12 第1阶段 专题3 第3讲 带电粒子在复合场中的运动-【提分教练】2024年新高考物理二轮总复习课件（新教材）

第一阶段 突破核心　升华思维 第3讲　带电粒子在复合场中的运动 专题三　电场与磁场 1 【高考定位】　高考对本讲的命题热点集中在带电粒子在组合场中的运动、带电粒子在叠加场中的运动以及与最新科技或实际生活中的电磁装置相关联等问题的考查上。要善于将实际问题转化为物理模型，正确画出运动轨迹，灵活选用几何关系进行分析与计算。 01 02 突破点二　带电粒子在叠加场中的运动 突破点一　带电粒子在组合场中的运动 03 突破点三　电磁场与现代科技 索引 第3讲　带电粒子在复合场中的运动 1．掌握带电粒子在组合场中运动问题类型及规律 突破点一　带电粒子在组合场中的运动 突破点二 专题限时集训 突破点一 突破点三 第3讲　带电粒子在复合场中的运动 4 2．抓住“两个技巧” (1)按照带电粒子运动的先后顺序，将整个运动过程划分成不同阶段的小过程。 (2)善于利用几何图形处理边、角关系，要有运用数学知识处理物理问题的意识。 突破点二 专题限时集训 突破点一 突破点三 第3讲　带电粒子在复合场中的运动 [典例1]　(2021·山东卷)某离子束实验装置的基本原理如图甲所示。Ⅰ区宽度为d，左边界与x轴垂直交于坐标原点O，其内充满垂直于xOy平面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B0；Ⅱ区宽度为L，左边界与x轴垂直交于O1点，右边界与x轴垂直交于O2点，其内充满沿y轴负方向的匀强电场。测试板垂直x轴置于Ⅱ区右边界，其中心C与O2点重合。从离子源不断飘出电荷量为q、质量为m的带正电离子，加速后沿x轴正方向过O点，依次经Ⅰ区、Ⅱ区，恰好到达测试板中心C。已知离子刚进入Ⅱ区时速度方向与x轴正方向的夹角 为θ。忽略离子间 的相互作用，不 计重力。 突破点二 专题限时集训 突破点一 突破点三 第3讲　带电粒子在复合场中的运动 (1)求离子在Ⅰ区中运动时速度的大小v； (2)求Ⅱ区内电场强度的大小E； (3)保持上述条件不变，将Ⅱ区分为左右两部分，分别填充磁感应强度大小均为B(数值未知)、方向相反且平行y轴的匀强磁场，如图乙所示。为使离子的运动轨迹与测试板相切于C点，需沿x轴移动测试板，求移动后C到O1的距离s。 [解析]　(1)设离子在Ⅰ区内做匀速圆周运动的半径为r，由牛顿第二定律得qvB0＝m 根据几何关系得sin θ＝ 联立可得v＝。 突破点二 专题限时集训 突破点一 突破点三 第3讲　带电粒子在复合场中的运动 (2)离子在Ⅱ区内只受电场力，x方向做匀速直线运动，y方向做匀变速直线运动，设从进入电场到击中测试板中心C的时间为t，y方向的位移为y0，加速度大小为a，由牛顿第二定律得qE＝ma 由运动的合成与分解得 L＝v cos θ·t，y0＝－r(1－cos θ)，y0＝v sin θ·t－at2 联立可得E＝。 (3)Ⅱ区内填充磁场后，离子在垂直y轴的方向做匀速圆周运动，如图所示为俯视图。设左侧部分的圆心角为α，圆周运动半径为r′，运动轨迹长度为l′，由几何关系得α＝，l′＝×2πr′＋×2πr′ 离子在Ⅱ区内的运动时间不变，则有＝ C到O1的距离为s＝2r′sin α＋r′ 联立可得s＝L。 [答案]　(1)L 1．(2023·陕西省西安市六校高三联考)如图所示，在平面直角坐标系xOy的第一、四象限存在垂直于坐标平面向里的匀强磁场，第二象限内存在水平向右的匀强电场，有一质量为m、电荷量为q(q>0)的带正电粒子从y轴的M点(0，－2L)以与y轴负方向成θ＝60°角、大小为v的初速度垂直磁场进入第四象限，经磁场偏转从y轴上的N点(0，2L)进入第二象限，又经电场作用 垂直于x轴从轴上的A点射出，不计粒子所受重力，求： (1)第一、四象限内磁场的磁感应强度的大小B； (2)第二象限内电场强度的大小E； (3)粒子从M点运动到A点的时间。 突破点二 专题限时集训 突破点一 突破点三 第3讲　带电粒子在复合场中的运动 [解析]　(1)粒子运动轨迹如图所示 设粒子在第一、四象限内做匀速圆周的半径为r，由几何关系可得r＝＝L 由qvB＝m 解得B＝。 (3)由(2)可知，粒子在电场中运动时间为t1＝ 粒子在磁场中运动时间为t2＝T＝ 粒子从M点运动到A点的时间为t＝t1＋t2＝。 (2)进入第二象限后受水平向右的电场力作用，粒子从N点至A点的运动可以看成是类平抛的逆过程，则由几何关系可得沿电场力方向 vx＝at1，qE＝ma，vx＝v sin 60° 沿y轴方向2L＝v cos 60°·t1 解得E＝。 [答案]　(1)　(2)　(3) 2．(2023·山东省济南市一模)如图甲所示，在三维坐标系Oxyz中，0<x<d的空间内，存在沿y轴正方向的匀强电场，x>d的空间内存在沿x轴正方向的匀强磁场，荧光屏垂直x轴放置，其中心C