最新三年高考物理高頻考點精選分類解析 考點32 帶電粒子在電場、磁場中的運動.doc

最新三年高考物理高頻考點精選分類解析考點32 帶電粒子在電場、磁場中的運動【考點知識方法解讀】1.帶電粒子在電場中的類平拋運動可按照運動分解把帶電粒子的運動分解為垂直電場方向的勻速直線運動和沿電場方向的勻變速直線運動。帶電粒子在勻強磁場中的圓周運動可依據(jù)洛侖茲力提供向心力列方程解答。2.帶電粒子在電場中加速利用動能定理列方程解答，在磁場中的勻速圓周運動可依據(jù)洛侖茲力提供向心力列方程解答?！咀钚氯旮呖嘉锢砭x解析】1(16 分) （2012江蘇物理）如圖所示，待測區(qū)域中存在勻強電場和勻強磁場,根據(jù)帶電粒子射入時的受力情況可推測其電場和磁場。 圖中裝置由加速器和平移器組成,平移器由兩對水平放置、相距為l的相同平行金屬板構成,極板長度為l、間距為d，兩對極板間偏轉電壓大小相等、電場方向相反。質量為m、電荷量為+q 的粒子經(jīng)加速電壓u0 加速后,水平射入偏轉電壓為u1 的平移器,最終從a 點水平射入待測區(qū)域。不考慮粒子受到的重力。.(1)求粒子射出平移器時的速度大小v1；(2)當加速電壓變?yōu)?u0 時，欲使粒子仍從a 點射入待測區(qū)域，求此時的偏轉電壓u；(3)已知粒子以不同速度水平向右射入待測區(qū)域，剛進入時的受力大小均為f. 現(xiàn)取水平向右為x 軸正方向，,建立如圖所示的直角坐標系oxyz.。保持加速電壓為u0 不變,，移動裝置使粒子沿不同的坐標軸方向射入待測區(qū)域，,粒子剛射入時的受力大小如下表所示. 請推測該區(qū)域中電場強度和磁感應強度的大小及可能的方向.。豎直位移 y2 =vy t由題意知,粒子豎直總位移 y =2y1 +y2解得 y=。則當加速電壓為4u0 時，u =4u1。（3）(a)由沿x 軸方向射入時的受力情況可知：b平行于x 軸。. 且 e =f/q。(b)由沿y 軸方向射入時的受力情況可知：e 與oxy 平面平行.f2+f 2 =(f)2，則f =2f，且 f =qv1b，解得：b=。(c)設電場方向與x 軸方向夾角為。.2.（2011全國理綜）如圖，與水平面成45角的平面mn將空間分成i和ii兩個區(qū)域。一質量為m、電荷量為q（q0）的粒子以速度v0從平面mn上的p0點水平向右射入i區(qū)。粒子在i區(qū)運動時，只受到大小不變、方向豎直向下的電場作用，電場強度大小為e；在ii區(qū)運動時，只受到勻強磁場的作用，磁感應強度大小為b，方向垂直于紙面向里。求粒子首次從ii區(qū)離開時到出發(fā)點p0的距離。粒子的重力可以忽略?！窘馕觥浚簬щ娏Ｗ舆M入電場后，在電場力作用下沿拋物線運動，其加速度方向豎直向下，設其大小為a，由牛頓運動定律得qe=ma 經(jīng)過時間t0，粒子從平面mn上的點p1進入磁場，由運動學公式和幾何關系得，v0t0=at02 粒子速度大小v1為v1=。設速度方向與豎直方向的夾角為，tan=。此時粒子到出發(fā)點p0的距離為s0=v0t0 此后粒子進入磁場，在洛侖茲力作用下做勻速圓周運動，圓周半徑r1=.設粒子首次離開磁場的點為p2，弧所張的圓心角為2，則點p1到點p2的距離為s1=2r1sin，由幾何關系得 + =45聯(lián)立解得s1= 點p2與點p0相距l(xiāng)=s0+s1 聯(lián)立解得l= 【點評】此題考查帶電粒子在電場中的類平拋運動和磁場中的勻速圓周運動，難度中等。3（2011重慶理綜卷第25題）某儀器用電場和磁場來控制電子在材料表面上方的運動，如圖4所示，材料表面上方矩形區(qū)域ppnn充滿豎直向下的勻強電場，寬為d；矩形區(qū)域nnmm充滿垂直紙面向里的勻強磁場，磁感應強度為b，長為3s，寬為s；nn為磁場與電場之間的薄隔離層。一個電荷量為e、質量為m、初速為零的電子，從p點開始被電場加速經(jīng)隔離層垂直進入磁場，電子每次穿越隔離層，運動方向不變，其動能損失是每次穿越前動能的10%，最后電子僅能從磁場邊界mn飛出。不計電子所受重力。 (1)求電子第二次與第一次圓周運動半徑之比；(2)求電場強度的取值范圍；(3)a是的中點，若要使電子在a、間垂直于a飛出，求電子在磁場區(qū)域中運動的時間。又由rn=0.9 n-1 r1，2 r1(1+0.9+0.92+0.9 n+)s解得：e。所以電場強度的取值范圍為 e?！军c評】此題與科技實際結合緊密，情景新穎，難度較大，分值較高。圖34（2010山東理綜）如圖3所示，以兩虛線為邊界，中間存在平行紙面且與邊界垂直的水平電場，寬度為d，兩側為相同的勻強磁場，方向垂直紙面向里。一質量為m、帶電量+q、重力不計的帶電粒子，以初速度v1垂直邊界射入磁場做勻速圓周運動，后進入電場做勻加速運動，然后第二次進入磁場中運動，此后粒子在電場和磁場中交替運動。已知粒子第二次在磁場中運動的半徑是第一次的二倍，第三次是第一次的三倍，以此類推。求（1）粒子第一次經(jīng)過電場的過程中電場力所做的功w1。（2）粒子第n次經(jīng)過電場時電場強度的大小en。（3）粒子第n次經(jīng)過電場所用的時間tn。（4）假設粒子在磁場中運動時，電場區(qū)域場強為零。請畫出從粒子第一次射入磁場至第三次離開電場的過程中，電場強度隨時間變化的關系圖線（不要求寫出推導過程，不要求標明坐標刻度值）。 解得en=te （3）第n次經(jīng)過電場時的平均速度， 則時間為。 （4）