押全国卷21题：带电粒子在电磁场中的运动-备战2024年高考物理临考题号押题（新高考通用）

押全国卷21题：带电粒子在电磁场中的运动 核心考点 考情统计 考向预测 备考策略 带电粒子在电场、磁场以及复合场中的运动 2023·新课标卷25 高考对于这部分知识点主要以模型与几何关系结合，考查带电粒子在电磁场中的运动等。2024年备考建议多关注带电粒子在复合场中运动类问题。试题考查难度大，综合性强。 强化对物理基本概念、基本规律的学习。该部分试题的呈现形式丰富，提问角度设置新颖。在解决此类问题时要将所学物理知识与实际情境联系起来，抓住问题本质，还需具备一定的空间思维能力。 2023·全国甲卷19 2023·全国乙卷18 2022·全国甲卷18 2022·全国乙卷21 2021·全国甲卷25 2021·全国乙卷16 1．（2023·全国乙卷，T18）如图，一磁感应强度大小为B的匀强磁场，方向垂直于纸面（xOy平面）向里，磁场右边界与x轴垂直。一带电粒子由O点沿x正向入射到磁场中，在磁场另一侧的S点射出，粒子离开磁场后，沿直线运动打在垂直于x轴的接收屏上的P点；SP = l，S与屏的距离为，与x轴的距离为a。如果保持所有条件不变，在磁场区域再加上电场强度大小为E的匀强电场，该粒子入射后则会沿x轴到达接收屏。该粒子的比荷为（   ）      A． B． C． D． 2．（2023·全国甲卷，T19）（多选）光滑刚性绝缘圆筒内存在着平行于轴的匀强磁场，筒上P点开有一个小孔，过P的横截面是以O为圆心的圆，如图所示。一带电粒子从P点沿PO射入，然后与筒壁发生碰撞。假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，沿法线方向的分量大小不变、方向相反；电荷量不变。不计重力。下列说法正确的是（    ）    A．粒子的运动轨迹可能通过圆心O B．最少经2次碰撞，粒子就可能从小孔射出 C．射入小孔时粒子的速度越大，在圆内运动时间越短 D．每次碰撞后瞬间，粒子速度方向一定平行于碰撞点与圆心O的连线 一、带电粒子在有界磁场中的运动 圆心的确定 半径的确定 时间的确定 基本思路 ①与速度方向垂直的直线过圆心 ②弦的垂直平分线过圆心 ③轨迹圆弧与边界切点的法线过圆心 利用平面几何知识求半径 利用轨迹对应圆心角θ或轨迹长度L求时间①t＝T；②t＝ 图例 说明 P、M点速度垂线交点 P点速度垂线与弦的垂直平分线交点 某点的速度垂线与切点法线的交点 常用解三角形法(如图)：R＝或由R2＝L2＋(R－d)2求得R＝ (1)速度的偏转角φ等于所对的圆心角θ (2)偏转角φ与弦切角α的关系： φ<180°时，φ＝2α； φ>180°时，φ＝360°－2α 二、带电粒子在磁场中运动的临界问题和磁聚焦模型 1．临界问题 (1)解决带电粒子在磁场中运动的临界问题，关键在于运用动态思维，寻找临界点，确定临界状态，根据粒子的速度方向找出半径方向，同时由磁场边界和题设条件画好轨迹，定好圆心，建立几何关系． (2)处理临界问题常用的方法——动态圆法 方法 放缩圆法 旋转圆法 平移圆法 图形 适用条件 速度方向一定，大小不同 速度大小一定，方向不同 速度大小相等、方向相同，入射点在一条直线上 作图方法 以入射点P为定点，圆心位于PP′直线上，将半径放缩作轨迹，从而探索出临界条件 将一半径为R＝的圆以入射点为圆心进行旋转，从而探索出临界条件 将圆沿着某个方向平移，从而探索出临界条件 2.磁聚焦与磁发散 （1）磁发散：如图1所示，有界圆形磁场的磁感应强度为B，圆心为O，从P点有大量质量为m、电荷量为q的正粒子，以大小相等的速度v沿不同方向射入有界磁场，不计粒子的重力，如果正粒子轨迹圆半径与有界圆形磁场半径相等，则所有粒子射出磁场的方向平行。 （2）磁汇聚：如图2所示，大量的同种带正电的粒子，速度大小相同，平行入射到圆形磁场区域，如果轨迹圆半径与磁场圆半径相等(R＝r)，则所有的带电粒子将从磁场圆的最低点B点射出。 三、组合场中的两种典型偏转 1.从电场进入磁场 电场中：加速直线运动⇓ 磁场中：匀速圆周运动 电场中：类平抛运动⇓ 磁场中：匀速圆周运动 2.从磁场进入电场 磁场中：匀速圆周运动⇓ 电场中：匀变速直线运动 （v与E同向或反向） 磁场中：匀速圆周运动⇓ 电场中：类平抛运动（v与E垂直） 四、带电粒子在叠加场中的运动 1.带电粒子在叠加场中的直线运动 （1）带电粒子在电场和磁场的叠加场中做直线运动，电场力和洛伦兹力一定相互平衡，因此可利用二力平衡解题。 （2）带电粒子在电场、磁场、重力场的叠加场中做直线运动，则粒子一定处于平衡状态，因此