题型专练3 带电粒子在复合场中的运动-2021【步步高】高考物理大二轮专题复习与增分策略（通用）皖黑吉陕新蒙晋赣青甘豫宁课件PPT

题型专练三　带电粒子在复合场中的运动 专题三　电场与磁场 内容索引 NEIRONGSUOYIN 高考题型1　带电粒子在组合场中的运动 高考题型2　带电粒子在叠加场中的运动 高考题型3　带电粒子在交变场中的运动 专题强化练 1.正确区分“电偏转”和“磁偏转” 带电粒子的“电偏转”和“磁偏转”的比较 高考题型1　带电粒子在组合场中的运动   垂直进入磁场(磁偏转) 垂直进入电场(电偏转) 情景图     2.解题步骤 (1)受力分析，关注几场组合； (2)运动分析，构建模型； (3)分析过程，选用规律. 受力 FB＝qv0B，FB大小不变，方向总指向圆心，方向变化，FB为变力 FE＝qE，FE大小、方向不变，为恒力 运动规律 匀速圆周运动 类平抛运动 vx＝v0，vy＝ x＝v0t，y＝ 考题示例 图1 在磁场中做圆周运动，运动轨迹如图所示. 初速度大小为v1，它在电场中的运动时间为t1，第一次进入磁场的位置到原点O的距离为s1， 由运动学公式有s1＝v1t1 ① a1t1＝v1tan θ1 ③ 联立以上各式得 (2)磁场的磁感应强度大小； qE＝ma1 ⑤ 由洛伦兹力公式和牛顿第二定律有 由几何关系得 s1＝2R1sin θ1 ⑧ 联立以上各式得 在电场中的加速度大小为a2，由题给条件得 由牛顿第二定律有 qE＝2ma2 ⑪ 速度的方向与x轴正方向夹角为θ2，入射点到原点的距离为s2，在电场中运动的时间为t2. 由运动学公式有s2＝v2t2 ⑫ 由⑦⑯式及粒子在匀强磁场中做圆周运动的半径公式得 所以出射点在原点左侧. 由几何关系有s2′＝2R2sin θ2 ⑱ 联立④⑧⑯⑰⑱式得， 图2 例2　(2018·全国卷Ⅲ·24)如图2，从离子源产生的甲、乙两种离子，由静止经加速电压U加速后在纸面内水平向右运动，自M点垂直于磁场边界射入匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向里，磁场左边界竖直.已知甲种离子射入磁场的速度大小为v1，并在磁场边界的N点射出；乙种离子在MN的中点射出；MN长为l.不计重力影响和离子间的相互作用.求： (1)磁场的磁感应强度大小； 解析　设甲种离子所带电荷量为q1、质量为m1，在磁场中做匀速圆周运动的半径为R1，磁场的磁感应强度大小为B， 由洛伦兹力公式和牛顿第二定律有 由几何关系知2R1＝l ③ (2)甲、乙两种离子的比荷之比. 答案　1∶4 解析　设乙种离子所带电荷量为q2、质量为m2，射入磁场的速度为v2，在磁场中做匀速圆周运动的半径为R2. 由①②③⑤⑥⑦式得，甲、乙两种离子的比荷之比为 命题预测 1 2 1.(多选)(2020·山东枣庄三中、高密一中、莱西一中三校联考)如图3所示，在x轴上方第一象限内存在垂直纸面向里的匀强磁场，x轴下方存在沿y轴正方向的匀强电场.a、b两个重力不计的带电粒子分别从电场中的同一点P由静止释放后，经电场加速后从M点射入磁场并在磁场中发生偏转.最后从y轴离开磁场时，速度大小分别为v1和v2，v1的方向与y轴垂直，v2的方向与y轴正方向成60°角.a、b两粒子在磁场中运动的时间分别记为t1和t2，则以下比值正确的是 A.v1∶v2＝2∶1 B.v1∶v2＝1∶2 C.t1∶t2＝3∶2 D.t1∶t2＝3∶8 图3 √ √ 1 2 解析　粒子在电场中加速，设加速的位移为x， 粒子在磁场中运动时，其轨迹如图， a粒子的圆心为O，b粒子的圆心为O′， 根据几何知识可知R2·sin 30°＋R1＝R2 则有R1∶R2＝1∶2 1 2 可得v1∶v2＝2∶1 故A正确，B错误； 1 2 所以两粒子在磁场中运动的时间之比为 故C错误，D正确. 2.(2020·广西桂林市调研)如图4所示，直线MN上方有平行于纸面且与MN成45°角的有界匀强电场，电场强度大小未知；MN下方为方向垂直于纸面向里的有界匀强磁场，磁感应强度大小为B.现从MN上的O点向磁场中射入一个速度大小为v、方向与MN成45°角的带正电粒子，该粒子在磁场中运动时的轨道半径为R.该粒子从O点出发记为第一次经过直线MN，第五次经过直线MN时恰好又通过O点.不计粒子的重力. (1)画出粒子在磁场和电场中运动轨迹的草 图并求出粒子的比荷大小； 图4 1 2 解析　粒子的运动轨迹如图所示， 1 2 (2)求出电场强度E的大小和粒子第五次经过直线MN上O点时的速度大小； 1 2 1 2 粒子从c到O做类平抛运动，且在垂直、平行电场方向上的位移相等， 即s⊥＝s∥＝Ocsin 45°＝2R 联立解得E＝vB 1 2 v1＝v 粒子第五次过MN进入磁场后的速度大小 (3)求该粒子从O点出发到再次回到O点所需的时间t. 1 2 1 2 粒子做直线运动的时间为 联立得粒子从出发到再次到达O点所需时间 1.三种典型