11 第1阶段 专题3 第3讲 带电粒子(带电体)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（老教材）

第一阶段 突破核心　升华思维 第3讲　带电粒子(带电体)在复合场中的运动 专题三　电场与磁场 1 真题情境 考情分析 高考定位 素养目标 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的分析与计算，题型以计算题为主。磁场与现代科技结合为素材的题目，也应引起高度的重视。 1．掌握带电粒子的电偏转和磁偏转的条件、运动性质。 2．会应用牛顿运动定律进行分析研究带电粒子的电偏转和磁偏转。 3．能够分析带电粒子的运动过程，正确画出运动轨迹，灵活应用几何关系进行计算。 2023·江苏卷T16　　　　　2023·湖南卷T6　　　　2022·全国甲卷T18 2022·山东卷T17　　　　　2021·全国甲卷T25　　　　　　2020·全国Ⅱ卷T17 第3讲　带电粒子(带电体)在复合场中的运动 2 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 04 突破点四　带电粒子在交变场中的运动 第3讲　带电粒子(带电体)在复合场中的运动 1．掌握带电粒子在复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 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)善于画出几何图形处理边、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 突破点四 第3讲　带电粒子(带电体)在复合场中的运动 4 考向1　先磁场后电场 [典例1]　如图所示，在xOy坐标平面的第一象限内有一沿y轴负方向的匀强电场，在第四象限内有一垂直于平面向里的匀强磁场。现有一质量为m、电荷量为＋q的粒子(重力不计)从坐标原点O射入磁场，其入射方向与y轴的负方向成45°角。当粒子运动到电场中坐标为(3L，L)的P点处时速度大小为v0、方向与x轴正方向相同。求： (1)粒子从O点射入磁场时的速度v； (2)匀强电场的电场强度大小E0和匀强磁场的磁感 应强度大小B0； (3)粒子从O点运动到P点所用的时间。 突破点二 专题限时集训 突破点一 突破点三 突破点四 第3讲　带电粒子(带电体)在复合场中的运动 [解析]　(1)若粒子第一次在电场中到达最高点P，则其运动轨迹如图所示，粒子在O点时的速度大小为v，OQ段为圆弧，QP段为抛物线。根据对称性可知，粒子在Q点时的速度大小也为v，方向与x轴正方向成45°角斜向上，可得v0＝v cos 45°，解得v＝v0。 (2)在粒子从Q运动到P的过程中，由动能定理得－qE0L＝－mv2 解得E0＝ 又因为在匀强电场中由Q到P的过程中，水平方向的位移xQP＝v0t1 竖直方向的位移y＝t1＝L 可得xQP＝2L，OQ＝L 由OQ＝2R cos 45°解得粒子在匀强磁场中圆周运动的半径R＝L 又因为qvB0＝ 解得B0＝。 (3)在Q点时，vy＝v0tan 45°＝v0 设粒子从Q到P所用时间为t1，在竖直方向上有t1＝＝ 由图知OQ段对应的圆心角为90°，则粒子从O点运动到Q点所用的时间t2＝＝·＝ 则粒子从O点运动到P点所用的时间t总＝t1＋t2＝＋＝。 [答案]　(1)v0　(2)　　(3) 考向2　先电场后磁场 [典例2]　(2021·全国甲卷)如图所示，长度均为l的两块挡板竖直相对放置，间距也为l，两挡板上边缘P和M处于同一水平线上，在该水平线的上方区域有方向竖直向下的匀强电场，电场强度大小为E；两挡板间有垂直纸面向外、磁感应强度大小可调节的匀强磁场。一质量为m、电荷量为q(q＞0)的粒子自电场中某处以大小为v0的速度水平向右发射，恰好从P点处射入磁场，从两挡板下边缘Q和N之间射出磁场，运动过程中粒子未与挡板碰撞。已知粒子射入磁场时的速度方向与PQ的夹角为60°，不计重力。 (1)求粒子发射位置到P点的距离； (2)求磁感应强度大小的取值范围； (3)若粒子正好从QN的中点射出磁场， 求粒子在磁场中的轨迹与挡板MN的最近距离。 突破点二 专题限时集训 突破点一 突破点三 突破点四 第3讲　带电粒子(带电体)在复合场中的运动 [解析]　(1)将粒子射入磁场时的速度分解，可得 vy＝＝，v＝＝ 粒子在电场中做类平抛运动 在沿电场方向有qE＝＝2ay，vy＝at 在垂直电场方向有x＝v0t 合成分位移得d＝ 联立解得d＝，故发射位置到P点的距离为。 (2)若粒子从Q射出磁场，运动轨迹如图1所示，由几何知识可得r1＝＝ 若粒子从N射出磁场，运动轨迹如图2所示，由几何知识可得r2＝＝(＋1)l 由洛伦兹力提供向心力可得qvB＝ 即B＝ 由上述分析知r1<r<r2 联立可解得<B<。 (3)画出从NQ中点A出射粒子的轨迹，如图3所示 根据几何知识