2023高考物理二輪總復(fù)習(xí) 專題微課3-3 帶電粒子在組合場中的運動

防誤點：學(xué)生分析帶電離子在該組合場中的運動時，只考慮了穿越一次分界線的情況，而忽略了多次穿越分界線的可能性，從而造成解題失誤。答案：BC

因“不能畫出帶電粒子的運動軌跡”而導(dǎo)致高耗低效2．如圖所示，L1和L2為平行線，L1上方和L2下方都是垂直紙面向里

的磁感應(yīng)強度相同的勻強磁場，A、B兩點都在L2線上，帶電粒

子從A點以初速度v與L2線成θ＝30°角斜向上射出，經(jīng)過偏轉(zhuǎn)后

正好過B點，經(jīng)過B點時速度方向也斜向上，不計粒子重力，下

列說法中不正確的是

(

)A．帶電粒子一定帶正電B．帶電粒子經(jīng)過B點時的速度一定跟在A點的速度相同C．若將帶電粒子在A點時的初速度變大(方向不變)它仍能經(jīng)過B點D．若將帶電粒子在A點時的初速度方向改為與L2線成60°角斜向上，它就不再經(jīng)過B點防誤點：學(xué)生不能正確地畫出帶電粒子在兩個磁場中的運動軌跡，無法找出運動軌跡中的幾何關(guān)系，從而不能正確解題。答案：A

因“不能迅速找到臨界條件”而忍痛放棄3．(2021·全國甲卷)如圖，長度均為l的兩塊擋板豎直相對放置，間

距也為l，兩擋板上邊緣P和M處于同一水平線上，在該水平線

的上方區(qū)域有方向豎直向下的勻強電場，電場強度大小為E；

兩擋板間有垂直紙面向外、磁感應(yīng)強度大小可調(diào)節(jié)的勻強磁場。一質(zhì)量為m，電荷量為q(q>0)的粒子自電場中某處以大小為v0的速度水平向右發(fā)射，恰好從P點處射入磁場，從兩擋板下邊緣Q和N之間射出磁場，運動過程中粒子未與擋板碰撞。已知粒子射入磁場時的速度方向與PQ的夾角為60°，不計重力。(1)求粒子發(fā)射位置到P點的距離；(2)求磁感應(yīng)強度大小的取值范圍；(3)若粒子正好從QN的中點射出磁場，求粒子在磁場中的軌跡與擋板MN的最近距離。防誤點：學(xué)生因不能快速地找出帶電粒子在磁場中運動的兩個臨界條件(分別從Q、N點射出)，導(dǎo)致不能繼續(xù)解題。加強點(一)帶電粒子在組合場中的運動[科學(xué)思維]1．“磁偏轉(zhuǎn)”和“電偏轉(zhuǎn)”的比較

垂直進入磁場(磁偏轉(zhuǎn))垂直進入電場(電偏轉(zhuǎn))情景圖續(xù)表2．基本解題思路(1)若平行板電容器的電場強度E＝2×103N/C，求粒子離開電容器時的豎直位移y1。(2)若改變電場強度E的大小使粒子恰好能垂直擋板HI從擋板正中央的小孔S穿入“V”形槽，求帶電粒子出發(fā)的位置y0。(3)若在(2)的條件下，粒子經(jīng)磁場偏轉(zhuǎn)后垂直打到IJ擋板上，求圓心OB到I的距離l。[解題指導(dǎo)](1)帶電粒子在平行板電容器間做類平拋運動。(2)粒子恰好垂直穿過擋板HI，可知粒子離開電場時的速度的偏向角為30°，應(yīng)由幾何關(guān)系計算粒子出發(fā)的位置y0。(3)粒子在圓形磁場中運動時，應(yīng)考慮其軌跡圓圓心與OB在公共弦的同側(cè)和異側(cè)兩種可能。[答案]

(1)0.6m

(2)0.2m

(3)0.8m或1.1m[素養(yǎng)訓(xùn)練]1．(2022·湖北高考)(多選)如圖所示，一帶電粒子以初速度v0沿x軸

正方向從坐標原點O射入，并經(jīng)過點P(a>0，b>0)。若上述過程

僅由方向平行于y軸的勻強電場實現(xiàn)，粒子從O到P運動的時間

為t1，到達P點的動能為Ek1。若上述過程僅由方向垂直于紙面的勻強磁場實現(xiàn)，粒子從O到P運動的時間為t2，到達P點的動能為Ek2。下列關(guān)系式正確的是(

)A．t1<t2

B．t1>t2C．Ek1<Ek2 D．Ek1>Ek2答案：AD

2．(2022·浙江溫州聯(lián)考)如圖所示，空間有一xOy直角坐標系，其第一

象限存在沿y軸正方向的電場強度大小為E＝104N/C的勻強電場，

第四象限內(nèi)存在垂直于紙面向里的勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小為

B＝0.5T。有一帶負電粒子從y軸上的P點(yP＝0.1m)以某一初速度v0＝2×104m/s平行于x軸正方向射出，已知帶電粒子的質(zhì)量m＝1×10－15kg，電荷量q＝2×10－10C。在x軸下方有一平行于y軸的擋板MN(足夠長)，M點處于x軸上，其橫坐標值為xM＝0.4m，不計帶電粒子的重力及電場和磁場的邊界效應(yīng)。求：(1)帶電粒子第一次經(jīng)過x軸的橫坐標值x1；(2)帶電粒子從P點出發(fā)到返回y軸所需的時間t總；(3)若第一象限的電場強度大小E受控于帶電粒子從P點發(fā)射的初速度v0′，即始終有E＝Bv0′(磁感應(yīng)強度大小B不變)，要使帶電粒子能擊中擋板左側(cè)，求粒子發(fā)射初速度v0′的范圍。加強點(二)帶電粒子在組合場中的應(yīng)用[科學(xué)思維]質(zhì)譜儀和回旋加速器的比較應(yīng)用質(zhì)譜儀回旋加速器原理圖續(xù)表答案：B

答案：C

3．如圖所示為某一質(zhì)譜儀的工作原理示意圖，此質(zhì)譜儀由以下幾部分構(gòu)成：離子源、加速電場、靜電分析器、磁分析器、收集器。靜電分析器通道中心線半徑為R，通道內(nèi)有均勻輻射電場，在中心線上的電場強度大小為E；磁分析器中分布著方向垂直于紙面，磁感應(yīng)強度大小為B的勻強磁場(圖中未畫出)，其左邊界與靜電分析器的右邊界平行。由離子源發(fā)出一個質(zhì)量為m、電荷量為q的正離子(初速度為零，重力不計)，經(jīng)加速電場加速后進入靜電分析器，沿中心線MN做勻速圓周運動，而后由P點進入磁分析器中，最終經(jīng)過Q點進入收集器。下列說法中正確的是

(

)答案：B

4．(2022·廣州調(diào)研)(多選)回旋加速器的工作原理如圖所示，置于高真空中的D形金屬盒半徑為R，兩盒間的狹縫很小，帶電粒子穿過的時間可以忽略不計，磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場與盒面垂直，A處粒子源產(chǎn)生質(zhì)量為m、電荷量為＋q的粒子，在加速電壓為