第10章 专题突破15 带电粒子在叠加场和组合场中的运动-【优化探究】2024高考物理一轮复习高考总复习配套课件（教科版 新教材 新高考）

专题突破15　带电粒子在叠加场和组合场中的运动 1 一轮· 物理 立足素养 能力提升 分层训练 巩固提高 突破点一　带电粒子在叠加场中的运动 1．三种场的比较 力的特点 功和能的特点 重力场 大小：G＝mg 方向：竖直向下 重力做功与路径无关 重力做功改变物体的重力势能 1 一轮· 物理 立足素养 能力提升 分层训练 巩固提高 力的特点 功和能的特点 电场 大小：F＝qE 方向：正电荷受力方向与场强方向相同，负电荷受力方向与场强方向相反 电场力做功与路径无关 W＝qU 电场力做功改变电势能 磁场 大小：F＝qvB(v⊥B) 方向：可用左手定则判断 洛伦兹力不做功，不改变带电粒子的动能 1 一轮· 物理 立足素养 能力提升 分层训练 巩固提高 2.关于是否考虑粒子重力的三种情况 (1)对于微观粒子，如电子、质子、离子等，因为其重力一般情况下与静电力或磁场力相比太小，可以忽略；而对于一些实际物体，如带电小球、液滴、尘埃等一般应当考虑其重力。 (2)在题目中有明确说明是否要考虑重力的，按题目要求处理。 (3)不能直接判断是否要考虑重力的，在进行受力分析与运动分析时，要结合运动状态确定是否要考虑重力。 1 一轮· 物理 立足素养 能力提升 分层训练 巩固提高 典例1　(2017·全国Ⅰ卷)如图，空间某区域存在匀强电场和匀强磁场，电场方向竖直向上(与纸面平行)，磁场方向垂直于纸面向里，三个带正电的微粒a、b、c电荷量相等，质量分别为ma、mb、mc，已知在该区域内，a在纸面内做匀速圆周运动，b在纸面内向右做匀速直线运动，c在纸面内向左做匀速直线运动。下列选项正确的是(　　) A．ma＞mb＞mc　　　　　 B．mb＞ma＞mc C．mc＞ma＞mb D．mc＞mb＞ma B 1 一轮· 物理 立足素养 能力提升 分层训练 巩固提高 [解析]　设三个微粒的电荷量均为q，a在纸面内做匀速圆周运动，说明洛伦兹力提供向心力，重力与电场力平衡，则 mag＝qE① b在纸面内向右做匀速直线运动，三力平衡，则 mbg＝qE＋qvB② c在纸面内向左做匀速直线运动，三力平衡，则 mcg＋qvB＝qE③ 比较①②③式得mb>ma>mc，选项B正确。 1 一轮· 物理 立足素养 能力提升 分层训练 巩固提高 典例2　(多选)质量为m、电荷量为q的微粒以速度v与水平方向成θ角从O点进入方向如图所示的正交的匀强电场和匀强磁场组成的混合场区，该微粒在电场力、洛伦兹力和重力的共同作用下，恰好沿直线运动到A，下列说法中正确的是(　　) 1 一轮· 物理 立足素养 能力提升 分层训练 巩固提高 1 一轮· 物理 立足素养 能力提升 分层训练 巩固提高 1 一轮· 物理 立足素养 能力提升 分层训练 巩固提高 1 一轮· 物理 立足素养 能力提升 分层训练 巩固提高 1．(带电粒子在叠加场中的圆周运动)如图所示，在竖直平面内建立直角坐标系xOy，其第一象限存在着正交的匀强电场和匀强磁场，电场强度的方向水平向右，磁感应强度的方向垂直纸面向里。一电荷量为＋q、质量为m的微粒从原点出发沿与x轴正方向的夹角为45°的初速度进入复合场中，正好做直线运动，当微粒运动到A(l，l)时，电场方向突然变为竖直向上(不计电场变化的时间)，微粒继续运动一段时 间后，正好垂直于y轴穿出复合场。不计一切阻力，求： 1 一轮· 物理 立足素养 能力提升 分层训练 巩固提高 (1)电场强度E的大小； 1 一轮· 物理 立足素养 能力提升 分层训练 巩固提高 1 一轮· 物理 立足素养 能力提升 分层训练 巩固提高 (2)磁感应强度B的大小； 1 一轮· 物理 立足素养 能力提升 分层训练 巩固提高 1 一轮· 物理 立足素养 能力提升 分层训练 巩固提高 (3)微粒在复合场中的运动时间。 1 一轮· 物理 立足素养 能力提升 分层训练 巩固提高 1 一轮· 物理 立足素养 能力提升 分层训练 巩固提高 1 一轮· 物理 立足素养 能力提升 分层训练 巩固提高 2.(带电粒子在叠加场中的复杂运动)如图所示，在平面直角坐标系xOy(x轴水平，y轴竖直)中，第一象限内存在正交的匀强电、磁场，电场强度竖直向上，大小E1＝40 N/C，磁场方向垂直纸面向里；第四象限内存在一方向 1 一轮· 物理 立足素养 能力提升 分层训练 巩固提高 (1)匀强磁场的磁感应强度B的大小； 答案：(1)2 T　 1 一轮· 物理 立足素养 能力提升 分层训练 巩固提高 1 一轮· 物理 立足素养 能力提升 分层训练 巩固提高 (2)小球由P点运动至N点的时间。 答案：(2)0.6 s 1 一轮· 物理 立足素养 能力提升 分层训练 巩固提高 小球的速度与重力、电场力的