高中考试物理《带电粒子在复合场中的运动》复习学案

1、带电粒子在复合场中的运动一、概念规律题组1 .如图1所示,在xOy平面内,匀强电场的方向沿x轴正向,匀强磁场的方向垂直于xOy平面向里.一电子在xOy平面内运动时,速度方向保持不变.那么电子的运动方向沿B.x轴负向A.x轴正向C.y轴正向D.y轴负向运2 .一个质子穿过某一空间而未发生偏转,那么A.可能存在电场和磁场,它们的方向与质子动方向相同B.此空间可能只有磁场,方向与质子的运动方向平行C.此空间可能只有磁场,方向与质子的运动方向垂直D.此空间可能有正交的电场和磁场,它们的方向均与质子的运动方向垂直3 .如下图,沿直线通过速度选择器的正离子从狭缝S射入磁感应强度为B2的匀强磁场中,偏转后出

2、现的轨迹半径之比为Ri:R2=1:2,那么以下说法正确的是A.离子的速度之比为1:2B.离子的电荷量之比为1:2C.离子的质量之比为1:2D.以上说法都不对*iA-XX!XX+-XKXX4,一崔MM*+XMXf.4. 2021浙江杭州市模拟有一个带电量为+q、重为G的小球,从两竖直的带电平行板上方h处自由落下,两极板间另有匀强磁场,磁感应强度为B,方向如下图,那么带电小球通过有电场和磁场的空间时,以下说法错误的选项是A.一定做曲线运动B.不可能做曲线运动C.有可能做匀加速运动D.有可能做匀速运动二、思想方法题组5. 一个带电微粒在如图4所小的正交匀强电场和匀强磁场中的竖直平面内做匀速圆周运动,

3、该带电微粒必然带填止或负电,旋转方向为ft顺时针或逆时针.假设圆的半径为r,电场强度的大小为E,磁感应强度的大小为B,重力加速度为g,那么线速度为.图46. 在两平行金属板问,有如图5所示的互相正交的匀强电场和匀强磁场.a粒子以速度V0从两板的正中央垂直于电场方向和磁场方向从左向右射入时,恰好能沿直线匀速通过.供以下各小题选择的答案有：A.不偏转C.向下偏转B.向上偏转D.向纸内或纸外偏转图5(1)假设质子以速度V0从两板的正中央垂直于电场方向和磁场方向从左向右射入,质子将(2)假设电子以速度V0从两板的正中央垂直于电场方向和磁场方向从左向右射入,电子将(3)假设质子以大于V0的速度,沿垂直于

4、匀强电场和匀强磁场的方向从两板正中央射入,质子将一、带电粒子在无约束的复合场中的运动1 .常见运动形式的分析(1)带电粒子在复合场中做匀速圆周运动(2)带电粒子在匀强电场、匀强磁场和重力场中的直线运动2 .带电粒子在复合场中运动的处理方法(1)搞清楚复合场的组成,一般是磁场、电场的复合；磁场、重力场的复合;磁场、重力场、电场的复合；电场和磁场分区域存在.(2)正确进行受力分析,除重力、弹力、摩擦力外还要特别关注电场力和磁场力的分析.(3)确定带电粒子的运动状态.注意将运动情况和受力情况结合进行分析.(4)对于粒子连续经过几个不同场的情况,要分段进行分析、处理.(5)画出粒子的运动轨迹,灵活选择

5、不同的运动规律.【例11图6(2021安徽23)如图6所示,在以坐标原点O为圆心、半径为R的半圆形区域内,有相互垂直的匀强电场和匀强磁场,磁感应强度为B,磁场方向垂直于xOy平面向里.一带正电的粒子(不计重力)从.点沿y轴正方向以某一速度射入,带电粒子恰好做匀速直线运动,经to时间从P点射出.(1)求电场强度的大小和方向.(2)假设仅撤去磁场,带电粒子仍从O点以相同的速度射入,经当时间恰好从半圆形区域的边界射出.求粒子运动加速度的大小.(3)假设仅撤去电场,带电粒子仍从O点射入,但速度为原来的4倍,求粒子在磁场中运动的时间.【例2】(2021江苏高考改编)在场强为B的水平匀强磁场中,一质量为m

6、、带电荷量为q的小球在O点静止释放,小球的运动曲线如图7所示此曲线在最低点的曲率半径为该点到x轴距离的2倍,重力加速度为g.求：(1)小球运动到任意位置P(x,y)的速率v;(2)小球在运动过程中第一次下降的最大距离ym；(3)欲使小球沿x轴正向做直线运动,可在该区域加一匀强电场,试分析加电场时,小球在什么位置,所加电场的场强为多少？方向如何？、带电粒子在复合场中有约束情况下的运动带电体在复合场中受轻杆、轻绳、圆环、轨道等约束的情况下,常见的运动形式有直线运动和圆周运动,此时解题要通过受力分析明确变力、恒力做功情况,并注意洛伦兹力不做功的特点,用动能定理、能量守恒定律结合牛顿运动定律求出结果.

7、图8【例3】如图8所示,套在很长的绝缘直棒上的小球,质量为1.0X04kg,带4.QM0-4C正电荷,小球在棒上可以滑动,将此棒竖直放置在沿水平方向的匀强电场和匀强磁场中,匀强电场的电场强度E=10N/C,方向水平向右,匀强磁场的磁感应强度B=0.5方向为垂直于纸面向里,小球与棒间的动摩擦因数为呼0.2,求小球由静止沿棒竖直下落的最大加速度和最大速度.设小球在运动过程中所带电荷量保持不变,g取10m/s2【根底演练】1.图92021广东单科11如图9所示,外表粗糙的斜,面固定于地面上,并处于方向垂直于纸面向外、磁感应强度为B的匀强磁场中.质量为m、带电荷量为+Q的小滑块从斜面顶端由静止下滑.在

8、滑块下滑的过程中,以下判断正确的选项是A.滑块受到的摩擦力不变B.滑块到达地面时的动能与B的大小无关C.滑块受到的洛伦兹力方向垂直斜面向下D.B很大时,滑块可能静止于斜面上图102.2021福建福州月考如图10所示,在互相垂直的匀强电场和匀强磁场中,电荷量为q的液滴在竖直面内做半径为R的匀动.电场强度为E,磁感应强度为B,那么环绕速度分别为AqEEBBqRE速圆周运液滴的质量和啮管3.一带正电的粒子以速度V0垂直飞入如图11所示的电场和磁场共有的区A.g,BB.E,B域,B、E及V0三者方向如下图,粒子在运动过程中所受的重力恰好与电场力平衡,那么带电粒子在运动过程中A机械能守恒B.动量守恒C.

9、动能始终不变D.电势能与机械能总和守恒图124. 2021北京东城二模如图12所示,两平行金属板中间有相互正交的匀强电场和匀强磁场,电场强度为E,磁感应强度为B,一质子沿极板方向以速度vo从左端射入,并恰好从两板间沿直线穿过.不计质子重力,以下说法正确的选项是A.假设质子以小于V0的速度沿极板方向从左端射入,它将向上偏转B.假设质子以速度2v0沿极板方向从左端射入,它将沿直线穿过C.假设电子以速度V0沿极板方向从左端射入,它将沿直线穿过D.假设电子以速度V0沿极板方向从右端射入,它将沿直线穿过图135. 2021东北三校第一次联考如图13所示,ABC为竖直平面内的光滑绝缘轨道,其中AB为倾斜直

10、轨道,BC为与AB相切的圆形轨道,并且圆形轨道处在匀强磁场中,磁场方向垂直纸面向里质量相同的甲、乙、丙三个小球中,甲球带正电,乙球带负电、丙球不带电,现将三个小球在轨道AB上分别从不同高度处由静止释放,都恰好通过圆形轨道的最高点,那么A.经过最高点时,三个小球的速度相等B.经过最高点时,甲球的速度最小C.甲球的释放位置比乙球的高D.运动过程中三个小球的机械能均保持不变6. 2021淄博调研如以下图所示,两虚线之间的空间内存在着正交或平行的匀强电场E和匀强磁场B,有一个带正电的小球电荷量为+q、质量为m从电磁复合场上方的某一高度处自由落下,那么,带电小球可能沿直线通过的电磁复合场的是【水平提升】

11、图147. 2021山东济南月考如图14所示的坐标系,x轴沿水平方向,y轴沿竖直方向.在x轴上方空间的第一、第二象限内,既无电场也无磁场,在第三象限,存在沿y轴正方向的匀强电场和垂直xOy平面纸面向里的匀强磁场,在第四象限,存在沿y轴负方向、场强大小与第三象限电场场强相等的匀强电场.一质量为m、电荷量为q的带电质点,从y轴上y=h处的P1点以一定的水平初速度沿x轴负方向进入第二象限,然后经过x轴上x=2h处的P2点进入第三象限,带电质点恰好能做匀速圆周运动,之后经过y轴上v=2h处的P3点进入第四象限.重力加速度为g.试求：1粒子到达P2点时速度的大小和方向;(2)第三象限空间中电场强度和磁感

12、应强度的大小；(3)带电质点在第四象限空间运动过程中最小速度的大小和方向.8. (2021湖,南荆门联考)如图15所示的竖直平面内有范围足够大、水平向左的匀强电场,在虚线的左侧有垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小为B.一绝缘“形弯杆由两段直杆和一半径为R的半圆环组成,固定在纸面所在的竖直平面内.PQ、MN水平且足够长,半圆环MAP在磁场边界左侧,P、M点在磁场边界线上,NMAP段是光滑的.现有一质量为m、带电荷量为+q的小环套在MN杆上,它所受电场力为重力的3/4.现在M右侧D点由静止释放小环,小环刚好能到达P点.图15求DM间的距离X0.(2)求上述过程中小环第一次通过与O点等高的A点时弯杆对小环作用力的大小.3假设小环与PQ间动摩擦因数为小设最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等,现将小环移至M点右侧4R处由静止开始释放,求小环在整个运动过程中克服摩擦力所做的功.图169. 2021福建高考图16为可测定比荷的某装置的简化示意图,在第一象限区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小B=2.0M0-3在x轴上距坐标原点L=0.5