第三板块 层级Ⅰ微专题Ⅰ-2 带电粒子在电场，磁场中的运动-【创新方案】2024年高考物理二轮复习专题辅导与测试（新教材 江苏北京专用）

高考专题辅导与测试·物理 微专题I-2 带电粒子在电场、磁场中的运动 命题视角（一）带电粒子（体）在电场中的运动 题点1带电粒子（体）在电场中的直线运动 题点2带电粒子在匀强电场中的偏转 [例1]如图所示，在密立根油滴实验中，一个 [例2]如图所示，在正交坐标系xOy的第 质量为m的带电油滴进入两块相距为d的水平放 一、四象限内分别存在两个大小相等、方向不同 置的平行板之间。未 喷器 的匀强电场，两组平行且等间距的实线分别表 一油滴 加电压时，油滴可以速 带电板 示两个电场的电场线，每条电场线与x轴所夹 度匀速通过平行板 、 的锐角均为60°。一质子从y轴上某点A沿着 区域。若在两平板间 显做镜 带电板 垂直于电场线的方向射人第一象限，仅在电场 加电压U,油滴将在电场中减速到零并保持静止。 力的作用下第一次到达x轴上的B点时速度方 已知油滴运动时所受阻力大小与运动速度和油滴 向正好垂直于第四象限内的电场线，之后第二 半径乘积成正比。重力加速度为g。则() 次到达x轴上的C点，求： Λ该油滴所带电量 60 B.不加电压时，油滴速度v与半径成反比 60 C.该油滴从进入平行板到静止过程，做加速度增 大的减速运动 、 (1)质子在A点和B点的速率之比： D.该油滴在加电压U后，从进入平行板到静止过 (2)OB与BC长度的比值。 程，下落的距离为 n 尝议解题： d 听课硅笔： [微点拨] 求解带电粒子（体）在电场中的直线运动的技巧 要注意分析带电粒子是做匀速运动还是匀变 速运动，匀速运动问题常以平衡条件F合=0作为 突破口进行求解，匀变速运动问题根据力和运动的 关系可知，合力一定和速度在一条直线上，然后运 用动力学观点或能量观点求解。 (1)运用动力学观点时，先分析带电粒子的受力情 况，根据F合=1a得出加速度，再根据运动学方 程可得出所求物理量。 (2)运用能量观点时，在匀强电场中，若不计重力， 电场力对带电粒子做的功等于粒子动能的变化 量：若考虑重力，则合力对带电粒子做的功等于 粒子动能的变化量。 |68 第三板块 电场与磁场 [微点拨] A.M板电势高于N板电势 求解带电粒子在电场中的偏转运动的技巧 B.两个粒子的电势能都增加 在垂直电场方向上做匀速直线运动，在这个方 C.粒子在两板间的加速度为4-2 L 向上找出匀速运动的位移和运动时间等相关物理 量：沿电场方向做匀加速直线运动，在这个方向上 D.粒子从N板下端射出的时间1=2-一1)L 20 找出偏转加速度，偏转位移、偏转速度等相关物理 2.如图1所示，一倾角为30°的固定光滑绝缘斜 量。在垂直电场方向上有1= ,沿电场方向上有 面，上方存在沿斜面向下的匀强电场。一带电 量为9=1×10°C的物块（可视为质点）以一定 y= 或，=aa-偏联立方程可求解。 1 初速度沿斜面上滑，在上滑过程中物块的动能 年44 Ek,电势能E,与位移x的关系如图2所示。重 [精练速过关] 力加速度g取10m/s2,则物块质量m和电场强 度的大小E分别为 () 1.如图所示，带等量异种电荷的两正M N 4 1E/1 对平行金属板M、N间存在匀强电 场，板长为L(不考虑边界效应)。 20 t=0时刻，M板中点处的粒子源发 E30 0 2168x/ 射两个速度大小为的相同粒子，垂直M板 图1 2 A.m=0.75kg:E=1.25×10-5N/C 向右的粒子，到达N板时速度大小为√2： B.m=0.75kg:E=2.5×10-5N/C 平行M板向下的粒子，刚好从N板下端射： C.m=1kg:E=1.25×10-5N/C 出。不计重力和粒子间的相互作用，则(） D.m=1kg:E=2.5×105N/C 命题视角（二） 带电粒子在有界磁场中的运动 [真题试能力] 2.(2023·全国乙卷)如图，一 0 1.(2023·全四甲卷改编)光滑刚性绝缘圆筒内存在 磁感应强度大小为B的 ×B× 接 着平行于轴的匀强磁场，筒 匀强磁场，方向垂直于纸 屏 上P点开有一个小孔，过P 面(xOy平面)向里，磁场 y 的横截面是以O为圆心的 右边界与x轴垂直。一带电粒子由O点沿x正 圆，如图所示。一带电粒子 ×× 向人射到磁场中，在磁场另一侧的S点射出，粒 从P点沿PO射人，然后与筒壁发生碰撞。假 子离开磁场后，沿直线运动打在垂直于x轴的 设粒子在每次碰撞前、后瞬间，速度沿圆上碰撞 点的切线方向的分量大小不变，沿法线方向的 接收屏上的P点：SP=1,S与屏的距离为？，与 分量大小不变、方向相反：电荷量不变。不计重 工轴的距离为4。如果保持所有条件不变，在磁 力。下列说法正确的是 () 场区域再加上电场强度大小为E的匀强电场， A.粒子的运动轨迹可能通过圆心O 该粒子人射后则会沿x轴到达接收屏。该粒子 B.最少经4次碰撞，