第10章 专题提升16 带电粒子在叠加场或交变电磁场中的运动 演练知能提升(课件PPT)-【精微方案】2027年高考一轮总复习讲义·物理
2026-08-12
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教辅
摘要：
该高中物理高考复习课件聚焦带电粒子在复合场中的运动、洛伦兹力与电场力平衡等核心考点，依据高考评价体系明确磁场与电场综合应用占比达60%的高频考查要求，通过梳理平衡条件分析、轨迹几何推导等常考题型，构建针对性备考框架。
课件亮点在于融合2026年新疆、陕西等地模拟真题，以科学思维中的模型建构（如等效重力合成）和科学推理（动能定理与洛伦兹力公式联用）为核心，解析带电粒子匀速运动条件判断、偏转轨迹圆心角计算等典型问题，帮助学生掌握几何关系分析技巧，教师可据此精准定位学生薄弱点，提升高考冲刺复习效率。
内容正文：
演练知能提升
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1．(多选)(2026·新疆第一次适应性检测)从水平虚线上方某高度处由静止释放一个带负电的小球，要使小球经过虚线后做匀速直线运动，实验小组在虚线下方空间设计了如图所示的匀强电场和匀强磁场。不计空气阻力，其中可行的是( )
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解析：选项A、B、C中小球受竖直向下的重力，电场力与电场方向相反，洛伦兹力向左，选项A三个力可以平衡，小球可以做匀速直线运动，选项B、C三个力不能平衡，小球不能做匀速直线运动，故A正确，B、C错误；
选项D中小球受竖直向下的重力、电场力向上，不受洛伦兹力，两个力可以平衡，小球能做匀速直线运动，故D正确。
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3．(2026·陕西榆林市模拟)霍尔推进器中的一个局部区域可抽象成如图所示的模型。xOy平面内存在沿y轴负方向的匀强电场和垂直于坐标平面向里的匀强磁场，磁感应强度为B。质量为m、电荷量为e的电子从O点沿x轴正方向水平射入，射入速度为v0时，电子沿x轴做直线运动；射入速度不等于v0时，电子将沿曲线运动。电子间相互作用及其所受的重力均可忽略不计，则( )
A．电场强度的大小E>v0B
B．若电子射入速度小于v0，则电子可能进入y<0的区域运动
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解析：由题知，射入速度为v0时，电子沿x轴做直线运动，则有Ee＝ev0B，解得E＝v0B，A错误；
若射入速度v<v0，则eE>evB，电子所受合力沿y轴正方向，电子将向上偏转，故其不可能进入y<0的区域运动，B错误；
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4．(2026·广东清远市联考)下列四个图中，不计重力的带电粒子以水平向右的速度射入复合场，已知电场力的大小与洛伦兹力的大小相等，带电粒子能匀速直线通过复合场的是( )
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解析：选项A中带电粒子受到的电场力和洛伦兹力都向上，一定做曲线运动，故A错误；
选项B中带电粒子受到的电场力和洛伦兹力都向下，一定做曲线运动，故B错误；
选项C中带电粒子受到的电场力和洛伦兹力都向上，一定做曲线运动，故C错误；
选项D中带电粒子受到的电场力向上，洛伦兹力向下，二者平衡，带电粒子做匀速直线运动通过复合场，故D正确。
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5．(2026·北京朝阳区期末)如图所示，空间存在竖直向下的匀强电场和水平的匀强磁场(垂直于纸面向里)。一带正电的粒子在M点由静止释放，不计粒子所受重力，则( )
A．粒子运动过程中的速度随时间作周期性变化
B．粒子运动过程中的加速度不变
C．磁场力始终对粒子做正功
D．电场力始终对粒子做正功
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磁场力即为洛伦兹力，洛伦兹力与速度垂直，不做功，故C错误；
根据粒子的运动分解为水平向左的匀速直线运动和竖直平面内的匀速圆周运动可知，电场力时而做正功时而做负功，故D错误。
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6．(2026·广东中山市华侨中学模拟)如图所示，空间存在水平向右的匀强电场和垂直于纸面向里的匀强磁场，一个带负电的小球，从O点沿电场方向射入，OMN为其一段运动轨迹，M点为轨迹的最右端，N点为O的正下方，不计空气阻力。关于小球从O经M到N点的过程中，下列说法正确的是( )
A．小球做匀变速运动
B．小球的机械能守恒
C．小球从O到M速度先减小后增大
D．小球在M、N两点的动能可能相等
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解析：小球在复合场中受重力、电场力和洛伦兹力三个力的作用，洛伦兹力与速度方向垂直，所以洛伦兹力的大小和方向均会发生变化，小球的加速度会变化，故A错误；
洛伦兹力不做功，电场力做功，所以机械能不守恒，故B错误；
把重力和电场力合成为一个等效重力，其方向斜向左下方，等效最高点在O到M的中途某处，而洛伦兹力不做功，所以小球从O到M的过程中速度先减小后增大，故C正确；
小球从M点到N点洛伦兹力不做功，但重力和电场力都做了正功，动能增加，故D错误。
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(1)A点的坐标；(4分)
答案：(0，－L)
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(2)粒子恰好不从BC边射出时，匀强磁场磁感应强度B1的大小；(4分)
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(3)交变磁场的磁感应强度B2和周期t0的大小。(6分)
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不考虑极板边缘的影响，电子穿过平行板的时间极短，穿越过程可认为板间电压不变，磁场垂直于纸面向里且范围足够大，不考虑电场变化对磁场的影响。已知电子的质量为m，电荷量为e，不计电子的重力及它们之间的相互作用力。
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(1)求偏转电场电压UMN的峰值。(4分)
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(3)从电子进入偏转电场开始到离开磁场的最短时间是多少？(6分)
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(2)已知在t＝时刻射入偏转电场的电子恰好能返回板间，求匀强磁场的磁感应强度B的大小。(6分)
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