考点46 带电粒子在组合场中运动-备战2024年高考物理一轮复习考点帮（全国通用）

考点46 带电粒子在组合场中运动 （核心考点精讲精练） 1. 5年真题考点分布 带电粒子在组合场中运动 2023·海南卷·T13 2023·山东卷·T17 2023·广东卷·T5 2022·山东卷·T17 2022·湖北卷·T8 2021·全国甲卷·T25 2021·山东卷·T17 2021·河北卷·T5 2021·河北卷·T14 2021·江苏卷·T15 2021·湖南卷·T13 2021·辽宁卷·T15 2021·北京卷·T18 2021·浙江6月选考·T22 2021·广东卷·T14 2020·全国卷Ⅱ·T17 2020·江苏卷·T16 2020·山东卷·T17 2. 命题规律及备考策略 【命题规律】近几年高考主要考查：质谱仪、回旋加速器的原理与分析，组合场中带电粒子的运动问题。 【备考策略】 1.掌握带电粒子在组合场中的运动规律和分析思路. 2.学会处理磁场与磁场组合场、电场与磁场组合场中带电粒子的运动问题． 【命题预测】 质谱仪、回旋加速器与现代科技相结合的问题 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)画运动轨迹：根据受力分析和运动学分析，大致画出粒子的运动轨迹图． (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)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． 3．常见粒子的运动及解题方法 4.“磁偏转”和“电偏转”的比较 考向1 磁场与磁场的组合 磁场与磁场的组合问题实质就是两个有界磁场中的圆周运动问题，带电粒子在两个磁场中的速度大小相同，但轨迹半径和运动周期往往不同．解题时要充分利用两段圆弧轨迹的衔接点与两圆心共线的特点，进一步寻找边角关系． （2023·河北唐山·迁西县第一中学校考二模）某科研实验装置的电场和磁场分布的简化图如图所示。第Ⅰ象限（包括轴）充满垂直平面向外、磁感应强度大小为的匀强磁场，第Ⅳ象限充满垂直平面向里、磁感应强度大小为的匀强磁场，第Ⅲ象限充满沿x轴负方向的匀强电场。在第Ⅲ象限内坐标为的粒子源P发射出质量为m、带电荷量为的带电粒子甲，粒子甲经电场偏转后恰好从坐标原点O沿y轴正方向以速度v进入磁感应强度为的匀强磁场区域。已知，粒子重力不计。 （1）求第Ⅲ象限内匀强电场的电场强度的大小E和粒子甲从粒子源射出时的速度大小； （2）从粒子甲由粒子源P射出开始计时，求粒子甲第三次穿过x轴的时间和此时穿过x轴的坐标； （3）若从y轴上Q点沿平行于x轴正方向发射与甲完全相同的粒子乙，且粒子乙第二次穿过x轴时与粒子甲第三次穿过x轴时的轨迹恰好相交，此时速度方向沿y轴正方向，求Q点在y轴上的位置坐标、粒子乙发射时的速度以及粒子乙从点运动至该交点所用的时间。 （2023·福建福州·福建省福州第一中学校考一模）如图，x轴上方存在垂直纸面向里的匀强磁场，第一、二象限内磁感应强度大小分别为、，第三象限内存在沿y轴负方向的匀强电场，在坐标为的P点由静止释放一电子，电子恰好能够分别垂直通过x轴和y轴各一次后到达坐标原点O处，已知电子的质量为m，带电荷量大小为e。 （1）求第三象限内电场强度E的大小； （2）求电子从P点第一次运动到O处所经历的时间t； （3）若仅改变P点在第三象限的纵坐标，为保证电子仍然能够到达O处且第一次到达O处的速度沿y轴方向，求释放点纵坐标的可能取值以及电子从出发点到第一次运动到O处所经历的时间。 考向2 电场与磁场的组合 1．带电粒子在匀强电场中做匀加速直线运动，在匀强磁场中做匀速圆周运动，如图所示． 2．带电粒子在匀强电场中做类平抛(或类斜抛)运动，在磁场做匀速圆周运动，如图所示 （2023·辽宁·统考高考真题）如图，水平放置的两平行金属板间存在匀强电场，板长是板间距离的倍。金属板外有一圆心为O的圆形区域，其内部存在磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向外的匀强磁场。质量为m、电荷量为q（q>0）的粒子沿中线以速度v0水平向右射入两板间，恰好从下板边缘P点飞出电场，并沿PO方向从图中O'点射入磁场。已知圆形磁场区域半径为，不计粒子重力。 （1）求金属板间电势差U； （2）求粒子射出磁场时与射入磁场时运动方向间的夹角θ； （3）仅改变圆形磁场区域的位置，使粒子仍从图中O'点射入磁场，且在磁场中的运动时间最长。定性画出粒子在磁场中的运动轨迹及相应的弦，标出改变后的侧形磁场区域的圆心M。 11．（2022·天津·高考真题）如图所示，M和N为平行金属板，质量为m，电荷量为q的带电粒子从M由静止开始被两板间的电场加速后，从N上的小孔穿出，以速度v由C点射入圆形匀强磁场区域，经D点穿出磁场，CD为圆形区域的直径。已知磁场的磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向