专题13　带电粒子在组合场中的运动-【大题精做】冲刺2023年高考物理大题突破+限时集训（全国通用）

令学利网 李科网原创，让令司更多易！ JP.ZXXK.COM 学科网精品频道全力推荐 专题13 带电粒子在组合场中的运动 典例在线 【例题】(2023春河北高三校联考开学考试)某实验装置可利用电场和磁场来控制带电粒子的运动，其简 化示意图如图1所示。初速度为的质子沿平行于板面的方向从两板左侧中间位置射入偏转电场，离开偏 转电场后直接进入匀强磁场。已知质子的电荷量为9，质量为m,偏转电场两板间的距离、两极板的长度均 为d,匀强磁场的区域足够大，两板间的电压N随时间变化的图像如图2，由于粒子在偏转电场区域运 动时间极短，粒子通过此区域时，可认为电场是不变的匀强电场，不计粒子的重力、粒子间的相互作用力 和空气阻力。质子均能从MN板间飞出，进入磁场，下列说法正确的是() !×××× MN X X 2U ×× N + -2U 图1 图2 A,质子进入磁场的速度越大，则质子在磁场中运动的时间越短 B.质子进入磁场的速度越大，质子进入磁场的入射点与出射点间的距离越大 C.无论质子从磁场的何位置进入磁场，质子在磁场边界的入射点与出射点间的距离不变 D.当N板间电压为-2U时，质子在磁场中运动的时间最长 解题技巧 带电粒子依次经过各场，运动过程由各阶段不同性质的运动（圆周、类平抛、变速直线、匀速直线等）组 合而成。 (1)分析研究带电粒子在不同场区的运动。 (2)分析与计算各阶段运动间连接点的速度大小与方向是解题关键。 (3)画出全过程运动示意图很重要。 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 垂直进入磁场（磁偏转） 垂直进入电场（电偏转） 1 、原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科阿 李科网原，让学司更客易！ JP.ZXXK.COM 学科网精品频道全力推荐 B 情景图 Fat 0 F8=qYB,FB大小不变，方向总 Fg=qE,F2大小、方向不变， 受力 指向圆心，方向变化，F为变力 为恒力 类平抛运动 匀速圆周运动 运动规律 v=vo,V=Eqmt r=mvOBq,T'=2mmBg x=vot,y=Eq2m22 2.基本思路 牛顿运动定律、 匀变速直线 求法 运动学公式 带电 电场中 运动 动能定理 粒子 在分 常规分解法 离的 类平地运动求法 特殊分解法 电场 磁场 功能关系 中的 运动 磁场中 匀速圆周 求法 圆周运动公式、牛顿运 运动 动定律以及几何知识 3,“5步”突破带电粒子在组合场中的运动间题 明性质 ·要清楚场的性质、方向、强弱、范围等 (定运动 带电粒子依次通过不同场区时，由受力 情况确定粒子在不同区戴的运动情况 画轨迹 正确地画出粒子的运动轨迹图 根据区域和运动规律的不同，将粒子运 (用规律 动的过程划分为儿个不同的阶段。对不 同的阶段选取不同的规律处理 要明确带电粒子通过不同场区的交界处 找关系 时速度大小和方向关系，上一个区域的 末速度往往是下一个区域的初速度 变式训练 【变式训练】(2023·山东泰安统考一模)如图所示，在x0z平面的第二象限内有沿x轴负方向 的匀强电场，电场强度的大小E=I0Vm,空间某区域存在轴线平行于z轴的圆柱形磁场区域， 4=10'C/kg 磁场方向沿z轴正方向。一比荷为m 的带正电粒子从x轴上的P点以速度射入电场，方向与x 轴的夹角日=30°。该粒子经电场偏转后，由：轴上的Q点以垂直于z轴的方向立即进入磁场区域，经磁场 偏转射出后，通过坐标为(0,0.15m,02m)的M点（图中未画出），且速度方向与x轴负方向的夹角 a=60°，其中00=0.2m,不计粒子重力。求： (1)粒子速度的大小： 2 、原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 令学利四 李科网原创，让李司更客易！ JP.ZXXK.COM 学科网精品频道全力推荐 (2)圆柱形磁场区域的最小横截面积S4(结果保留两位有效数字)： (3)粒子从P点运动到M点经历的时间t(结果保留三位有效数字)。 刷模拟 一、单选愚 1.(2023吉林统考二模)北京高能物理研究所的正、负粒子对撞机是世界八大高能加速器中心之一，是中 国第一台高能加速器，其结构如图所示，正、负粒子由静止开始经过电压为U的直线加速器加速后，沿圆 环切线方向同时注入对撞机的高真空环状空腔内，空腔内存在着与圆环平面垂直的匀强磁场，磁感应强度 大小为B,正、负粒子在环状空腔内只受洛伦兹力作用而沿相反方向做半径相等的匀速圆周运动，然后在碰 撞区内迎面相撞，不考虑相对论效应，下列说法正确的是() 环状空腔 直线加速器 正离子 碰撞区 负离子 A.正、负粒子的比荷可以不相同 B.磁感应强度B一定时，比荷相同的粒子，电荷量大的粒子进入磁场时动能大 C.加速电压U一定时，粒子的比荷越大，磁感应强度B越大 D.对于给定的正、负粒子，粒子从静