电磁场压轴解答题（江苏卷）-2023年高考物理十年压轴真题题型解读与模拟预测

电磁场压轴解答题（江苏卷） 高考物理电磁场压轴解答题是考查学生物理学科素养高低的试金石，表现为综合性强、求解难度大、对考生的综合分析能力和应用数学知识解决物理问题的能力要求高等特点。 1、 命题范围 1、带电粒子的在电场的加速和偏转问题（压轴指数★★★★） 带电粒子在电场中的加速、减速、类平抛运动的分析和计算。带电粒子在包含重力场和电场的场的直线运动或圆周运动的分析与计算。 2、带电粒子在有界磁场的运动（压轴指数★★★★★） 带电粒子在直线边界、圆形边界、三角形边界或其他特殊几何图形围成的边界的圆周运动的分析与计算。 3、带电粒子的组合场、复合场中的运动（压轴指数★★★★★） 带电粒子由电场进入磁场，或由磁场进入电场、或在电场和磁场中往复运动，在电场中的加速或类平抛运动，在磁场中的做匀速圆周运动或螺旋运动。 4.带电粒子在交变电场、磁场中的运动 带电粒子在交变电场和磁场中往复运动。 二、命题类型 1. 某一平面内的带电粒子在电磁场中的运动模型。 在电场中的的类平抛采取运动分解思想，对速度和位移或加速度的分解。带电粒子在有界磁场中的运动，确定圆周运动的的圆心、半径、轨迹，分析临界条件，利用几何关系求解。 2.带电粒子在电场和磁场相关的新的科技设备运动分析 质谱仪、回旋加速器，云室、静电偏转器、利用电场和磁场控制带电粒子运动的其他情境。 一、解答题 1．（2022·江苏·高考真题）利用云室可以知道带电粒子的性质，如图所示，云室中存在磁感应强度大小为B的匀强磁场，一个质量为m、速度为v的电中性粒子在A点分裂成带等量异号电荷的粒子a和b，a、b在磁场中的径迹是两条相切的圆弧，相同时间内的径迹长度之比，半径之比，不计重力及粒子间的相互作用力，求： （1）粒子a、b的质量之比； （2）粒子a的动量大小。 2．（2022·江苏·高考真题）某装置用电场控制带电粒子运动，工作原理如图所示，矩形区域内存在多层紧邻的匀强电场，每层的高度均为d，电场强度大小均为E，方向沿竖直方向交替变化，边长为，边长为，质量为m、电荷量为的粒子流从装置左端中点射入电场，粒子初动能为，入射角为，在纸面内运动，不计重力及粒子间的相互作用力。 （1）当时，若粒子能从边射出，求该粒子通过电场的时间t； （2）当时，若粒子从边射出电场时与轴线的距离小于d，求入射角的范围； （3）当，粒子在为范围内均匀射入电场，求从边出射的粒子与入射粒子的数量之比。 3．（2021·江苏·高考真题）如图1所示，回旋加速器的圆形匀强磁场区域以O点为圆心，磁感应强度大小为B，加速电压的大小为U、质量为m、电荷量为q的粒子从O附近飘入加速电场，多次加速后粒子经过P点绕O做圆周运动，半径为R，粒子在电场中的加速时间可以忽略。为将粒子引出磁场，在P位置安装一个“静电偏转器”，如图2所示，偏转器的两极板M和N厚度均匀，构成的圆弧形狭缝圆心为Q、圆心角为，当M、N间加有电压时，狭缝中产生电场强度大小为E的电场，使粒子恰能通过狭缝，粒子在再次被加速前射出磁场，不计M、N间的距离。求： （1）粒子加速到P点所需要的时间t； （2）极板N的最大厚度； （3）磁场区域的最大半径。 4.（2020·江苏·统考高考真题）空间存在两个垂直于平面的匀强磁场，y轴为两磁场的边界，磁感应强度分别为、。甲、乙两种比荷不同的粒子同时从原点O沿x轴正向射入磁场，速度均为v。甲第1次、第2次经过y轴的位置分别为P、Q，其轨迹如图所示。甲经过Q时，乙也恰好同时经过该点。已知甲的质量为m，电荷量为q。不考虑粒子间的相互作用和重力影响。求： (1)Q到O的距离d； (2)甲两次经过P点的时间间隔； (3)乙的比荷可能的最小值。 5．（2019·江苏·高考真题）如图所示，匀强磁场的磁感应强度大小为B．磁场中的水平绝缘薄板与磁场的左、右边界分别垂直相交于M、N，MN=L，粒子打到板上时会被反弹（碰撞时间极短），反弹前后水平分速度不变，竖直分速度大小不变、方向相反．质量为m、电荷量为-q的粒子速度一定，可以从左边界的不同位置水平射入磁场，在磁场中做圆周运动的半径为d，且d<L，粒子重力不计，电荷量保持不变． （1）求粒子运动速度的大小v； （2）欲使粒子从磁场右边界射出，求入射点到M的最大距离dm； （3）从P点射入的粒子最终从Q点射出磁场，PM=d，QN=，求粒子从P到Q的运动时间t． 6．（2018·江苏·高考真题）如图所示，真空中四个相同的矩形匀强磁场区域，高为4d，宽为d，中间两个磁场区域间隔为2d，中轴线与磁场区域两侧相交于O、O′点，各区域磁感应强度大小相等。某粒子质量为m、电荷量为 + q，从O沿轴线射入磁场。当入射速度为v0时，粒子从O上方处射出磁场。取sin53° = 0.8，cos53° = 0.6。 （1）求磁感应