2026版创新设计高考总复习物理(人教基础版)学生用-专题强化二十一 带电粒子在叠加场和交变电磁场中的运动.docxVIP

专题强化二十一带电粒子在叠加场和交变电磁场中的运动

学习目标1.了解叠加场的特点,会分析带电粒子在叠加场中的运动问题。2.会分析带电粒子在交变电、磁场中的运动问题。

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。

2.常见的几种运动形式

运动性质

受力特点

方法规律

匀速直

线运动

粒子所受的合力为0

平衡条件

匀速圆

周运动

除洛伦兹力外,另外两力的合力为零qE=mg

牛顿第二定律、圆周运动的规律

较复杂的

曲线运动

除洛伦兹力外,其他力的合力既不为零,也不与洛伦兹力等大反向

动能定理、能量守恒定律

例1如图所示,在竖直平面内建立直角坐标系xOy,其第一象限存在着正交的匀强电场和匀强磁场,电场强度的方向水平向右,磁感应强度的方向垂直纸面向里。一带电荷量为+q(q0)、质量为m的微粒从原点出发,以某一初速度沿与x轴正方向的夹角为45°的方向进入叠加场中,正好做直线运动,当微粒运动到A(l,l)时,电场方向突然变为竖直向上(不计电场变化的时间),微粒继续运动一段时间后,正好垂直于y轴穿出叠加场。不计一切阻力,重力加速度为g,求:

(1)电场强度E的大小;

(2)磁感应强度B的大小;

(3)微粒在叠加场中的运动时间。

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

?

针对训练(多选)(2024·安徽卷,10)空间中存在竖直向下的匀强电场和垂直于纸面向里的匀强磁场,电场强度大小为E,磁感应强度大小为B。一质量为m的带电油滴a,在纸面内做半径为R的圆周运动,轨迹如图所示;当a运动到最低点P时,瞬间分成两个小油滴Ⅰ、Ⅱ,二者带电量、质量均相同。Ⅰ在P点时与a的速度方向相同,并做半径为3R的圆周运动,轨迹如图所示。Ⅱ的轨迹未画出。已知重力加速度大小为g,不计空气浮力与阻力以及Ⅰ、Ⅱ分开后的相互作用,则()

A.油滴a带负电,所带电量的大小为mg

B.油滴a做圆周运动的速度大小为gBR

C.小油滴Ⅰ做圆周运动的速度大小为3gBRE,

D.小油滴Ⅱ沿顺时针方向做圆周运动

例2如图所示,空间存在着垂直于纸面向外的匀强磁场和水平向右的匀强电场,一质子从A点由静止释放,沿图示轨迹依次经过C、D两点。已知A、D两点在同一等势面上,不计质子重力,下列说法正确的是()

A.质子从C到D,静电力做的是正功

B.D点的电势低于C点的电势

C.质子从A到C,洛伦兹力不做功

D.质子在A点所受的合力大于在D点所受的合力

听课笔记?

?

?

?

考点二带电粒子在交变电磁场中的运动

例3如图甲所示,在直角坐标系中的0≤x≤L区域内有沿y轴正方向的匀强电场,右侧有以点(2L,0)为圆心、半径为L的圆形磁场区域,与x轴的交点分别为M、N。在xOy平面内,从电离室产生的质量为m、带电荷量为e的电子以几乎为零的初速度从P点飘入加速电场中,加速后以速度v0经过右侧极板上的小孔Q点沿x轴正方向进入匀强电场,已知O、Q两点之间的距离为3L2,电子飞出电场后从M点进入圆形磁场区域,进入磁场时取t=0,在圆形区域内加如图乙所示变化的磁场(以垂直于纸面向外为正方向,图中B0是未知量),最后电子从N点飞出,不考虑电子的重力。

(1)加速电场的电压U;

(2)电子运动到M点时的速度大小和方向;

(3)磁场变