原理如圖2甲所示.M、N為豎直放置的兩金屬板，兩板間電壓為U,Q板為記錄板，分界面P將N、Q間區(qū)域分為寬度均為d的Ⅰ、Ⅱ兩部分，M、N、P、Q所在平面相互平行，a、b為M、N上兩正對的小孔.以a、b所在直線為z軸，

向右為正方向，取z軸與Q板的交點O為坐標(biāo)原點，以平行于Q板水平向里為x軸正方向，豎直向上為y軸正方向，建立空間直角坐標(biāo)系Oxyz.區(qū)域Ⅰ、Ⅱ內(nèi)分別充滿沿x軸正方向的勻強(qiáng)磁場和勻強(qiáng)電場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小、電場強(qiáng)度大小分別為B和E.一質(zhì)量為m，電荷量為＋q的粒子，從a孔飄入電場(初速度視為零)，經(jīng)b孔進(jìn)入磁場，過P面上的c點(圖中未畫出)進(jìn)入電場，最終打到記錄板Q上.不計粒子重力.(1)求粒子在磁場中做圓周運動的半徑R以及c點到z軸的距離L；圖2答案見解析2021屆高考物理二輪專題復(fù)習(xí)課件：專題三題型專練三帶電粒子在復(fù)合場中的運動2021屆高考物理二輪專題復(fù)習(xí)課件：專題三題型專練三帶電粒子在復(fù)合場中的運動例2(2020·山東卷·17)某型號質(zhì)譜儀的工作原理如圖2解析設(shè)粒子經(jīng)加速電場到b孔的速度大小為v，粒子在區(qū)域Ⅰ中，做勻速圓周運動對應(yīng)圓心角為α，在M、N兩金屬板間，由動能定理得在區(qū)域Ⅰ中，粒子做勻速圓周運動，洛倫茲力提供向心力，由牛頓第二定律得2021屆高考物理二輪專題復(fù)習(xí)課件：專題三題型專練三帶電粒子在復(fù)合場中的運動2021屆高考物理二輪專題復(fù)習(xí)課件：專題三題型專練三帶電粒子在復(fù)合場中的運動解析設(shè)粒子經(jīng)加速電場到b孔的速度大小為v，粒子在區(qū)域Ⅰ中，聯(lián)立①②式得由幾何關(guān)系得d2＋(R－L)2＝R2 ④聯(lián)立①②④式得2021屆高考物理二輪專題復(fù)習(xí)課件：專題三題型專練三帶電粒子在復(fù)合場中的運動2021屆高考物理二輪專題復(fù)習(xí)課件：專題三題型專練三帶電粒子在復(fù)合場中的運動聯(lián)立①②式得由幾何關(guān)系得聯(lián)立①②④式得2021屆高考物理二輪(2)求粒子打到記錄板上位置的x坐標(biāo)；答案見解析2021屆高考物理二輪專題復(fù)習(xí)課件：專題三題型專練三帶電粒子在復(fù)合場中的運動2021屆高考物理二輪專題復(fù)習(xí)課件：專題三題型專練三帶電粒子在復(fù)合場中的運動(2)求粒子打到記錄板上位置的x坐標(biāo)；答案見解析2021屆解析設(shè)區(qū)域Ⅱ中粒子沿z軸方向的分速度為vz，沿x軸正方向加速度大小為a，位移大小為x，運動時間為t，由牛頓第二定律得qE＝ma ⑧粒子在z軸方向做勻速直線運動，由運動合成與分解的規(guī)律得vz＝vcosα ⑨d＝vzt ⑩粒子在x方向做初速度為零的勻加速直線運動，由運動學(xué)公式得2021屆高考物理二輪專題復(fù)習(xí)課件：專題三題型專練三帶電粒子在復(fù)合場中的運動2021屆高考物理二輪專題復(fù)習(xí)課件：專題三題型專練三帶電粒子在復(fù)合場中的運動解析設(shè)區(qū)域Ⅱ中粒子沿z軸方向的分速度為vz，2021屆高考(3)求粒子打到記錄板上位置的y坐標(biāo)(用R、d表示)；答案見解析2021屆高考物理二輪專題復(fù)習(xí)課件：專題三題型專練三帶電粒子在復(fù)合場中的運動2021屆高考物理二輪專題復(fù)習(xí)課件：專題三題型專練三帶電粒子在復(fù)合場中的運動(3)求粒子打到記錄板上位置的y坐標(biāo)(用R、d表示)；答案解析設(shè)粒子沿y方向偏離z軸的距離為y，其中在區(qū)域Ⅱ中沿y方向偏離的距離為y′，粒子在y軸方向做勻速直線運動，由運動學(xué)公式得y′＝vtsinα ?由題意得y＝L＋y′ ?聯(lián)立①④⑥⑨⑩??式2021屆高考物理二輪專題復(fù)習(xí)課件：專題三題型專練三帶電粒子在復(fù)合場中的運動2021屆高考物理二輪專題復(fù)習(xí)課件：專題三題型專練三帶電粒子在復(fù)合場中的運動解析設(shè)粒子沿y方向偏離z軸的距離為y，2021屆高考物理二答案見解析2021屆高考物理二輪專題復(fù)習(xí)課件：專題三題型專練三帶電粒子在復(fù)合場中的運動2021屆高考物理二輪專題復(fù)習(xí)課件：專題三題型專練三帶電粒子在復(fù)合場中的運動答案見解析2021屆高考物理二輪專題復(fù)習(xí)課件：專題三題解析質(zhì)子的比荷大于氦核的，氦核的比荷大于氚核的，2021屆高考物理二輪專題復(fù)習(xí)課件：專題三題型專練三帶電粒子在復(fù)合場中的運動2021屆高考物理二輪專題復(fù)習(xí)課件：專題三題型專練三帶電粒子在復(fù)合場中的運動解析質(zhì)子的比荷大于氦核的，氦核的比荷大于氚核的，2021屆命題預(yù)測121.(多選)(2020·山東棗莊三中、高密一中、萊西一中三校聯(lián)考)如圖3所示，在x軸上方第一象限內(nèi)存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，x軸下方存在沿y軸正方向的勻強(qiáng)電場.a、b兩個重力不計的帶電粒子分別從電場中的同一點P由靜止釋放后，經(jīng)電場加速后從M點射入磁場并在磁場中發(fā)生偏轉(zhuǎn).最后從y軸離開磁場時，速度大小分別為v1和v2，v1的方向與y軸垂直，v2的方向與y軸正方向成60°角.a、b兩粒子在磁場中運動的時間分別記為t1和t2,則以下比值正確的是A.v1∶v2＝2∶1 B.v1∶v2＝1∶2C.t1∶t2＝3∶2 D.t1∶t2＝3∶8圖3√√2021屆高考物理二輪專題復(fù)習(xí)課件：專題三題型專練三帶電粒子在復(fù)合場中的運動2021屆高考物理二輪專題復(fù)習(xí)課件：專題三題型專練三帶電粒子在復(fù)合場中的運動命題預(yù)測121.(多選)(2020·山東棗莊三中、高密一中、12解析粒子在電場中加速，設(shè)加速的位移為x，粒子在磁場中運動時，其軌跡如圖，a粒子的圓心為O，b粒子的圓心為O′，根據(jù)幾何知識可知R2·sin30°＋R1＝R2則有R1∶R2＝1∶22021屆高考物理二輪專題復(fù)習(xí)課件：專題三題型專練三帶電粒子在復(fù)合場中的運動2021屆高考物理二輪專題復(fù)習(xí)課件：專題三題型專練三帶電粒子在復(fù)合場中的運動12解析粒子在電場中加速，設(shè)加速的位移為x，粒子在磁場中運12可得v1∶v2＝2∶1故A正確，B錯誤；12可得v1∶v2＝2∶112所以兩粒子在磁場中運動的時間之比為故C錯誤，D正確.12所以兩粒子在磁場中運動的時間之比為故C錯誤，D正確.2.(2020·廣西桂林市調(diào)研)如圖4所示，直線MN上方有平行于紙面且與MN成45°角的有界勻強(qiáng)電場，電場強(qiáng)度大小未知；MN下方為方向垂直于紙面向里的有界勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B.現(xiàn)從MN上的O點向磁場中射入一個速度大小為v、方向與MN成45°角的帶正電粒子，該粒子在磁場中運動時的軌道半徑為R.該粒子從O點出發(fā)記為第一次經(jīng)過直線MN，第五次經(jīng)過直線MN時恰好又通過O點.不計粒子的重力.圖412(1)畫出粒子在磁場和電場中運動軌跡的草圖并求出粒子的比荷大小；2.(2020·廣西桂林市調(diào)研)如圖4所示，直線MN上方有平解析粒子的運動軌跡如圖所示，12解析粒子的運動軌跡如圖所示，12(2)求出電場強(qiáng)度E的大小和粒子第五次經(jīng)過直線MN上O點時的速度大小；12(2)求出電場強(qiáng)度E的大小和粒子第五次經(jīng)過直線MN上O點時的12粒子從c到O做類平拋運動，且在垂直、平行電場方向上的位移相等，即s⊥＝s∥＝Ocsin45°＝2R聯(lián)立解得E＝vB12粒子從c到O做類平拋運動，且在垂直、平行電場方向上的位移12v1＝v粒子第五次過MN進(jìn)入磁場后的速度大小12v1＝v(3)求該粒子從O點出發(fā)到再次回到O點所需的時間t.12(3)求該粒子從O點出發(fā)到再次回到O點所需的時間t.1212粒子做直線運動的時間為聯(lián)立得粒子從出發(fā)到再次到達(dá)O點所需時間12粒子做直線運動的時間為聯(lián)立得粒子從出發(fā)到再次到達(dá)O點所需1.三種典型情況(1)若只有兩個場，合力為零，則表現(xiàn)為勻速直線運動或靜止?fàn)顟B(tài).例如電場與磁場疊加滿足qE＝qvB時、重力場與磁場疊加滿足mg＝qvB時、重力場與電場疊加滿足mg＝qE時.(2)若三場共存，合力為零時，粒子做勻速直線運動，其中洛倫茲力F＝qvB的方向與速度v垂直.(3)若三場共存，粒子做勻速圓周運動時，則有mg＝qE，粒子在洛倫茲力作用下做勻速圓周運動，即qvB＝高考題型2帶電粒子在疊加場中的運動1.三種典型情況高考題型2帶電粒子在疊加場中的運動2.當(dāng)帶電粒子做復(fù)雜的曲線運動或有約束的變速直線運動時，一般用動能定理或能量守恒定律求解.2.當(dāng)帶電粒子做復(fù)雜的曲線運動或有約束的變速直線運動時，一般命題預(yù)測3.如圖5所示，位于豎直平面內(nèi)的坐標(biāo)系xOy，在其第三象限空間有沿水平方向的、垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B＝0.5T，還有沿x軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場，場強(qiáng)大小為E＝2N/C.在其第一象限空間有沿y軸負(fù)方向、場強(qiáng)大小也為E的勻強(qiáng)電場，并在y>h＝0.4m的區(qū)域有磁感應(yīng)強(qiáng)度大小也為B的垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場.一個帶電荷量為q的油滴從圖中第三象限的P點得到一初速度，恰好能沿PO做勻速直線運動(PO與x軸負(fù)方向的夾角為θ＝45°)，并從原點O進(jìn)入第一象限.已知重力加速度g取10m/s2.求：34圖5命題預(yù)測3.如圖5所示，位于豎直平面內(nèi)的坐標(biāo)系xOy，在其第(1)油滴在第三象限運動時受到的重力、電場力、洛倫茲力三力的大小之比，并指出油滴帶何種電荷；34(1)油滴在第三象限運動時受到的重力、電場力、洛倫茲力三力的34解析分析油滴受力可知，要使油滴做勻速直線運動，油滴應(yīng)帶負(fù)電荷.受力如圖所示.由平衡條件和幾何關(guān)系得mg∶qE∶f＝1∶1∶.34解析分析油滴受力可知，要使油滴做勻速直線運動，油滴應(yīng)帶(2)油滴在P點得到的初速度大小；34解析對油滴在垂直PO方向上由平衡條件得qvB＝2Eqsin45°，(2)油滴在P點得到的初速度大??；34解析對油滴在垂直PO(3)油滴在第一象限運動的時間以及油滴離開第一象限處的坐標(biāo)值.34答案0.828s

(4.0m,0)(3)油滴在第一象限運動的時間以及油滴離開第一象限處的坐標(biāo)值34解析由(1)可知，油滴在第一象限內(nèi)受到的重力等于電場力，故油滴在電場與重力場的復(fù)合場中做勻速直線運動，在電場、磁場、重力場三者的復(fù)合場中做勻速圓周運動，軌跡如圖所示.34解析由(1)可知，油滴在第一象限內(nèi)受到的重力等于電場力34從C到N，粒子做勻速直線運動，由對稱性知，運動時間t3＝t1＝0.1s，則油滴在第一象限內(nèi)總的運動時間為t＝t1＋t2＋t3＝0.828s.設(shè)OA、AC、CN段在x軸上的投影長度分別為x1、x2、x3，34從C到N，粒子做勻速直線運動，由對稱性知，運動時間t3＝34所以油滴在第一象限內(nèi)沿x軸方向運動的總位移為x＝x1＋x2＋x3＝4m，油滴離開第一象限時的位置坐標(biāo)為(4.0m,0).34所以油滴在第一象限內(nèi)沿x軸方向運動的總位移為x＝x1＋x4.(2020·湖南長沙市雅禮書院中學(xué)高三檢測)如圖6所示，空間中存在著水平向右的勻強(qiáng)電場，電場強(qiáng)度大小E＝5N/C，同時存在著水平方向的勻強(qiáng)磁場，其方向與電場方向垂直，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B＝0.5T.有一帶正電的小球，質(zhì)量m＝1×10－6kg，電荷量q＝2×10－6C，正以速度v在圖示的豎直面內(nèi)做勻速直線運動，當(dāng)經(jīng)過P點時撤掉磁場(不考慮磁場消失引起的電磁感應(yīng)現(xiàn)象)，取g＝10m/s2，求：(1)小球做勻速直線運動的速度v的大小和方向；答案20m/s與電場方向夾角為60°34圖64.(2020·湖南長沙市雅禮書院中學(xué)高三檢測)如圖6所示，解析小球做勻速直線運動時，受力如圖，其所受的三個力在同一平面內(nèi)，合力為零，34代入數(shù)據(jù)解得v＝20m/s解得θ＝60°.解析小球做勻速直線運動時，受力如圖，其所受的三個力在同一平(2)從撤掉磁場到小球再次穿過P點所在的這條電場線經(jīng)歷的時間t.34(2)從撤掉磁場到小球再次穿過P點所在的這條電場線經(jīng)歷的時間解析撤去磁場后，由于電場力垂直于豎直方向，它對豎直方向的分運動沒有影響，以P點為坐標(biāo)原點，豎直向上為正方向，小球在豎直方向上做勻減速直線運動，其初速度為vy＝vsinθ，若使小球再次穿過P點所在的電場線，僅需小球的豎直方向的分位移為零，34解析撤去磁場后，由于電場力垂直于豎直方向，它對豎直方向的分1.變化的電場或磁場如果具有周期性，粒子的運動也往往具有周期性.這種情況下要仔細(xì)分析帶電粒子的受力情況和運動過程，弄清楚帶電粒子在變化的電場、磁場中各處于什么狀態(tài)，做什么運動，畫出一個周期內(nèi)的運動軌跡的草圖.高考題型3帶電粒子在交變場中的運動2.解題思路1.變化的電場或磁場如果具有周期性，粒子的運動也往往具有周期5.如圖7所示，在xOy平面內(nèi)存在大小隨時間周期性變化的勻強(qiáng)磁場和勻強(qiáng)電場，變化規(guī)律分別如圖乙、丙所示(規(guī)定垂直紙面向里為磁感應(yīng)強(qiáng)度的正方向，沿y軸負(fù)方向為電場強(qiáng)度的正方向).在t＝0時刻由原點O發(fā)射一個初速度大小為v0、方向沿y軸正方向的帶正電粒子，粒子的比荷

，B0、E0、t0均為已知量，不計粒子受到的重力.(1)求在0～t0內(nèi)粒子運動軌跡的半徑；命題預(yù)測56圖75.如圖7所示，在xOy平面內(nèi)存在大小隨時間周期性變化的勻強(qiáng)5656(2)求t＝2t0時，粒子的位置坐標(biāo)；56(2)求t＝2t0時，粒子的位置坐標(biāo)；5656解析若粒子在磁場中做完整的圓周運動，解得T＝2t0在0～t0時間內(nèi)，粒子在磁場中轉(zhuǎn)動半周，在t0～2t0時間內(nèi)，粒子在電場中沿y軸負(fù)方向做勻加速直線運動56解析若粒子在磁場中做完整的圓周運動，解得T＝2t0在t5656(3)若粒子在t＝25t0時首次回到坐標(biāo)原點，求電場強(qiáng)度E0與磁感應(yīng)強(qiáng)度B0的大小關(guān)系