热点09 带电粒子在复合场中的运动—挑战2022年高考物理考前必突破16个必考热点

挑战2022年高考物理考前必突破16个必考热点 热点09带电粒子在复合场中的运动 目录 【热点解读】 1 【高考真题再练】 1 【核心考点】 1 【最新热点分析】 5 热点一 运动学基本规律的综合应用 6 热点二 动力学基本规律的理解及应用 7 【考场练兵】 9 一、基础强化练 10 二、能力提升练 10 【热点解读】 1、本专题主要通过对电场、磁场基本规律的应用，结合现代科技中的电磁场问题。一是通过构建组合场、叠加场模型、分析和推理；运用电场、磁场及力学规律来分析问题，考查考生的关键能力;二是强化运动观念和相互作用观念，提升科学思维素养。 2、通过本专题学习可快速提升学生的审题能力，推理能力，综合分析能力等关键能力并能提升科学思维素养。 3、用到的相关知识有：电场、磁场基本规律，平抛运动，圆周运动，力与运动的基本知识等。 【高考真题再练】 1.(2019全国Ⅲ卷)如图,在坐标系的第一和第二象限内存在磁感应强度大小分别为B和B、方向均垂直于纸面向外的匀强磁场。一质量为m、电荷量为q(q>0)的粒子垂直于x轴射入第二象限,随后垂直于y轴进入第一象限,最后经过x轴离开第一象限。粒子在磁场中运动的时间为(　　) A. B. C. D. 【情境剖析】本题属于应用性、创新性题目，以“带电粒子在不同磁场形成的组合场中运动”为素材创设学习探索问题情境。 【素养能力】本题考查带电粒子在不同匀强磁场中的运动，较好地考查了考生的科学推理、科学论证等素养，对考生的理解能力、逻辑推理能力和分析综合能力有一定要求。 2.(2017全国Ⅰ卷)如图,空间某区域存在匀强电场和匀强磁场,电场方向竖直向上(与纸面平行),磁场方向垂直于纸面向里。三个带正电的微粒a、b、c电荷量相等,质量分别为ma、mb、mc。已知在该区域内,a在纸面内做匀速圆周运动,b在纸面内向右做匀速直线运动,c在纸面内向左做匀速直线运动。下列选项正确的是(　　) 　　　　　　　　　　　　　　　　 A.ma>mb>mc B.mb>ma>mc C.mc>ma>mb D.mc>mb>ma 【情境剖析】本题属于综合性题目，以“带电粒子在叠加场中运动”为素材创设学习探索问题情境。 【素养能力】本题考查带电粒子在叠加场中运动的动力学分析，较好地考查了考生的模型建构和科学推理等素养，对考生的模型建构能力、逻辑推理能力和分析综合能力有一定要求。 3.(2021全国甲卷)如图,长度均为l的两块挡板竖直相对放置,间距也为l,两挡板上边缘P和M处于同一水平线上,在该水平线的上方区域有方向竖直向下的匀强电场,电场强度大小为E;两挡板间有垂直纸面向外、磁感应强度大小可调节的匀强磁场。一质量为m,电荷量为q(q>0)的粒子自电场中某处以大小为v0的速度水平向右发射,恰好从P点处射入磁场,从两挡板下边缘Q和N之间射出磁场,运动过程中粒子未与挡板碰撞。已知粒子射入磁场时的速度方向与PQ的夹角为60°,不计重力。 (1)求粒子发射位置到P点的距离; (2)求磁感应强度大小的取值范围; (3)若粒子正好从QN的中点射出磁场,求粒子在磁场中的轨迹与挡板MN的最近距离。 【情境剖析】本题属于应用性、综合性题目，以“带电粒子在组合场中的运动”为素材创设学习探索问题情境。 【素养能力】本题考查带电粒子在电场中偏转和在磁场中圆周运动的规律，较好地考查了考生的科学推理、科学论证等素养，对考生的理解能力、逻辑推理能力和应用数学知识分析物理问题的能力有一定要求。 【核心考点】 1、正确区分“电偏转”和“磁偏转” 垂直进入磁场(磁偏转) 垂直进入电场(电偏转) 情景图 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 r＝，T＝ 类平抛运动 vx＝v0，vy＝t x＝v0t，y＝t2 2、带电粒子在叠加场中运动 (1)三种典型情况 ①若只有两个场，合力为零，则表现为匀速直线运动或静止状态.例如电场与磁场叠加满足qE＝qvB时、重力场与磁场叠加满足mg＝qvB时、重力场与电场叠加满足mg＝qE时。 ②若三场共存，合力为零时，粒子做匀速直线运动，其中洛伦兹力F＝qvB的方向与速度v垂直。 ③若三场共存，粒子做匀速圆周运动时，则有mg＝qE，粒子在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，即qvB＝m。 (2)当带电粒子做复杂的曲线运动或有约束的变速直线运动时，一般用动能定理或能量守恒定律求解。 3、带电粒子在交变场中的运动 变化的电场或磁场如果具有周期性，粒子的运动也往往具有周期性.这种情况下要仔细分析带电粒子的受力情况和运动过程，弄清楚带电粒子在变化的电场、磁场中各处于什么状态，做什么运动，画出一个周期内的运动轨迹的草图。