高中考試物理《帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)》復(fù)習(xí)學(xué)案

1、帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)一、概念規(guī)律題組1 .如圖1所示,在xOy平面內(nèi),勻強(qiáng)電場(chǎng)的方向沿x軸正向,勻強(qiáng)磁場(chǎng)的方向垂直于xOy平面向里.一電子在xOy平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí),速度方向保持不變.那么電子的運(yùn)動(dòng)方向沿B.x軸負(fù)向A.x軸正向C.y軸正向D.y軸負(fù)向運(yùn)2 .一個(gè)質(zhì)子穿過(guò)某一空間而未發(fā)生偏轉(zhuǎn),那么A.可能存在電場(chǎng)和磁場(chǎng),它們的方向與質(zhì)子動(dòng)方向相同B.此空間可能只有磁場(chǎng),方向與質(zhì)子的運(yùn)動(dòng)方向平行C.此空間可能只有磁場(chǎng),方向與質(zhì)子的運(yùn)動(dòng)方向垂直D.此空間可能有正交的電場(chǎng)和磁場(chǎng),它們的方向均與質(zhì)子的運(yùn)動(dòng)方向垂直3 .如下圖,沿直線通過(guò)速度選擇器的正離子從狹縫S射入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B2的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,偏轉(zhuǎn)后出

2、現(xiàn)的軌跡半徑之比為Ri:R2=1:2,那么以下說(shuō)法正確的是A.離子的速度之比為1:2B.離子的電荷量之比為1:2C.離子的質(zhì)量之比為1:2D.以上說(shuō)法都不對(duì)*iA-XX!XX+-XKXX4,一崔MM*+XMXf.4. 2021浙江杭州市模擬有一個(gè)帶電量為+q、重為G的小球,從兩豎直的帶電平行板上方h處自由落下,兩極板間另有勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,方向如下圖,那么帶電小球通過(guò)有電場(chǎng)和磁場(chǎng)的空間時(shí),以下說(shuō)法錯(cuò)誤的選項(xiàng)是A.一定做曲線運(yùn)動(dòng)B.不可能做曲線運(yùn)動(dòng)C.有可能做勻加速運(yùn)動(dòng)D.有可能做勻速運(yùn)動(dòng)二、思想方法題組5. 一個(gè)帶電微粒在如圖4所小的正交勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的豎直平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng),

3、該帶電微粒必然帶填止或負(fù)電,旋轉(zhuǎn)方向?yàn)閒t順時(shí)針或逆時(shí)針.假設(shè)圓的半徑為r,電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為E,磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B,重力加速度為g,那么線速度為.圖46. 在兩平行金屬板問(wèn),有如圖5所示的互相正交的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng).a粒子以速度V0從兩板的正中央垂直于電場(chǎng)方向和磁場(chǎng)方向從左向右射入時(shí),恰好能沿直線勻速通過(guò).供以下各小題選擇的答案有：A.不偏轉(zhuǎn)C.向下偏轉(zhuǎn)B.向上偏轉(zhuǎn)D.向紙內(nèi)或紙外偏轉(zhuǎn)圖5(1)假設(shè)質(zhì)子以速度V0從兩板的正中央垂直于電場(chǎng)方向和磁場(chǎng)方向從左向右射入,質(zhì)子將(2)假設(shè)電子以速度V0從兩板的正中央垂直于電場(chǎng)方向和磁場(chǎng)方向從左向右射入,電子將(3)假設(shè)質(zhì)子以大于V0的速度,沿垂直于

4、勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)的方向從兩板正中央射入,質(zhì)子將一、帶電粒子在無(wú)約束的復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)1 .常見(jiàn)運(yùn)動(dòng)形式的分析(1)帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)(2)帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)、勻強(qiáng)磁場(chǎng)和重力場(chǎng)中的直線運(yùn)動(dòng)2 .帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的處理方法(1)搞清楚復(fù)合場(chǎng)的組成,一般是磁場(chǎng)、電場(chǎng)的復(fù)合；磁場(chǎng)、重力場(chǎng)的復(fù)合;磁場(chǎng)、重力場(chǎng)、電場(chǎng)的復(fù)合；電場(chǎng)和磁場(chǎng)分區(qū)域存在.(2)正確進(jìn)行受力分析,除重力、彈力、摩擦力外還要特別關(guān)注電場(chǎng)力和磁場(chǎng)力的分析.(3)確定帶電粒子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài).注意將運(yùn)動(dòng)情況和受力情況結(jié)合進(jìn)行分析.(4)對(duì)于粒子連續(xù)經(jīng)過(guò)幾個(gè)不同場(chǎng)的情況,要分段進(jìn)行分析、處理.(5)畫(huà)出粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡,靈活選擇

5、不同的運(yùn)動(dòng)規(guī)律.【例11圖6(2021安徽23)如圖6所示,在以坐標(biāo)原點(diǎn)O為圓心、半徑為R的半圓形區(qū)域內(nèi),有相互垂直的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,磁場(chǎng)方向垂直于xOy平面向里.一帶正電的粒子(不計(jì)重力)從.點(diǎn)沿y軸正方向以某一速度射入,帶電粒子恰好做勻速直線運(yùn)動(dòng),經(jīng)to時(shí)間從P點(diǎn)射出.(1)求電場(chǎng)強(qiáng)度的大小和方向.(2)假設(shè)僅撤去磁場(chǎng),帶電粒子仍從O點(diǎn)以相同的速度射入,經(jīng)當(dāng)時(shí)間恰好從半圓形區(qū)域的邊界射出.求粒子運(yùn)動(dòng)加速度的大小.(3)假設(shè)僅撤去電場(chǎng),帶電粒子仍從O點(diǎn)射入,但速度為原來(lái)的4倍,求粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間.【例2】(2021江蘇高考改編)在場(chǎng)強(qiáng)為B的水平勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,一質(zhì)量為m

6、、帶電荷量為q的小球在O點(diǎn)靜止釋放,小球的運(yùn)動(dòng)曲線如圖7所示此曲線在最低點(diǎn)的曲率半徑為該點(diǎn)到x軸距離的2倍,重力加速度為g.求：(1)小球運(yùn)動(dòng)到任意位置P(x,y)的速率v;(2)小球在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中第一次下降的最大距離ym；(3)欲使小球沿x軸正向做直線運(yùn)動(dòng),可在該區(qū)域加一勻強(qiáng)電場(chǎng),試分析加電場(chǎng)時(shí),小球在什么位置,所加電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)為多少？方向如何？、帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中有約束情況下的運(yùn)動(dòng)帶電體在復(fù)合場(chǎng)中受輕桿、輕繩、圓環(huán)、軌道等約束的情況下,常見(jiàn)的運(yùn)動(dòng)形式有直線運(yùn)動(dòng)和圓周運(yùn)動(dòng),此時(shí)解題要通過(guò)受力分析明確變力、恒力做功情況,并注意洛倫茲力不做功的特點(diǎn),用動(dòng)能定理、能量守恒定律結(jié)合牛頓運(yùn)動(dòng)定律求出結(jié)果.

7、圖8【例3】如圖8所示,套在很長(zhǎng)的絕緣直棒上的小球,質(zhì)量為1.0X04kg,帶4.QM0-4C正電荷,小球在棒上可以滑動(dòng),將此棒豎直放置在沿水平方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度E=10N/C,方向水平向右,勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5方向?yàn)榇怪庇诩埫嫦蚶?小球與棒間的動(dòng)摩擦因數(shù)為呼0.2,求小球由靜止沿棒豎直下落的最大加速度和最大速度.設(shè)小球在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中所帶電荷量保持不變,g取10m/s2【根底演練】1.圖92021廣東單科11如圖9所示,外表粗糙的斜,面固定于地面上,并處于方向垂直于紙面向外、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中.質(zhì)量為m、帶電荷量為+Q的小滑塊從斜面頂端由靜止下滑.在

8、滑塊下滑的過(guò)程中,以下判斷正確的選項(xiàng)是A.滑塊受到的摩擦力不變B.滑塊到達(dá)地面時(shí)的動(dòng)能與B的大小無(wú)關(guān)C.滑塊受到的洛倫茲力方向垂直斜面向下D.B很大時(shí),滑塊可能靜止于斜面上圖102.2021福建福州月考如圖10所示,在互相垂直的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,電荷量為q的液滴在豎直面內(nèi)做半徑為R的勻動(dòng).電場(chǎng)強(qiáng)度為E,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,那么環(huán)繞速度分別為AqEEBBqRE速圓周運(yùn)液滴的質(zhì)量和嚙管3.一帶正電的粒子以速度V0垂直飛入如圖11所示的電場(chǎng)和磁場(chǎng)共有的區(qū)A.g,BB.E,B域,B、E及V0三者方向如下圖,粒子在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中所受的重力恰好與電場(chǎng)力平衡,那么帶電粒子在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中A機(jī)械能守恒B.動(dòng)量守恒C.

9、動(dòng)能始終不變D.電勢(shì)能與機(jī)械能總和守恒圖124. 2021北京東城二模如圖12所示,兩平行金屬板中間有相互正交的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng),電場(chǎng)強(qiáng)度為E,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,一質(zhì)子沿極板方向以速度vo從左端射入,并恰好從兩板間沿直線穿過(guò).不計(jì)質(zhì)子重力,以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是A.假設(shè)質(zhì)子以小于V0的速度沿極板方向從左端射入,它將向上偏轉(zhuǎn)B.假設(shè)質(zhì)子以速度2v0沿極板方向從左端射入,它將沿直線穿過(guò)C.假設(shè)電子以速度V0沿極板方向從左端射入,它將沿直線穿過(guò)D.假設(shè)電子以速度V0沿極板方向從右端射入,它將沿直線穿過(guò)圖135. 2021東北三校第一次聯(lián)考如圖13所示,ABC為豎直平面內(nèi)的光滑絕緣軌道,其中AB為傾斜直

10、軌道,BC為與AB相切的圓形軌道,并且圓形軌道處在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁場(chǎng)方向垂直紙面向里質(zhì)量相同的甲、乙、丙三個(gè)小球中,甲球帶正電,乙球帶負(fù)電、丙球不帶電,現(xiàn)將三個(gè)小球在軌道AB上分別從不同高度處由靜止釋放,都恰好通過(guò)圓形軌道的最高點(diǎn),那么A.經(jīng)過(guò)最高點(diǎn)時(shí),三個(gè)小球的速度相等B.經(jīng)過(guò)最高點(diǎn)時(shí),甲球的速度最小C.甲球的釋放位置比乙球的高D.運(yùn)動(dòng)過(guò)程中三個(gè)小球的機(jī)械能均保持不變6. 2021淄博調(diào)研如以下圖所示,兩虛線之間的空間內(nèi)存在著正交或平行的勻強(qiáng)電場(chǎng)E和勻強(qiáng)磁場(chǎng)B,有一個(gè)帶正電的小球電荷量為+q、質(zhì)量為m從電磁復(fù)合場(chǎng)上方的某一高度處自由落下,那么,帶電小球可能沿直線通過(guò)的電磁復(fù)合場(chǎng)的是【水平提升】

11、圖147. 2021山東濟(jì)南月考如圖14所示的坐標(biāo)系,x軸沿水平方向,y軸沿豎直方向.在x軸上方空間的第一、第二象限內(nèi),既無(wú)電場(chǎng)也無(wú)磁場(chǎng),在第三象限,存在沿y軸正方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)和垂直xOy平面紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),在第四象限,存在沿y軸負(fù)方向、場(chǎng)強(qiáng)大小與第三象限電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)相等的勻強(qiáng)電場(chǎng).一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶電質(zhì)點(diǎn),從y軸上y=h處的P1點(diǎn)以一定的水平初速度沿x軸負(fù)方向進(jìn)入第二象限,然后經(jīng)過(guò)x軸上x(chóng)=2h處的P2點(diǎn)進(jìn)入第三象限,帶電質(zhì)點(diǎn)恰好能做勻速圓周運(yùn)動(dòng),之后經(jīng)過(guò)y軸上v=2h處的P3點(diǎn)進(jìn)入第四象限.重力加速度為g.試求：1粒子到達(dá)P2點(diǎn)時(shí)速度的大小和方向;(2)第三象限空間中電場(chǎng)強(qiáng)度和磁感

12、應(yīng)強(qiáng)度的大小；(3)帶電質(zhì)點(diǎn)在第四象限空間運(yùn)動(dòng)過(guò)程中最小速度的大小和方向.8. (2021湖,南荊門(mén)聯(lián)考)如圖15所示的豎直平面內(nèi)有范圍足夠大、水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng),在虛線的左側(cè)有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B.一絕緣“形彎桿由兩段直桿和一半徑為R的半圓環(huán)組成,固定在紙面所在的豎直平面內(nèi).PQ、MN水平且足夠長(zhǎng),半圓環(huán)MAP在磁場(chǎng)邊界左側(cè),P、M點(diǎn)在磁場(chǎng)邊界線上,NMAP段是光滑的.現(xiàn)有一質(zhì)量為m、帶電荷量為+q的小環(huán)套在MN桿上,它所受電場(chǎng)力為重力的3/4.現(xiàn)在M右側(cè)D點(diǎn)由靜止釋放小環(huán),小環(huán)剛好能到達(dá)P點(diǎn).圖15求DM間的距離X0.(2)求上述過(guò)程中小環(huán)第一次通過(guò)與O點(diǎn)等高的A點(diǎn)時(shí)彎桿對(duì)小環(huán)作用力的大小.3假設(shè)小環(huán)與PQ間動(dòng)摩擦因數(shù)為小設(shè)最大靜摩擦力與滑動(dòng)摩擦力大小相等,現(xiàn)將小環(huán)移至M點(diǎn)右側(cè)4R處由靜止開(kāi)始釋放,求小環(huán)在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中克服摩擦力所做的功.圖169. 2021福建高考圖16為可測(cè)定比荷的某裝置的簡(jiǎn)化示意圖,在第一象限區(qū)域內(nèi)有垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B=2.0M0-3在x軸上距坐標(biāo)原點(diǎn)L=0.5