第三板块 电场与磁场 层级Ⅲ 运用“一课一题”（讲义）-【创新方案】2023高考物理二轮复习专题辅导与测试（老教材）

高考专题辅导与测试·物理 层级Ⅲ运用“一课一题”·掌握解题流程·计算大题“整化零” 微专题Ⅲ “电场与磁场”计算大题解题研究 一课一题 精研一题·胜做百题 [典例](2022·许昌模拟)如图甲所示，在y≥0 分步解析一应用思维流程，繁化简、难化易 的区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，其磁感应强度 磁场中做匀速圆周运动，有 B随时间变化的规律如图乙所示；与x轴平行的虚 线MN下方有沿十y方向的匀强电场，电场强度E= 解得半径R=0.2m 8×103N/C。在y轴上放置一足够大的挡板。1=0 粒子在磁场中运动时，到x轴的最大距离ym= 2R=0.4m。 时刻，一个带正电粒子从P点以v=2×104m/s的速 (2)如图(a)所示，粒子在 度沿十x方向射入磁场。已知电场边界MN到x轴：磁场中做匀速圆周运动的周期 10m,P点到坐标原点0的距离为1.1m,T=2πR=2π×0.2 的距离为π，一2 s=2πX 2×104 粒子的比荷9=105C/kg,不计粒子的重力。求： 10-5s 由磁场变化规律可知，粒 图(a) y xx Hy B/T 子在0一3X105s即0一3T时间内做匀速国周运 2 4 xxx 动至A点，接着沿一y方向做匀速直线运动直至电场 /(X105s) 0婆3m6m9r受2 边界C点， 此处场错用 R+y0=元×10-5s= T 用时t2= 4=0术解 2 4 (1)粒子在磁场中运动时距x轴的最大距离； (2)粒子连续两次通过电场边界MN所需的时间； 粒子进入电场后做匀减速直线运动至D,点，由 (3)粒子最终打在挡板上的位置到坐标原点0牛顿第二定律得粒子的加速度大小 的距离。 a=gE=8×10°m/s2 m元 …思维流程」… 粒子从C,点减速至D再反向加速至C所需的时间 带电粒子在电磁场中的运动问题一般具有多过程 t3= 2v_2×2×10t 运动特点，解决此类问题常采用以粒子运动的轨迹为 a 8×10 =受×105s= 主线，将多过程拆解成一个个单过程，然后针对每个过 程来研究受力情况和运动情况，特别是关注临界极值、 接下来，粒子沿十y方向匀速运动至A所需时间 多解等问题。 仍为2，磁场刚好恢复，粒子将在洛伦兹力的作用下 如本题可拆解成以下几个过程： 从A做匀速国周运动，再经×105s时间，粒子将 (1)粒子在磁场中做匀速圆周运动，周期T=2m gB 运动到F,点，此后将重复前面的运动过程。所以粒 =2πX105s。 子连续通过电场边界MN有两种可能。 (2)粒子运动是了，磁场消失，粒子沿-》方向向下 第一种可能是：由C点先沿一y方向到D再返 做匀速直线运动。 回经过C,所需时间为1==受×105s (3)粒子进入下方电场后先做匀减速运动，后做反 第二种可能是：由C点先沿十y方 属于多解问 向匀加速运动直到射出电场。 向运动至A点开始做匀速圆周运动一圈 题，所求问题 (4)粒子射出电场后沿十y方向做匀速直线运动， 半后，从G点沿一y方向做匀速直线运 较为隐蔽，第 进入第一象限。 动至MN,所需时间为1/=T+3T+T 二种可能容 (5)判断磁场恢复的时刻与粒子运动所对应的位 4十2 Γ4 易忽路 置，从而判断粒子以后的运动情况。 =2T=4π×10-5s。 66 |第三板块电场与磁场 (3)由上问可知，粒子每 由题意知，lQ=lop-5R=0.1m 完成一次周期性的运动，将 lKQ=R-loI =0.1 m 思维转换， 向一x方向平移2R[即图(a) 将物理问题 则lQR2-(a)P=3； 转化为几何 中所示从P点移到F点]， 问题 lop=1.1m=5.5R,故粒子 J点到原点O的距离 图() 打在挡板前的一次运动如图 IO=R+5R=2+3 2 10 m。 (b)所示，其中I是粒子开始做圆周运动的起，点，J是 [答案](1)0.4m(2)文×10-5s或4π× 粒子打在挡板上的位置，K是最后一段圆周运动的 2 圆心，Q是I点与K点连线与y轴的交点。 10-5s(3)2+3 m 10 多题一法 考法全练·思维归拢 考法1带电粒子在组合场中的运动 个性点拨：在组合场中，电场、磁场分区域存在，场的 方向、粒子初速度的方向不同，其运动规律、轨迹也不 相同。找出粒子在场与场交界处的速度、位置关系往 往是解题的关键。 1.(2021·全国甲卷)如图，长度均为 1的两块挡板竖直相对放置，间 距也为1，两挡板上边缘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： [微点拨] 大小可调节的匀强磁场。一质量为m,电荷量为q 1.带电粒子在组合场中运动的分类 (q>0)的粒子自电场中某处以大小为o的速度水！ 匀变速直线 求法「 牛顿运动定律、运动学公式