25.带电粒子在组合场中运动+26.带电粒子在复合场中的运动-河南省信阳高级中学2020届高三物理备考（电学） (2份打包)

带电粒子在组合场中运动 打卡：2020高考物理备考第25小时 编写：陈庆威 陈庆威老师推荐——高考二轮备考两步学习法（最新、最好、最实战） 第一步：【知识方法】 1．组合场，指电场、磁场、重力场有两种场同时存在，但各位于一定的区域内且并不重叠，且带电粒子在一个场中只受一种场力的作用． 2．解题思路 (1)分别研究带电粒子在不同场中的运动规律，在匀强磁场中做匀速圆周运动，在匀强电场中，若速度方向与电场方向在同一直线上，则做匀变速直线运动，若进入电场时的速度方向与电场方向垂直，则做类平抛运动.根据不同的运动规律分别求解. (2)带电粒子经过磁场区域时利用圆周运动规律结合几何关系来处理. (3)注意分析磁场和电场边界处或交接点位置粒子速度的大小和方向，把粒子在两种不同场中的运动规律有机地联系起来. 第二步：【考点例题】 【例题1】（多选）（2020·全国高三）如图是一种回旋式加速器的简化模型图，半径为R的真空圆形区域内存在垂直纸面的匀强磁场，磁感应强度为B，圆心O正下方P点处有一极窄的平行金属板，两板间加有脉冲电压（大小为U）用于加速某质量为m，电荷量为q的正电荷，粒子由金属板间右侧小孔飘入（初速度视为零），经加速后，水平向左射入磁场，当粒子加速到需要的速度时，通过磁屏蔽导流管MN将粒子沿导流管轴线引出。导流管可沿PQ直线平移，其N端始终在PQ线上，PQ与水平线EF之间的夹角为θ。，不计粒子重力、粒子加速时间及其做圆周运动产生的电磁辐射，不考虑相对论效应。则下列说法正确的是（ ） A．为使粒子在经过平行金属板间时总能被加速，板间电场方向应随时间周期性变化 B．粒子能获得的最大速度 C．粒子加速完后导出时导流管MN与水平线EF之间的夹角为2θ D．该加速器加速比荷相同的带电粒子时，从开始加速直至以最大速度引出，在磁场中运动的时间一定相同 【例题2】（多选）如图所示，两个边长为2L的正方形PQMN和HGKJ区域内有垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小分别为B1和B2，两磁场区域中间夹有两个宽度为L、方向水平且相反、场强大小均为E的匀强电场，两电场区域分界线经过PN、GK的中点．一质量为m、电荷量为q的带正电粒子(不计重力)从G点由静止释放，经上方电场加速后通过磁场回旋，又经历下方电场沿NK二次加速后恰好回到G点，则下列说法正确的是 A．B2＝2B1 B．带电粒子第二次进入右边磁场后一定从MN边离开 C．第一次完整回旋过程经历的时间为 D．要实现两次以上的回旋过程，可以同时增大两磁场的磁感应强度 【例题3】（2020·全国高三）如图所示，在平面直角坐标系内，第I象限的等腰三角形MNP区域内存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场，y<0的区域内存在着沿y轴正方向的匀强电场。一质量为m带电荷量为q的带电粒子从电场中Q（-2h，-h）点以速度v0水平向右射出，经坐标原点O射入第I象限，最后以垂直于PM的方向射出磁场。已知MN平行于x轴，NP垂直于x轴，N点的坐标为（2h，2h），不计粒子的重力，求： (1)电场强度的大小； (2)磁感应强度的大小； (3)粒子在磁场中的运动时间。 【例题4】（2020·定远）如图所示，直线与y轴之间有垂直于xOy平面向外的匀强磁场B2，直线x＝d与间有沿y轴负方向的匀强电场，电场强度，另有一半径R=m的圆形匀强磁场区域，磁感应强度B1=，方向垂直坐标平面向外，该圆与直线x＝d和x轴均相切，且与x轴相切于S点．一带负电的粒子从S点沿y轴的正方向以速度v0进入圆形磁场区域，经过一段时间进入磁场区域B2，且第一次进入磁场B2时的速度方向与直线垂直．粒子速度大小v0＝1.0×105m/s，粒子的比荷为=5.0×105C/kg，粒子重力不计．求： (1)粒子在圆形匀强磁场中运动的时间t1； (2)坐标d的值； (3)要使粒子无法运动到x轴的负半轴，则磁感应强度B2应满足的条件 【例题5】用量子技术生产十字元件时用到了图甲中的装置:均半径为R的光滑绝缘圆柱体的横截面，它们形成四个非常细窄的狭缝a、b、c、d和一个类十字空腔，圆柱和空腔所在的区域均存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度B的大小可调节，质量为m、电荷量为q、速度为的带正电离子，从狭缝a处射入空腔内，速度方向在纸面内且与两圆相切。设离子在空腔内与圆柱体最多只发生一次碰撞，碰撞时间极短且速度大小不变；速度方向的改变遵循光的反射定律。 （1）若B的大小调节为，离子从何处离开空腔？并求出它在磁场中运动的时间t； （2）为使离子从狭缝d处离开空腔，B应调至多大？ （3）当从狭缝d处射出的离子垂直极板从A孔进入由平行金属板M、N构成的接收器时，两板间立即加上图乙所示变化周期为T的电压。则认为多大时，该离子将不会从B孔射出？两板相距L（L>vT