2022高考物理二輪復習講義母題九十帶電粒子在復合場中的運動(學生版)_第1頁
2022高考物理二輪復習講義母題九十帶電粒子在復合場中的運動(學生版)_第2頁
2022高考物理二輪復習講義母題九十帶電粒子在復合場中的運動(學生版)_第3頁
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帶電粒子在復合場中的運動【方法歸納】:對帶電粒子在復合場中運動的處理方法是:(1)正確分析帶電粒子的受力特征及運動特征是正確解題的前提。帶電粒子在復合場中做什么運動,取決于帶電粒子所受到的合外力及其初時狀態(tài)的速度,因此應(yīng)該把帶電粒子的運動情況和受力情況結(jié)合起來進行分析。當帶電粒子在重力場、電場、磁場并存的空間中做直線運動時,重力、電場力和洛倫茲力的合力必為零,一定做勻速直線運動;當帶電粒子所受的重力和電場力等值反向,洛倫茲力提供向心力時,帶電粒子在垂直于磁場的平面內(nèi)做勻速圓周運動;當帶電粒子所受的合外力是變力,且與初速度方向不在一條直線上時,粒子做變速曲線運動,其軌跡即不是圓弧,也不是拋物線;當帶電粒子連續(xù)通過幾個不同的場區(qū),粒子的受力情況和運動情況也發(fā)生相應(yīng)的變化,其運動過程由幾種不同的運動階段組成。(2)靈活選用物理規(guī)律是正確解題的關(guān)鍵。當帶電粒子在復合場中做勻速直線運動時,根據(jù)物體的平衡條件列方程求解;當帶電粒子在復合場中做勻速圓周運動時,運用牛頓第二定律和向心力公式列方程求解;當帶電粒子在復合場中做變速曲線運動時,應(yīng)選擇動能定理或能量守恒定律列方程求解。例90.(2022福建理綜)如圖1所示的裝置,左半部為速度選擇器,右半部為勻強的偏轉(zhuǎn)電場。一束同位素離子流從狹縫S1射入速度選擇器,能夠沿直線通過速度選擇器并從狹縫S2射出的離子,又沿著與電場垂直的方向,立即進入場強大小為E的偏轉(zhuǎn)電場,最后打在照相底片D上。已知同位素離子的電荷量為q(q>0),速度選擇器內(nèi)部存在著相互垂直的場強大小為E0的勻強電場和磁感應(yīng)強度大小為B0的勻強磁場,照相底片與狹縫S1、S2的連線平行且距離為L,忽略重力的影響。(1)求從狹縫S2射出的離子速度v0的大小;(2)若打在照相底片上的離子在偏轉(zhuǎn)電場中沿速度v0方向飛行的距離為x,求出x與離子質(zhì)量m之間的關(guān)系式(用E0、B0、E、q、m、L表示)。衍生題1.(2022海南物理)圖2中左邊有一對平行金屬板,兩板相距為d.電壓為V;兩板之間有勻強磁場,磁感應(yīng)強度大小為B0,方向與金屬板面平行并垂直于紙面朝里。圖中右邊有一半徑為R、圓心為O的圓形區(qū)域內(nèi)也存在勻強磁場,磁感應(yīng)強度大小為B,方向垂直于紙面朝里。一電荷量為q的正離子沿平行于全屬板面、垂直于磁場的方向射入平行金屬板之間,沿同一方向射出平行金屬板之間的區(qū)域,并沿直徑EF方向射入磁場區(qū)域,最后從圓形區(qū)城邊界上的G點射出.已知弧所對應(yīng)的圓心角為,不計重力.求(1)離子速度的大小;(2)離子的質(zhì)量.。衍生題2。(2022安徽理綜)如圖3甲所示,寬度為d的豎直狹長區(qū)域內(nèi)(邊界為L1、L2),存在垂直紙面向里的勻強磁場和豎直方向上的周期性變化的電場(如圖3乙所示),電場強度的大小為E0,E>0表示電場方向豎直向上。t=0時,一帶正電、質(zhì)量為m的微粒從左邊界上的N1點以水平速度v射入該區(qū)域,沿直線運動到Q點后,做一次完整的圓周運動,再沿直線運動到右邊界上的N2點。Q為線段N1N2的中點,重力加速度為g。上述d、E0、m、v、g為已知量。(1)求微粒所帶電荷量q和磁感應(yīng)強度B的大小;(2)求電場變化的周期T;(3)改變寬度d,使微粒仍能按上述運動過程通過相應(yīng)寬度的區(qū)域,求T的最小值。衍生題3(2022安徽理綜卷第23題)如圖所示,在以坐標原點O為圓心、半徑為R的半圓形區(qū)域內(nèi),有相互垂直的勻強電場和勻強磁場,磁感應(yīng)強度為B,磁場方向垂直于xOy平面向里。一帶正電的粒子(不計重力)從O點沿y軸正方向以某一速度射入,帶電粒子恰好做勻速直線運動,經(jīng)t0時間從P點射出。(1)求電場強度的大小和方向。(2)若僅撤去磁場,帶電粒子仍從O點以相同的速度射入,經(jīng)t0/2時間恰從半圓形區(qū)域的邊界射出。求粒子運動加速度的大小。若僅撤去電場,帶電粒子仍從O點射入,且速度為原來的4倍,求粒子在磁場中運動的時間。衍生題4(2022四川理綜卷第25題)如圖所示,正方形絕緣光滑水平臺面WXYZ邊長l=,距地面h=。平行板電容器的極板CD間距d=且垂直放置于臺面,C板位于邊界WX上,D板與邊界WZ相交處有一小孔。電容器外的臺面區(qū)域內(nèi)有磁感應(yīng)強度B=1T、方向豎直向上的勻強磁場。電荷量q=5×10-13C的微粒靜止于W處,在CD間加上恒定電壓U=,板間微粒經(jīng)電場加速后由D板所開小孔進入磁場(微粒始終不與極板接觸),然后由XY邊界離開臺面。在微粒離開臺面瞬時,靜止于X正下方水平地面上A點的滑塊獲得一水平速度,在微粒落地時恰好與之相遇。假定微粒在真空中運動、極板間電場視為勻強電場,滑塊視為質(zhì)點,滑塊與地面間的動摩擦因數(shù)=,取g=10m/s2(1)求微粒在極板間所受電場力的大小并說明兩板的極性;(2)求由XY邊界離開臺面的微粒的質(zhì)量范圍;(3)若微粒質(zhì)量mo=1×10-13kg,求滑塊開始運動時所獲得的速度。。衍生題5(2022天津理綜卷物理第11題.(18分)如圖所示,直角坐標系xOy位于豎直平面內(nèi),在水平的x軸下方存在勻強磁場和勻強電場,磁場的磁感應(yīng)為B,方向垂直xOy平面向里,電場線平行于y軸。一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電的小球,從y軸上的A點水平向右拋出,經(jīng)x軸上的M點進入電場和磁場,恰

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