专题14　带电粒子在叠加场中的运动-【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14 带电粒子在叠加场中的运动 典例在线 【例题】(2023春云南玉溪·高三云南省玉溪第三中学校考开学考试)如图甲所示，竖直平面内的直角坐标 系xQ少的x轴水平，在y轴的右侧存在方向竖直向下的匀强电场，在第Ⅱ象限内存在方向水平向左的匀强电 场和方向垂直坐标平面向外的匀强磁场。一质量m=1.0×10kg、电荷量9=1.0×10C的带负电粒子以大小 v=120ms的初速度从x轴负半轴上到坐标原点O的距离d=V3m的A点进入第Ⅱ象限，沿与x轴正方向 夹角=60°的方向做直线运动，当粒子经过P点时，在y轴的右侧加上一个交变磁场（图甲中未画出），粒 子进入y轴右侧后做匀速圆周运动，规定垂直坐标平面向里为正，从粒子经过P点开始计时，交变磁场的 磁感应强度随时间变化的规律如图乙所示。取重力加速度大小&=10m/s,不计空气阻力。求： (1)第Ⅱ象限内匀强磁场的磁感应强度大小B, E (2)y轴右侧匀强电场的电场强度大小与第Ⅱ象限内匀强电场的电场强度大小之比B: (3)粒子经过P点后第一次到达x轴的时间t。 ↑B2T 入8 t/s 120 60 E 甲 乙 解题技巧 明确粒子受几个力，结合运动情况，分析各力方向。 (1)电场与磁场叠加：常见模型有速度选择器、磁流体发电机、电磁流量计、霍尔元件等。 (2)电场、磁场、重力场叠加：无约束带电体在叠加场做直线运动时必为匀速直线运动：做圆周运动时必 为匀速圆周运动，重力与电场力平衡，洛伦兹力提供向心力。 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=qB时， 重力场与磁场叠加满足mg=9B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=qB的方向与速度v垂直， 1 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究： 学利网 李科网原，让学司更客易！ JP.ZXXK.COM 学科网精品频道全力推荐 (3)若三场共存，粒子做匀速圆周运动时，则有mg=gE,粒子在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，即gB =mv2r. 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,分析 复合场 弄清电场、磁场、重力场组合情况 的组成 受力分析 先重力、再弹力、后摩擦力，然后分析其他 力（静电力、洛伦兹力） 运动分机 注意运动情况和受力情况的结合 匀速直线运动→平衡条件 画出轨迹 选择规律 匀速圆周运动→牛顿运动定律和圆周运动规律 复杂曲线运动→动能定理或能址守恒定律 变式训烯 【变式训练】(2023全国·高三专题练习)如图所示，有一足够长的绝缘圆柱形管道水平固 定，内有带负电小球，小球直径略小于管道直径。小球质量为m,电荷量为9，与管道的动摩擦因数为“， 空间中有垂直向外、大小为B的匀强磁场。现对物块施加水平向右的恒力F,使物块自静止开始运动，已 知重力加速度为g,对物块运动过程的判断正确的是() ● (F-umg) A,小球一直做加速度减小的运动 B.小球最大加速度为m (F+μmg) (F+μmg) C.小球稳定时速度为 ugB D.从开始运动到最大速度时F做的功为2mugB 刷模拟 一、单选题 1.(2023广东汕尾·高三汕尾市城区汕尾中学校考期末)如图所示，空间中存在着正交的匀强磁场和匀强电 场，己知电场强度大小为E,方向竖直向下，磁感应强度大小为B,方向垂直纸面。一电子由O点以一定 初速度6水平向右飞入其中，运动轨迹如图所示，其中O、Q和P分别为轨迹在一个周期内的最高点和最 低点，不计电子的重力。下列说法正确的是() 2 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学利网 学科网原到，让学司更会易！ JP.ZXXK.COM 学科网精品频道全力推荐 Yo A.磁感应强度方向垂直纸面向外 E B.电子的初速度小于B C.由O点至P点的运动过程中，电子的速度增大 D.将电子的初速度调整至合适值可以使其做直线运动 2.(2023春青海西宁高三校考开学考试)如图所示，在空间直角坐标系0-2中，沿z轴正方向有电场 强度为E的匀强电场，沿y轴正方向有磁感应强度为B的匀强磁场，一质量为m、带电荷量为+9的小球以 一定的初速度%沿x轴正方向抛出后小球做平抛运动，己知重力加速度为g,则下列说法正确的是() E E A.小球的初速度可能小于B E B.经过时间B，小球的动能变为初始时的2倍 C.仅将小球的初速度方向变为沿y轴正方向，小球不可能做匀变速运动 D.仅将磁感应强度B的方向变为沿：轴正方向，小球不可能做类平抛运动 3.(2023吉林长春长春市第二中学校考模拟预测)如图甲、乙所示，两空