第10章 专题强化16 带电粒子在复合场中的运动-【勤径学升】2024高考物理一轮总复习配套课件

物 理 第十章 磁　场 专题强化十六　带电粒子在复合场中的运动 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 续表 返回目录 续表 返回目录 续表 返回目录 续表 返回目录 续表 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 返回目录 1．本专题是磁场、力学、电场等知识的综合应用，高考往往以计算压轴题的形式出现。 2．学习本专题，可以培养同学们的审题能力、推理能力和规范表达能力。针对性的专题训练，可以提高同学们解决难题、压轴题的信心。 热点 eq \a\vs4\al(1) 带电粒子在组合场中的运动(方法模型) 1．组合场：电场与磁场各位于一定的区域内，并不重叠，或在同一区域，电场、磁场交替出现。 2．分析思路 (1)划分过程：将粒子运动的过程划分为几个不同的阶段，对不同的阶段选取不同的规律处理。 (2)找关键点：确定带电粒子在场区边界的速度(包括大小和方向)是解决该类问题的关键。 (3)画运动轨迹：根据受力分析和运动分析，大致画出粒子的运动轨迹图，有利于形象、直观地解决问题。 3．常见粒子的运动及解题方法 类型1　磁场与磁场组合 [例1]　(2022·宜昌联考)如图所示，在矩形区域ABCD内存在竖直向上的匀强电场，在BC右侧Ⅰ、Ⅱ两区域存在匀强磁场，L1、L2、L3是磁场的边界(BC与L1重合)，两磁场区域宽度相同，方向如图所示，区域Ⅰ的磁感应强度大小为B1。一带电荷量为q(q>0)、质量为m(重力不计)的点电荷从AD边中点以初速度v0沿水平向右方向进入电场，点电荷恰好从B点进入磁场，经区域Ⅰ后又恰好从与B点同一水平高度处进入区域Ⅱ。已知AB长度是BC长度的 eq \r(3) 倍。 (1)求带电粒子到达B点时的速度大小。 (2)求磁场的宽度L。 (3)要使点电荷在整个磁场中运动的时间最长，求区域Ⅱ的磁感应强度B2的最小值。 解析　(1)设点电荷进入磁场时的速度大小为v，与水平方向成θ角，由类平抛运动的速度方向与位移方向的关系有tan θ＝ eq \f(LBC,LAB) ＝ eq \f(\r(3),3) ，则θ＝30°，则v＝ eq \f(v0,cos θ) ＝ eq \f(2\r(3)v0,3) 。 (2)设点电荷在区域Ⅰ中的轨迹半径为r1，由牛顿第二定律得qvB1＝m eq \f(v2,r1) ，轨迹如图甲所示，由几何关系得L＝r1，解得L＝ eq \f(2\r(3)mv0,3qB1) 。 (3)当点电荷不从区域Ⅱ右边界离开磁场时，点电荷在磁场中运动的时间最长。设区域Ⅱ中磁感应强度最小时，对应的轨迹半径为r2，轨迹如图乙所示， 由牛顿第二定律有qvBmin＝m eq \f(v2,r2) ， 根据几何关系有L＝r2(1＋sinθ)，解得Bmin＝ eq \f(3,2) B1。 答案　(1) eq \f(2\r(3)v0,3) 　(2) eq \f(2\r(3)mv0,3qB1) 　(3) eq \f(3,2) B1 类型2　磁场与电场组合(规范答题) [例2]　如图，在y＞0的区域存在方向沿y轴负方向的匀强电场，场强大小为E；在y＜0的区域存在方向垂直于xOy平面向外的匀强磁场。一个氕核 eq \o\al(\s\up1(1),\s\do1(1)) H和一个氘核 eq \o\al(\s\up1(2),\s\do1(1)) H先后从y轴上y＝h点以相同的动能射出，速度方向沿x轴正方向。已知 eq \o\al(\s\up1(1),\s\do1(1)) H进入磁场时，速度方向与x轴正方向的夹角为60°，并从坐标原点O处第一次射出磁场。 eq \o\al(\s\up1(1),\s\do1(1)) H的质量为m，电荷量为q。不计重力。求： (1) eq \o\al(\s\up1(1),\s\do1(1)) H第一次进入磁场的位置到原点O的距离。 (2)磁场的磁感应强度大小。 (3) eq \o\al(\s\up1(2),\s\do1(1)) H第一次离开磁场的位置到原点O的距离。 规范答题区 自查项目 合格打勾 书写工整，卷面整洁 解析　(1) eq \o\al(\s\up1(1),\s\do1(1)) H在电场中做类平抛运动，在磁场中做匀速圆周运动，运动轨迹如图所示。设 eq \o\al(\s